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OpenDRIVE中的道路高程表示方法
科普，就像一座灯座，照亮探索未知世界的道路。在这个信息爆炸的时代，需要将真实、准确的科学知识以简洁、易懂的方式传递给读者，更全面地认识科技发展带来的便利。
本篇是自动驾驶系列科普的第十一篇，将主要介绍ASAM OpenDRIVE标准的道路高程表示方法。让我们一同踏上神奇的科普之旅，探索无限可能。
01 概述
OpenDrive中将以下几种方法用于标高道路或道路的部分：道路高程详细说明了沿道路参考线（s方向）的高程；通过使用超高程以及形状定义，横断面图将对与t方向参考线正交的高程进行详细说明。
道路高程的类型如下图所示，s长度不随着高程变化。
高程的类型
02 道路高程
一条道路可沿其参考线被标高，需根据每个在参考线上给定点的道路横截面来对道路高程进行定义。高程以米（m）为单位，道路的默认高程为零。若使用了地理坐标参考，则根据地理坐标参考对零进行定义。
在OpenDRIVE中，高程用<elevationProfile>元素中的<elevation>元素来表示。以下规则适用于道路高程：
① 道路必须沿其参考线被标高。
②道路高程可单独或者结合超高程以及道路形状被定义。
③对高程元素的定义必须按升序进行。由于高程可以上下移动，元素必须被连接到参考线上的相应位置。
④道路高程的定义持续有效，直到该类型的下一个元素得到定义。
03 超高程
超高程是横断面图的一部分，它描述了道路的横坡。它可用于将道路往内侧倾斜，从而使车辆更容易驶过。
如下图所示，对于被超高程的道路而言，道路的t轴不与下层地形平行。因此，横断面图的定义适用于整个道路横截面。超高程不改变车道的实际宽度，但它会影响被投影的宽度。
超高程
超高程的默认值为零。超高程从数学角度被定义为围绕参考线的道路横截面的倾斜角。这意味着超高程对于向右边倾斜的道路具有正值，对于向左边倾斜的道路具有负值。为简化上述示例，上图中的参考线平行于y轴。
在OpenDRIVE中，超高程用<lateralProfile>元素中的<superelevation>元素来表示。以下规则适用于超高程：
①超高程的定义必须适用于整个道路横截面。
②道路的单条车道通过使用@level属性实现
③形状定义。
由于某些横向道路形状过于复杂，仅使用超高程来描述是不够的。通过形状则能够更详细地描述在参考线上给定点处的道路横截面的高程。这意味着，一个有多个t值的s坐标上可以拥有多个形状定义，从而对道路的弯曲形状进行描述。
如果不结合超高程而使用了形状，车道的实际宽度可能会由于其曲线的形状而被改变，相对于平面图的投影宽度不受影响；如果结合超高程而使用了形状，如下图所示，相对于超高程状态的道路投影宽度不会变化，但相对于平面图的投影宽度会有变化。
形状定义（左边）与超高程相结合（右边）
被定义的t范围必须最少要覆盖到整个元素的最大t展开式。下图展示了如何对两个横断面图之间的高度信息进行计算，图中的横断面图处于sR1并拥有五个多项式定义，而处于sR2的横断面图则拥有三个多项式定义。可使用图中的公式对两个横断面图之间的一个点以及线性插值进行计算。
道路形状最小的t-定义范围
典型的应用案例是高速测试跑道以及路拱上的弯曲路面，形状的默认值为零。以下规则适用于形状：
①可结合超高程以及道路高程对形状进行定义。
②在使用形状时，不应该存在任何车道偏移。
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