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“RoadRunner è uno strumento potente per creare ambienti di guida realistici e riutilizzabili e scenari che accelerano e migliorano significativamente lo sviluppo e il test delle tecnologie ADAS e di guida autonoma.”
Gli ambienti di simulazione richiedono mappe strutturate e ricche di informazioni semantiche, che consentano di generare scenari, localizzare i veicoli e pianificarne i movimenti in condizioni controllate e ripetibili. Le mappe HD forniscono questa base: I modelli stradali basati su oggetti descrivono la geometria, la connettività e le regole di circolazione con precisione centimetrica, fornendo una base solida per test scalabili e ad alta fedeltà in simulazione. Consentono agli ingegneri di creare scenari limite che includono occlusioni, intersezioni e aree non percorribili, correggere la posa del veicolo ego nelle zone con segnale GNSS degradato e fornire ai pianificatori comportamentali le informazioni necessarie per la pianificazione dei percorsi. Grazie alla struttura basata su schemi e alla gestione delle versioni, le mappe HD si integrano facilmente in tutti i workflow, dalla simulazione SIL/HIL alla distribuzione, semplificando il lavoro degli ingegneri e consentendo un miglioramento continuo grazie ai dati telemetrici delle flotte.
Le mappe HD sono fondamentali, ma crearle a partire dai dati LiDAR richiede molte risorse e può generare informazioni ridondanti per numerose applicazioni di guida autonoma (AD) e sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS), soprattutto quando la soluzione deve essere estesa su larga scala. Una rappresentazione intermedia è fondamentale per trovare il giusto equilibrio tra livello di dettaglio ed efficienza. Come le mappe HD complete, le mappe vettoriali HD compatte descrivono le aree percorribili e gli elementi a bordo strada mediante geometrie strutturate (ad es. punti, linee e poligoni), arricchite da metadati semantici. Questo formato basato su oggetti consente di interrogare rapidamente i dati, aggiornare solo gli elementi necessari ed estendere le mappe in modo modulare, senza i costi di elaborazione e archiviazione delle mappe LiDAR più dettagliate. Le mappe HD compatte supportano le principali funzioni per la guida autonoma e i sistemi ADAS: la localizzazione tramite punti di riferimento visivi, la pianificazione dei movimenti a livello di corsia e la simulazione con riferimenti semantici per la generazione automatica di scenari. Grazie alla loro efficienza, possono essere utilizzate su vaste aree urbane.
Questo articolo illustra come trasformare mappe vettoriali HD compatte in contenuti pronti per la simulazione, compatibili con RoadRunner e altre piattaforme (Figura 1).
Figura 1. Conversione diretta dei dati RealSemiE di GeoMate in scene RoadRunner.
RoadRunner HD Map (RRHD) è un formato generico di mappe HD di MathWorks, corredato di documentazione. Il formato RoadRunner HD è progettato specificamente per i dati cartografici ad alta definizione e consente di rappresentare in dettaglio la configurazione delle strade, le corsie e i relativi confini, la segnaletica orizzontale, gli incroci, i segnali stradali, le barriere e altri elementi della scena. I dati vengono serializzati tramite Protocol Buffers e salvati in formato binario con estensione .rrhd. Protocol Buffers (protobuf), sviluppato da Google, è un formato binario di serializzazione indipendente dal linguaggio di programmazione, che consente di archiviare e trasferire i dati in modo efficiente. Le mappe RRHD possono essere generate con linguaggi come Python® e C++ oppure gestite direttamente tramite oggetti e funzioni MATLAB® utilizzando l’API MATLAB di RoadRunner HD Map, che consente di creare, modificare e validare elementi della mappa, come strade, corsie, intersezioni e segnali, mediante codice. Consulta il white paper “RoadRunner High-Definition Maps: A Guide to Creating RRHD with MATLAB API” per maggiori dettagli sulle funzionalità dell’API e sul workflow per l’integrazione.
Inoltre, RRHD è progettato per un'integrazione perfetta con strumenti di simulazione come RoadRunner, MATLAB e Simulink.®. Questo ne facilita l’impiego nello sviluppo e nel test dei sistemi di guida automatizzata.
RoadRunner supporta l’importazione di mappe personalizzate. GeoMate può quindi serializzare le proprie mappe HD tramite Protocol Buffers e importarle in RoadRunner Scene Builder, dove le scene 3D generate possono essere esportate nei formati ASAM OpenDRIVE® o Filmbox® per la simulazione e il test.
RoadRunner consente di creare ambienti di guida realistici e riutilizzabili e scenari che semplificano e velocizzano notevolmente lo sviluppo e il test delle tecnologie ADAS e di guida autonoma.
Sono state create diverse mappe vettoriali proprietarie per la cartografia HD. Le mappe vettoriali HD compatte possono essere convertite in file .rrhd compatibili con RoadRunner, associando ogni elemento della mappa alla struttura dati prevista dal formato RoadRunner. Il processo converte le geometrie delle corsie, i confini stradali e gli elementi a bordo strada, come segnali, attraversamenti pedonali e pali, in rappresentazioni arricchite semanticamente, pronte per la simulazione. È necessario gestire anche le logiche più complesse, come le fasi dei semafori, i divieti di svolta e le regole di instradamento, per garantire che il traffico negli scenari generati si comporti in modo realistico e riproducibile. Per rendere scalabile il processo di conversione, è possibile sfruttare le API MATLAB e gli script MATLAB per automatizzare la pre-elaborazione, la trasformazione e l’esportazione delle mappe in aree geografiche diverse. In questo modo è possibile ottenere mappe pronte per la simulazione, integrabili facilmente in RoadRunner e in altre piattaforme per lo sviluppo della guida autonoma.
La validazione del file .rrhd in RoadRunner viene gestita dagli strumenti automatizzati integrati di RoadRunner. RoadRunner verifica la validità della mappa e segnala eventuali problemi, come collegamenti interrotti tra le corsie, collegamenti mancanti ai semafori o geometrie stradali non valide. In GeoMate, la validazione si basa sugli errori e sugli avvisi generati automaticamente dal sistema per individuare le correzioni necessarie e ridurre al minimo il debug manuale. La validazione verifica che il file rispetti lo schema previsto, con una corretta organizzazione di strade, corsie, intersezioni e metadati, e che gli elementi semantici, come i divieti di svolta, le fasi semaforiche e le regole di instradamento, siano preservati correttamente. Questo processo di validazione automatizzato garantisce in modo efficiente l’integrità della mappa e la sua idoneità alla simulazione, riducendo notevolmente il tempo necessario per le verifiche e le regolazioni manuali (Figura 2).
Figura 2. Gli ambienti di simulazione del mondo reale di GeoMate sono il punto di partenza per le attività di sicurezza, validazione e test di simulazione su larga scala.
RoadRunner offre strumenti interattivi per modificare le mappe e posizionare la segnaletica, oltre a funzionalità di esportazione integrate nei formati OpenDRIVE (.xodr) e FBX, per l’integrazione con diversi simulatori. Un workflow continuo, dai dati cartografici HD ai file .rrhd, semplifica l’integrazione con MATLAB, Simulink e RoadRunner. Gli ingegneri possono così passare rapidamente dall’acquisizione dei dati di riferimento ai test SIL/HIL, senza dover gestire i costi di archiviazione e di elaborazione tipici delle mappe basate su nuvole di punti.
Organizzazioni come VUFO utilizzano RoadRunner per simulare scenari di incidente a partire da dati reali, a supporto della ricerca sulla sicurezza stradale. Ad esempio:
RoadRunner consente di creare scene ad alta fedeltà, con precisione a livello di corsia, modellazione del traffico dinamico e compatibilità con formati standard del settore, come ASAM OpenDRIVE e OpenSCENARIO. Queste funzionalità velocizzano la generazione di scenari, riducono i costi dei test, migliorano la precisione della validazione e consentono di riutilizzare i contenuti su più piattaforme di simulazione, accelerando l’innovazione nella sicurezza dei veicoli e nella guida autonoma.
L’intero workflow, dall’importazione di mappe vettoriali HD compatte alla generazione e validazione di file .rrhd, semplifica la creazione di contenuti pronti per la simulazione di sistemi ADAS, guida autonoma e pianificazione delle smart city. La combinazione di conversione basata su schemi, validazione automatizzata tramite gli strumenti di RoadRunner e supporto per diversi formati standard del settore riduce notevolmente il lavoro richiesto agli ingegneri per generare mappe HD.
Questo workflow velocizzerà ulteriormente la preparazione delle simulazioni, amplierà la copertura di diverse aree urbane e consentirà iterazioni più rapide negli ambienti di sviluppo della guida autonoma e nelle attività di validazione della sicurezza (Figura 3).
Figura 3. Generazione automatica di scenari per una mobilità urbana più sicura grazie agli ambienti di simulazione di GeoMate.
Per approfondire gli aspetti tecnici, consigliamo di consultare la pagina del prodotto RoadRunner, la piattaforma RealSimE di GeoMate e lo standard ASAM OpenDRIVE per l’interoperabilità.
Pubblicato nel 2026
