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PNC Map ​

源码路径: modules/planning/pnc_map/

概述 ​

PNC Map（Planning and Control Map）是规划模块与高精地图之间的桥梁层。它负责将 routing 模块下发的路线指令（PlanningCommand）转换为规划模块可直接使用的车道级路段（RouteSegments），并持续跟踪自车在路由中的位置、管理可行驶车道范围、计算到终点的距离。

PNC Map 采用插件架构，通过 PncMapBase 基类定义统一接口，当前唯一的具体实现为 LaneFollowMap，专门处理沿车道行驶（lane_follow_command）类型的指令。

核心类 ​

LaneFollowMap ​

继承自 PncMapBase，是 PNC Map 的核心实现类。它基于 HD Map 进行路线跟踪和路段管理。

cpp
class LaneFollowMap : public PncMapBase {
 public:
  LaneFollowMap();
  virtual ~LaneFollowMap() = default;

  bool CanProcess(const planning::PlanningCommand &command) const override;
  bool UpdatePlanningCommand(const planning::PlanningCommand &command) override;
  bool GetRouteSegments(
      const common::VehicleState &vehicle_state,
      std::list<apollo::hdmap::RouteSegments> *const route_segments) override;
  bool ExtendSegments(
      const apollo::hdmap::RouteSegments &segments, double start_s,
      double end_s,
      apollo::hdmap::RouteSegments *const truncated_segments) const override;
  // ...
};

通过插件注册宏绑定到 PncMapBase：

cpp
CYBER_PLUGIN_MANAGER_REGISTER_PLUGIN(apollo::planning::LaneFollowMap, PncMapBase)

RouteIndex（内部结构） ​

用于将 routing 响应中的三维索引 {road_index, passage_index, lane_index} 与对应的车道段（LaneSegment）关联起来。

cpp
struct RouteIndex {
  apollo::hdmap::LaneSegment segment;
  std::array<int, 3> index;  // {road_index, passage_index, lane_index}
};

WaypointIndex（内部结构） ​

用于记录 routing 请求中每个路径点在 route_indices_ 中对应的索引位置。

cpp
struct WaypointIndex {
  apollo::hdmap::LaneWaypoint waypoint;
  int index;
};

核心函数 ​

GetRouteSegments（public，获取可行驶路段） ​

职责：根据自车状态生成当前可行驶的路由路段列表，是规划模块获取参考线的入口。

输入：

  • vehicle_state：自车当前位置、速度、航向等状态
  • route_segments（输出）：生成的可行驶路段列表

输出：bool，是否成功生成路段

关键步骤：

  1. 调用 UpdateVehicleState 更新自车在路由上的位置
  2. 根据车速计算前瞻/后视距离（LookForwardDistance、look_backward_distance）
  3. 通过 GetNeighborPassages 获取当前道路的所有可达车道（包括换道目标车道）
  4. 对每个可达车道执行投影，裁剪并延展到所需 s 范围
  5. 设置路段属性（是否可出口、下一步动作、是否为当前所在车道等）

UpdatePlanningCommand（public，更新路由指令） ​

职责：解析新的 PlanningCommand，重建路由索引结构。

输入：command — 来自 routing 模块的规划指令

输出：bool，是否更新成功

关键步骤：

  1. 遍历 road -> passage -> lane_segment 三层结构，构建 route_indices_
  2. 收集所有 all_lane_ids_ 用于后续最近点搜索
  3. 识别终点车道段 dest_lane_segment_
  4. 构建 routing_waypoint_index_，将请求路径点映射到路由索引

UpdateVehicleState（private，更新自车状态） ​

职责：将自车物理状态映射到路由坐标系，更新内部跟踪变量。

输入：vehicle_state — 自车状态

关键步骤：

  1. 检测位置是否发生大幅跳变（超过重规划阈值），若是则重置索引
  2. 调用 GetNearestPointFromRouting 将自车投影到路由车道上，得到 adc_waypoint_
  3. 通过 GetWaypointIndex 确定自车在 route_indices_ 中的位置
  4. 调用 UpdateNextRoutingWaypointIndex 更新下一个路径点索引
  5. 调用 UpdateRoutingRange 更新当前有效车道 ID 范围

GetNearestPointFromRouting（private，获取最近路由点） ​

职责：在路由涉及的所有车道中，找到距离自车最近且航向兼容的车道投影点。

输入：state — 自车状态；waypoint（输出）— 最近点

关键步骤：

  1. 仅在 range_lane_ids_ 范围内的车道中搜索
  2. 对每条候选车道执行 2D 投影，过滤超出车道长度或航向偏差大于 135 度的结果
  3. 选取横向偏差 |l| 最小的投影点作为结果

ExtendSegments（private，延展路段） ​

职责：将路由路段向前/后延展，确保参考线覆盖规划所需的视野范围。

输入：segments（原始路段）、start_s / end_s（目标 s 范围）、truncated_segments（输出）

关键步骤：

  1. 若 start_s < 0，沿 GetRoutePredecessor 向前回溯拼接车道
  2. 裁剪原始路段到 [start_s, end_s] 范围
  3. 若接近终点且 can_exit，额外延长 FLAGS_reference_line_endpoint_extend_length
  4. 沿 GetRouteSuccessor 向后延伸，直到满足 end_s 或遇到环路

GetNeighborPassages（private，获取相邻车道通道） ​

职责：在同一条道路上查找与当前车道通道相邻的可换道目标通道。

输入：road（道路段）、start_passage（当前通道索引）

输出：可达通道索引列表，始终包含自身

关键步骤：

  1. 若 change_lane_type 为 FORWARD 或通道可出口，直接返回自身
  2. 根据换道方向（LEFT/RIGHT）收集邻接车道 ID
  3. 遍历同道路其他通道，若其包含邻接车道则加入结果

GetDistanceToDestination（public，获取到终点距离） ​

职责：计算自车当前位置沿路由到目的地的剩余距离。

关键步骤：

  1. 从 adc_route_index_ 出发，沿 can_exit 的通道累加车道段长度
  2. 首段减去自车当前 adc_waypoint_.s 的偏移

配置 ​

配置项（GFlags）用途说明
FLAGS_replan_lateral_distance_threshold重规划横向距离阈值自车位置跳变超过此值时重置路由索引
FLAGS_replan_longitudinal_distance_threshold重规划纵向距离阈值与横向阈值联合判断是否需要重置
FLAGS_look_backward_distance后视距离获取路段时向后延伸的默认距离
FLAGS_reference_line_endpoint_extend_length终点延展长度接近目的地时额外延展参考线的长度

调用关系 ​

text
PlanningComponent
  └─ PncMapBase (接口)
       └─ LaneFollowMap (实现，插件注册)
            ├─ UpdatePlanningCommand()  ← 收到新 routing 时调用
            │    └─ 构建 route_indices_ / routing_waypoint_index_
            ├─ GetRouteSegments()       ← 每帧规划时调用
            │    ├─ UpdateVehicleState()
            │    │    ├─ GetNearestPointFromRouting()
            │    │    ├─ GetWaypointIndex()
            │    │    │    ├─ SearchForwardWaypointIndex()
            │    │    │    └─ SearchBackwardWaypointIndex()
            │    │    ├─ UpdateNextRoutingWaypointIndex()
            │    │    └─ UpdateRoutingRange()
            │    ├─ GetNeighborPassages()
            │    │    └─ PassageToSegments()
            │    ├─ ExtendSegments()
            │    │    ├─ GetRoutePredecessor()
            │    │    └─ GetRouteSuccessor()
            │    └─ UpdateRouteSegmentsLaneIds()
            ├─ GetDistanceToDestination()
            ├─ FutureRouteWaypoints()
            └─ GetEndLaneWayPoint()

GetRouteSegments 返回的 RouteSegments 列表会被下游的参考线生成器（ReferenceLineProvider）进一步处理为平滑的参考线，供轨迹规划使用。

贡献者

The avatar of contributor named as Steven Moder Steven Moder

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