1.坐标系

        根据维基百科，坐标系是指：定义一个n维系统，能够使每一个点和一组n个标量组成一一对应的系统。[1]

        在坐标系里，有几个关键概念。

        第一个关键概念是维度（Dimension）。维度是指通过一定标准，把一系列变量放在一起的度量方式。维度本身意味着度量的方式。[2]

        第二个关键概念是标量（Scalar）。标量，又称为纯量，只有大小，没有方向。在单个维度上，度量方式肯定是标量。[3]但多个维度的度量，就可以是向量。[4]因为多个维度上可以确定方向。

        第三个关键概念是系统。系统是指一系列关联的群体，由按照某种按照一定规则的个体组成。

        通过这几个概念可以得知，坐标系是一定维度的，可以确定一定标量的系统。

        最常见的坐标系是笛卡尔坐标系。[5]笛卡尔坐标系是由法国数学家笛卡尔引进的一种坐标系。笛卡尔的坐标系的特点是：1）二个维度；2）两个维度正交于远点；3）横坐标系右为正，竖坐标系上为正。（如图1所示，引自维基百科）笛卡尔坐标系可以扩展到三维。
                                                                         

                                                                                 图1 笛卡尔坐标系        

2.XOY和ST坐标系

        笛卡尔坐标系一般是XOY坐标系。即原点为O点，横轴为X轴，纵轴为Y轴。但现实上，也存在很多笛卡尔坐标系的变种。如OpenDrive里，用到了ST坐标（图2）。

         

                                                            图2  XOY坐标系和ST坐标系

      OpenDrive是针对道路网络的逻辑描述的公开文件格式。OpenDrive文件规范要符合XML规范；同时，OpenDrive文件也定义了各种符合交通场景的各种定义。[6]

      OpenDrive里有多种坐标系。其中最主要两个坐标系和XOY坐标系和ST坐标系。

3.OpenDrive里的XY和ST

       在OpenDrive里，XY坐标和ST坐标是最常见的两种坐标系。XY坐标系的主要点为X点和Y点。可以理解为坐标系的点。

       另一个坐标系为ST。ST的算法是：

       1）确定某个线为基准线（基准线一般为某个道路的0车道）；

       2）在基准线上确定某点为原点；

       3）沿基准线的方向为S方向，和S方向左手边垂直方向为T方向；

       4）S方向始终是基准线方向，T方向始终与S方向垂直；

       5）某一点的S值为沿着基准线和S原点的距离（平行于S基准线），某一点的T值为T方向的距离。

       一般来说，在Open Drive里，道路可以分为4种基本图形：1）直线；2）弧线；3）螺旋线；4）三次多项式。这几种图形组合为几种图形。在一个道路内部，主要通过ST确定和基本道路的关系。如需确定XY，则可通过ST进行转换。

参考文献：

[1]维基百科，坐标系，https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9D%90%E6%A8%99%E7%B3%BB

[2]维基百科，维度，https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%B6%AD%E5%BA%A6

[3]维基百科，标量，https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%A0%87%E9%87%8F

[4]维基百科，向量，https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%90%91%E9%87%8F

[5]维基百科，笛卡尔坐标系，https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%AC%9B%E5%8D%A1%E5%B0%94%E5%9D%90%E6%A0%87%E7%B3%BB

[6]OpenDrive文件定义，http://www.opendrive.org/

[7]OpenDrive格式文档下载，http://www.opendrive.org/download.html