汽车车辆导航系统新技术的浅析

汽车车辆导航系统新技术的浅析意义和功能：汽车导航系统是在全球卫星定位系统GPS基础上发展起来的新型技术。驾车者只要将目的地输入汽车导航系统，系统就会根据电子地图自动计算出最合适的路线，并在车辆行驶过程中（如转弯前）提醒驾驶员按照计算的路线（行驶，汽车导航系统应该包括两部分:全球定位系统和车辆自动导航系统。其一般是由GPS天线,集成了显示屏幕和功能按键的主机以及语音输出设备(一般利用汽车音响系统输出语音提示信息构成的。受车内车导航设备和汽车音响集成在一起。导航系统工作原理：用户输入目的地：在出发前,用户通过系统提供的输入方法将目的地输入到导航设备中。除了在系统显示的电子地图上直接点击选取地点外,更多时候是借助某种输入方法,将目的地名称(如路名、维修站、机场、火车站、码头、停车场、加油站、酒店、餐厅、医院、邮局及其它公共服务单位等)输入到系统中。根据输入设备的不同,可以有不同的地名输入方法。比较常见的是类似目前手机的输入方法,利用显示屏幕周围的旋钮和按键,在屏幕上出现的字母表中选取字母,组成地名,确认后将这个地名输入到系统中。但是国内市场上的汽车自主导航系统很少采用这种输入方法,因为中文的基本构成单元单字的数量数以千计,不可能全部列在屏幕上供用户选择,而且国内汽车自主导航产品基本都是基于PC结构。因此,或者借助外接键盘(从使用和存放的便利性出发,多数采用无线键盘)以类似PC机的中文输入法作为地名输入方法的汽车导航系统,或者利用触摸屏借助日益成熟的手写识别技术进行中文输入。依靠键盘或触摸屏同时也可以实现几乎所有的功能按键的功能。基于以人为本的设计思想,特别是考虑到安全性的要求，目前人们也在开发基于语音识别技术的产品。行驶路线的计算：汽车导航系统中至关重要的一部分是存储在光盘或内置存储器(如硬盘)中的电子地图。电子地图中存储了一定范围内的地理与道路和交通管制信息,与地点对应存储了相关的经纬度信息。汽车导航主机从GPS接收机得到经过计算确定的当前点经纬度,通过与电子地图数据的对比,就可以随时确定车辆当前所在的地点。一般汽车导航系统将车辆当前位置默认为出发点,在用户输入了目的地之后,导航系统根据电子地图上存储的地图信息,就可以自动计算出一条最合适的推荐路线。在有的系统中用户还可以指定途中希望经过的途径点,或者指定一定的路线选择规则(如不允许经过高速公路、按照行驶路线最短的原则等)。推荐的路线将以特殊的方式显示在屏幕上的地图中,同时屏幕上也时刻显示出车辆的当前位置,以提供参考。如果行驶过程中车辆偏离了推荐的路线系统会自动除原有路线并以车辆当前点为出发点重新计算路线,并将修正后的路线作为新的推荐路线。行驶中的导航：如果导航系统的处理结果不能以合适的方式表现出来,那么汽车导航也就只是一个有趣而无用的摆设而已。汽车自动导航系统的输出设备包括显示屏幕和语音输出设备。显示屏幕一般是个10~15cm(4~6英寸)的LCD液晶显示屏(如果需要手写识别作为输入,液晶显示屏表面还有一张透明的触摸屏),主要显示内容包括:可变比例的地图(包括相应的路名、公路编号、重要地点名称等)、车辆的当前位置、推荐路线等,根据用户的设定还可以显示如附近的维修站、加油站、停车场及其他上面提到的如机场、酒店、医院等公共服务单位的名称及地理位置等信息,以方便用户需要。在车辆行驶过程中,驾驶员必须全神贯注于驾驶,而不能经常去查看显示屏幕,因此,一个实用而人性化的车辆自动导航系统应该利用语音输出,在必要的时刻向驾驶员提供提示信息。比如,车辆按照系统推荐路线行驶到应该转弯的路口前,语音输出设备会提示驾驶员:300m后请向左转。这样,驾驶员根本不必关注屏幕的显示,也可以按照推荐路线正确快捷地到达目的地。导航仪的构造，功用及工作原理：GPS导航仪的运行还需要一个汽车导航系统。光有GPS系统还不够，它只能够接收GPS卫星发送的数据，计算出用户的三维位置、方向以及运动速度和时间方面的信息，没有路径计算能力。用户手中的GPS接收设备要想实现路线导航功能还需要一套完善的包含硬件设备、电子地图、导航软件在内的汽车导航系统。GPS导航仪硬件包括芯片、天线、处理器、内存、屏幕、按键、扬声器等组成部分。但就目前情况看来，市场中的GPS汽车导航仪在硬件上的差距并不大，内置的软件地图也已很难分出谁好设谁坏，现在我国有八家地图公司从事导航地图软件的测绘与开发，如四维图新，凯立德，道道通，城际通.......,经过几年的不断开发完善，都已能提供相当好的导航地图软件。GPS导航仪硬件包括芯片、天线、处理器、内存、屏幕、按键、扬声器等组成部分。但就目前情况看来，市场中的GPS汽车导航仪在硬件上的差距并不大，内置的软件地图也已很难分出谁好设谁坏，现在我国有八家地图公司从事导航地图软件的测绘与开发，如四维图新，凯立德，道道通，城际通....都已能提供相当好的导航地图软件。总结一下，一部完整的GPS汽车导航仪是由导航软件运行的硬件平台主要由嵌入式计算机、触摸式液晶显示器、GPS接收器、压电震动陀螺仪，车速感应器，硬件扩展接口等组成。可配备功放、DVD光驱、TV调谐器、内置FM等操作系统下运行。导航数据存放在ＣＦ卡上（或光盘）．可以随时更换CF卡（或光盘）。CF卡（或光盘）上的数据主要有交通道路信息，交通管制信息，地名，电话等信息。及汽车速度和方向，并在显示器上显示出来的一种装置。是通过地面任意一点（如汽车）和上空四颗定位卫星的相对距离计算出汽车的准确位置。如果我们知道某点距一颗卫星的距离，我们可以知道该点必然处于以第一颗卫星为球心，以距离为半径的球面上，如果再知道距第二颗已知卫星的距离，我们可以确认该点处于两个球面相交的圆形曲线上，有了第三颗卫星我们就可以将第三个球面和前一个圆形曲线相交于两点。一般通过第四颗卫星的距离我们就可以唯一确定该点的经纬度了。GPS还可以直接输入地名，经纬度，电话号码来进行线路检索，快捷地提供一条到达目的地的最佳路线；由于道路阻塞，路段施工或走错了路等意外情况，最佳路线行不通时，经再检索可以提供新的行车路线：为使驾驶员事先了解行驶中路面变化情况，它可做出语音提示，例如一般道路500米之前，高速公路1000米之前向驾驶员说明路面情况及可更改的方向：汽车行驶在交叉路口前，能自动现实路口全画面图，指定交叉点名称，拐弯后道路名及方向，这是汽车电子导航中一项最主要功能优缺点及改进：优点：网络技术在汽车上的高度应用，不仅可以大大提高汽车的综合性能．提高行车质量，减轻驾驶者的负担，而且还可以使驾驶者始终保持与外界的紧密联系。在行驶过程中，驾驶者可以充分利用ＧＰＳ实时接收汽车所处位置周围的路况，然后由计算机根据车流的密度选择出最佳的行车路线．并将行车路线的指令传递给车辆导向系统。同时，无所不包的网络还会大大缓解人们在道路阻塞或长途行车中的寂寞感与孤独感。缺点：汽车导航系统包括导航主机、显示屏、天线以及扬声器等部件。汽车导航仪与其他多媒体系统共用一个显示屏，还会共用其他一些部件和线路，由此可能会带来一些相互牵连的故障。而且汽车行驶中产生的振动和其他用电设备的电磁干扰等原因也会成为故障的诱因心得体会：随着中国汽车工业的发展，汽车的保有量逐年增加，给道路交通带来了严重的堵塞和拥挤，成为社会环境的一大公害。也造成了巨大的经济损失。修建道路，加大流通能力，虽然是解决交通拥挤的重要途径，但人们都已清醒地意识到，仅仅靠扩建公路来解决交通拥堵问题是很有限的．必须谋求一种高科技手段的解决办法，汽车导航系统。汽车导航是ＩＴｓ的一部分。ＩＴＳ是一个广泛的交通系统，它与导航系统息息相关，通过ＧＩｓ（地理信息系统）与卫星定位技术的综合运用，构建车载导航设备，实现车辆的自由导航。它以汽车调度运行为依托，向用户提供有效的交通信息．从而提高现行车辆的运行效率，降低车辆交通事故。本文详细的导论了基于ＧＰＳ汽车导航系统的实现关键技术。实现了显示矢量地图的功能、本地信息查询功能、地图量算功能、设置图形旋转功能、移动目标相关信息显示、实时信息显示等等多种功能。随着宽带网和移动网的普及应用、GPS，GIS／GSM的综合应用必将迅速推广，属于ⅡＳ核心技术之一的GPS车辆导航系统将有更多机会开辟新的更为广阔的国内市场。