嵌入式車載導(dǎo)航信息系統(tǒng)研究

摘要：分析研究嵌入式車載導(dǎo)航信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，以實(shí)時(shí)多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng)Windows CE．NET為嵌入式軟件平臺(tái)，搭建了嵌入式車載導(dǎo)航信息系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境。以車載導(dǎo)航信息系統(tǒng)的導(dǎo)航電子地圖和導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫作為重點(diǎn)研究對(duì)象。分析導(dǎo)航信息系統(tǒng)中導(dǎo)航電子地圖和導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)方法。
關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；Windows CE；導(dǎo)航電子地圖；導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫

我國GPS車輛導(dǎo)航系統(tǒng)受國內(nèi)汽車工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、電子地圖配套限制等諸多綜合因素制約，仍處于初始發(fā)展階段。在功能上，大部分GPS車輛導(dǎo)航系統(tǒng)還只有車輛跟蹤、數(shù)字地圖查詢、路徑簡單規(guī)劃等基本功能。本文對(duì)嵌入式車載導(dǎo)航信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，給出一個(gè)完整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。并重點(diǎn)討論導(dǎo)航電子地圖的實(shí)現(xiàn)方法。

1 嵌入式車載導(dǎo)航信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
車載導(dǎo)航信息系統(tǒng)借助于定位、地理信息處理和通信等技術(shù)，通過處理車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)。配合地理信息系統(tǒng)和導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫處理信息，并與服務(wù)中心交流信息交流，可提供定位、電子地圖、路徑規(guī)劃和引導(dǎo)、信息查詢、歷史行駛狀態(tài)詳細(xì)記錄、通信等功能。圖1為該導(dǎo)航信息系統(tǒng)功能各模塊關(guān)系。

圖1中，定位系統(tǒng)包括定位模塊和地圖匹配模塊，可得到系統(tǒng)的實(shí)時(shí)姿態(tài)數(shù)據(jù)，如經(jīng)度、緯度、高度、速度、運(yùn)動(dòng)方向等；數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫包含預(yù)先定義好存儲(chǔ)格式的數(shù)字地圖信息，提供計(jì)算機(jī)處理與地圖有關(guān)信息，如辨別場所、公路等級(jí)、交通規(guī)則和旅行信息等：路徑規(guī)劃和路徑引導(dǎo)模塊功能是根據(jù)地圖數(shù)據(jù)庫模塊所提供的地圖數(shù)據(jù)，加上從無線通訊網(wǎng)絡(luò)收到的實(shí)時(shí)交通信息，按照某個(gè)指標(biāo)(如最小時(shí)間或者最小旅行代價(jià))幫助用戶在行駛前或運(yùn)行中規(guī)劃路線；人機(jī)接口允許用戶與定位和導(dǎo)航計(jì)算機(jī)及裝置進(jìn)行人機(jī)交互；無線通訊模塊進(jìn)一步改進(jìn)系統(tǒng)性能并增加系統(tǒng)功能。
傳統(tǒng)的導(dǎo)航信息系統(tǒng)主要有2種實(shí)現(xiàn)方法：基于單片機(jī)的簡易導(dǎo)航系統(tǒng)和基于移動(dòng)PC的導(dǎo)航系統(tǒng)。前者結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，但功能有限，僅僅實(shí)現(xiàn)定位、簡易位置指示以及簡單通訊功能；而后者以PC操作系統(tǒng)為軟件平臺(tái)，應(yīng)用專業(yè)軟件包或自主開發(fā)軟件包，配以相應(yīng)外圍模塊(如定位、通訊等)能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)航所有復(fù)雜功能，但價(jià)格高，且難以適應(yīng)車載環(huán)境。因此，采用嵌入式系統(tǒng)作為現(xiàn)代車載導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)行平臺(tái)是必然選擇。