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)，以實時多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng)Windows CE．NET為嵌入式軟件平臺，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)庫作為重點研究對象。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。本文對嵌入式車載導(dǎo)航信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進行研究，給出一個完整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。并重點討論導(dǎo)航電子地圖的實現(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)的實時姿態(tài)數(shù)據(jù)，如經(jīng)度、緯度、高度、速度、運動方向等；數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫包含預(yù)先定義好存儲格式的數(shù)字地圖信息，提供計算機處理與地圖有關(guān)信息，如辨別場所、公路等級、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)收到的實時交通信息，按照某個指標(biāo)(如最小時間或者最小旅行代價)幫助用戶在行駛前或運行中規(guī)劃路線；人機接口允許用戶與定位和導(dǎo)航計算機及裝置進行人機交互；無線通訊模塊進一步改進系統(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種實現(xiàn)方法：基于單片機的簡易導(dǎo)航系統(tǒng)和基于移動PC的導(dǎo)航系統(tǒng)。前者結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，但功能有限，僅僅實現(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，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)的運行平臺是必然選擇。