车载导航系统设计思路

张立国，张鑫龄，丛联宇

（国家测绘地理信息局第二大地测量队，哈尔滨150081）

车载导航系统设计思路

张立国，张鑫龄，丛联宇

（国家测绘地理信息局第二大地测量队，哈尔滨150081）

随着社会经济的不断发展，现代信息技术飞速进步，公路交通系统的拥挤度和复杂性逐渐引起人们的关切。在这样一种大环境下，智能地理信息系统在交通运输领域应运而生。作为交通地理信息系统的核心，车载导航系统成为当前研究的核心热点。

地理信息交通系统；车载导航；车载导航系统

交通是关系到国家和民生的重大社会发展的前进体系。自改革开放后，我国的经济始终持续着高速增长，使得我国汽车市场增长将稳步向前保持一个不断增长的趋势。由于汽车数量增长速度高于道路规划和其他交通建设设施的增长速度，导致我国各地每天都会发生交通拥堵甚至堵塞的现象，交通的堵塞会产生城乡环境污染严重和交通事故频繁等现象。为此智能化地理信息交通系统应运而生，而车载导航系统作为系统的核心得到了广泛的研究。

1　车载导航系统硬件组成模块

一套功能完整的导航系统通常由以下功能模块中的部分或全部组成：

图1　车载导航系统组成模块Fig.1 Composition modules of vehicle navigation system

像电子地图数据库包就是以地图数字化数据为基础存储的各种地图内容要素的数字信息文件库存储在计算机中，其中包含商业居民、交通规则和公路等级区等信息，通常采用矢量数据的格式存储。

规划最佳的路线协助在汽车行驶过程中行驶最短的距离，这个过程也是根据计算机中存储的矢量地图模块所提供的电子地图，已经利用最短路径法分析出最短可行路径的距离。

此外，一个增强型用户体验的模块设计，其目的是通过（4G/3G网络）无线通信技术将接收到实时的交通信息和通报，增强了用户对当前路况信息的了解。

2　车载导航系统基本功能

2.1浏览的地图功能

其中包括对计算机地图在平面上缩小、放大和位置变化的移动；折线、直线的距离测量。

2.2坐标定位功能

GPS接收到的车辆位置信息，显示车辆的位置在电子地图中，并伴随着位置的不断变换更新车辆的位置信息，再显示出汽车的位置在电子地图中，并显示出车辆相应经度、纬度、速度等信息。

2.3信息查询功能

通过查询的功能迅速找到导航的目的地，将目的地信息以高亮显示在显示屏幕上，并实现地名的、位置的查询功能。

2.4自动匹配功能

这个功能的出现是为了GPS出现误差时修正误差，或者没有按照设计导航线路行驶时，可能车辆脱离导航路线，可以将偏离道路的车辆进行自动匹配重新显示并重新回到地图上来，为车辆导航实现定位的功能。

2.5道路自动规划功能

自动优化设置出发点和目的点位之间的最优化线路，提供给驾驶者最短的行驶路程。

3　车载导航系统的软件实现

3.1地图上直线和折线量距的实现

使用PolyToolUsed软件，单击地图任意起始位置，其坐标被标记，单击下一个位置，终点的坐标也被标记，然后使用Ruler工具计算两点间的距离。

3.2车辆显示功能的实现

此处的实现需要两个基本部分系统组成，一个是GPS的信息接收部分，另一个是GPS信息在GIS系统中的动态显示部分。第一部分是靠着解读GPS接收机信号获得的；第二部分是通过GPS的点图元利用MapX的快速动态图层，快速刷新GPS定位信息。代码如下：

3.3信息查询功能的实现

信息查询主要涉及两种：一种是给定的地名进行搜索，还有一种是给定类别对地图进行搜索。首先介绍第一种给定地名搜索的实现，一个标准的电子地图是由各种图层组成，将这些图层叠加在一起就形成了我们使用的电子地图，因为每个图元中都有name这个属性，主要使用Find.Search方法搜索其名称，最后将会返回FindFeature中。代码如下：

其中，string是查找对象的地址和街区的字符串，采用查询模糊字符串所以添加的“%”号。

3.4道路最短距离的实现

最短路径的问题就是在网格中找出随意的两点间最短距离的路径。本系统中基于迪克斯特经典Dijkstra算法，这套算法优点是非常适合计算两点间最短路径问题，只要路权为正，就能找到两点间的最短路径，但是算法受到图形的存储结构的影响，节点越多（图的存储空间大）会严重影响该算法的效率，为此本系统采用一种改进型的Dijkstra算法DIKB（Dijkstra's algorithm implemented with Buckets）作为此系统的最短路径分析的算法。此套算法的优点是牺牲一定的计算机存储空间产生大量数据对节点进行分类，将分类后的数据结构来维护临时标记节点集，从而形成一种桶型的数据结构，数据按照排列顺序进行组织，通过牺牲相应的存储空间来达到较高的运算效率。

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Design ideas of vehicle navigation system

ZHANG Li-guo，ZHANG Xin-ling，CONG Lian-yu
（National Administration of Surveying，Mapping and Geoinformation No.2 Land Surveying Team，Harbin 150081，China）

With the continuous development of social economy，modern information technology has rapidly improved，the complexity and crowding of road transport system have attached people's concern.Intelligent geographic information system has emerged in the sector of transportation.As the core of transportation geographic information system，vehicle navigation system has become a core focus of current research.

Geographic information transportation system；Vehicle navigation；Vehicle navigation system

张立国（1980-），男，学士，中级工程师，主要从事土地调查、GIS、规划房产、地形测绘等方面的工作。

TN966

A

1674-8646（2016）14-0008-02

2016-04-19