導(dǎo)航技術(shù)的概念內(nèi)容與發(fā)展

1、導(dǎo)航技術(shù)的術(shù)概念、內(nèi)容與發(fā)展1.導(dǎo)航的概念導(dǎo)航的概念2.導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)3.導(dǎo)航系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)導(dǎo)航系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)4.導(dǎo)航引擎導(dǎo)航引擎5.發(fā)展方向發(fā)展方向目錄1.導(dǎo)航的概念導(dǎo)航的概念 - 1.1 導(dǎo)航的概念導(dǎo)航的概念 - 1.2 導(dǎo)航系統(tǒng)的組成導(dǎo)航系統(tǒng)的組成 - 1.3 導(dǎo)航終端的類型導(dǎo)航終端的類型 - 1.4 導(dǎo)航的分類導(dǎo)航的分類 - 1.5 導(dǎo)航系統(tǒng)的基本功能導(dǎo)航系統(tǒng)的基本功能 - 1.6 導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展過程導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展過程 - 1.7 導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀 - 1.8 導(dǎo)航技術(shù)中的一些概念導(dǎo)航技術(shù)中的一些概念1. 導(dǎo)航的概念Page 4l1.1 概念導(dǎo)航是

2、引導(dǎo)某一設(shè)備，從指定航線的一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一點(diǎn)的方法。1. 導(dǎo)航的概念Page 5l1.2導(dǎo)航系統(tǒng)組成由硬件平臺(tái)、導(dǎo)航電子地圖、導(dǎo)航引擎三大部分組成ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developedby Guild Design Inc.硬件平臺(tái)硬件平臺(tái)導(dǎo)航電子圖導(dǎo)航電子圖導(dǎo)航引擎導(dǎo)航引擎實(shí)現(xiàn)地圖的顯示、路徑規(guī)劃、語音導(dǎo)航和興趣點(diǎn)檢索以微處理器為核心，包括存儲(chǔ)介質(zhì)、通信部件和顯示部件利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，以數(shù)字方式存儲(chǔ)和查閱的地圖，由道路、背景、注記和POI組成1. 導(dǎo)航的概念Page 6l1.3 導(dǎo)航終端的類型包

3、括手機(jī)終端、PAD、PND、車載電腦、車載嵌入式終端（儀表臺(tái)、后視鏡HUG）PND車載電腦HUD1. 導(dǎo)航的概念Page 7l1.3導(dǎo)航終端的類型 手機(jī)終端PAD后視鏡儀表臺(tái)1. 導(dǎo)航的概念Page 8l1.4導(dǎo)航的分類按按時(shí)時(shí)效效性性動(dòng)態(tài)導(dǎo)航（實(shí)時(shí)導(dǎo)航）動(dòng)態(tài)導(dǎo)航（實(shí)時(shí)導(dǎo)航）：導(dǎo)航地圖的更新周期以分鐘甚至秒為單位，不僅提供路徑等靜態(tài)信息，還提供道路實(shí)時(shí)流量、交通事件等及時(shí)信息靜態(tài)導(dǎo)航靜態(tài)導(dǎo)航:導(dǎo)航地圖的更新周期較長，僅提供路徑等靜態(tài)信息，不能反映道路當(dāng)前的實(shí)際通行狀況按按計(jì)計(jì)算算模模式式終端自主式終端自主式：定位與路徑規(guī)劃功能全部在車載設(shè)備中完成，應(yīng)用了最新的嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)，具備強(qiáng)大的計(jì)算處

4、理能力中心監(jiān)控式中心監(jiān)控式:終端處沒有地圖顯示，只有在中央控制室有地圖，系統(tǒng)通過GSM無線網(wǎng)絡(luò)將GPS數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端監(jiān)控中心，中心結(jié)合GIS地圖，得出設(shè)備位置。即只有中央控制室可看到設(shè)備的地理位置。設(shè)備只能通過中心的幫助才能間接獲取空間地理位置信息的支持按按安安裝裝模模式式便攜式：便攜式：借助支架等輔助工具安裝在前檔玻璃或者中控臺(tái)上嵌入式嵌入式:安裝在車輛的CD位的，與車渾然一體1. 導(dǎo)航的概念Page 9l1.5 導(dǎo)航系統(tǒng)的基本功能投資理念1 1空間定位空間定位2 2信息搜索信息搜索1. 導(dǎo)航的概念Page 10l1.5 導(dǎo)航系統(tǒng)的基本功能投資理念3 3地圖顯示地圖顯示4 4路徑查詢路徑查詢

5、1. 導(dǎo)航的概念Page 11l1.5 導(dǎo)航系統(tǒng)的基本功能投資理念5 5路徑誘導(dǎo)路徑誘導(dǎo)6 6無線通信無線通信1. 導(dǎo)航的概念Page 12l1.6 導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展過程1. 導(dǎo)航的概念Page 13l1.7 導(dǎo)航技術(shù)中的一些概念模糊導(dǎo)航：按規(guī)劃的路線模擬真實(shí)情況進(jìn)行導(dǎo)航，不需要GPS信號。設(shè)置了起點(diǎn)和目的地就可以進(jìn)行模擬導(dǎo)航軌跡導(dǎo)航：接收到GPS信號后通過記錄行駛的路線，并以此作為參照來指導(dǎo)行駛的導(dǎo)航方式1. 導(dǎo)航的概念Page 14l1.7 導(dǎo)航技術(shù)中的一些概念A(yù)R增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)導(dǎo)航：實(shí)際場景的實(shí)時(shí)錄像疊加轉(zhuǎn)向信息三維實(shí)景導(dǎo)航：將路面上的建筑物以三維立體形式表現(xiàn)，效果更為真實(shí)1. 導(dǎo)航的概念Pag

6、e 15l1.7 導(dǎo)航技術(shù)中的一些概念全息導(dǎo)航：以位置為基礎(chǔ)，全面反映位置本身及其與位置相關(guān)的各種特征、事件或事物的全信息的數(shù)字導(dǎo)航，是適應(yīng)位置服務(wù)應(yīng)用需求的一種新型到導(dǎo)航產(chǎn)品。越野導(dǎo)航：將點(diǎn)到點(diǎn)導(dǎo)航，在無圖狀態(tài)下的方向?qū)Ш健Ｓ糜跊]有道路的地方，通過標(biāo)點(diǎn)、他人航跡、預(yù)先規(guī)劃好的路徑等手段來導(dǎo)航。越野導(dǎo)航Page 162.導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù) - 2.1 導(dǎo)航數(shù)據(jù)模型導(dǎo)航數(shù)據(jù)模型 - 2.2 導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)要素表達(dá)導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)要素表達(dá) - 2.3 數(shù)據(jù)分類及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分類及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) - 2.4 空間數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) - 2.5 數(shù)據(jù)的獲取與更新數(shù)據(jù)的獲取與更新

7、 - 2.6 導(dǎo)航電子地圖的生產(chǎn)導(dǎo)航電子地圖的生產(chǎn) - 2.7 導(dǎo)航電子地圖的發(fā)布導(dǎo)航電子地圖的發(fā)布 - 2.8 國家對導(dǎo)航電子地圖的保密處理國家對導(dǎo)航電子地圖的保密處理2. 導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)Page 17l2.1 導(dǎo)航數(shù)據(jù)模型（？）。路網(wǎng)數(shù)據(jù)由三類實(shí)體集組成：節(jié)點(diǎn)集、邊集和交通限制集。2. 導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)l2.1 導(dǎo)航數(shù)據(jù)模型Page 18國際標(biāo)準(zhǔn)：GDF、KIWI、navtech國標(biāo): GB/T19711-2005 導(dǎo)航地理數(shù)據(jù)模型與交換格式企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：各導(dǎo)航電子地圖制作企業(yè)自定標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航數(shù)據(jù)國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn) GDF僅定義了數(shù)據(jù)的組織和表達(dá)，其物理存儲(chǔ)只是簡單地采用ASCII碼的單文件形式，并沒

8、有對物理存儲(chǔ)模式進(jìn)行規(guī)范；GDF在導(dǎo)航應(yīng)用體系中起到的作用更基礎(chǔ)一些； KIWI在物理層面將地圖數(shù)據(jù)分層分區(qū)地組織起來，通過計(jì)算偏移量和大量采用以Bit為單位的標(biāo)志位來加速各種地圖要素的引用和查詢。KIWI格式數(shù)據(jù)的導(dǎo)航系統(tǒng)高效性很大程度上自于KIWI提供的物理存儲(chǔ)模式； KIWI直接與系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能相關(guān)，層次更高一些GDF與KIWI標(biāo)準(zhǔn)的比較2. 導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)Page 19l2.2 導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)要素表達(dá)通過等。導(dǎo)航電子地圖含有空間位置地理坐標(biāo)，能夠與空間定位系統(tǒng)結(jié)合，準(zhǔn)確引導(dǎo)人或交通工具從出發(fā)地到達(dá)目的地u去掉與導(dǎo)航關(guān)系較弱的地圖要素（如地形高度、自然要素等），增加了空間坐標(biāo)、道路

9、拓?fù)潢P(guān)系、道路交通信息（如車道、禁行道等等）等與導(dǎo)航密切相關(guān)的要素。u具有極高的精確性，包括地理位置數(shù)據(jù)的精確性和實(shí)際地物信息的準(zhǔn)確性。各要素之間必須具有正確的拓?fù)潢P(guān)系和整體的聯(lián)通性，使各地物在邏輯上和語義上能夠正確地映射現(xiàn)實(shí)世界。u提供完備的地物屬性，以方便查詢檢索和智能交通分析。例如需要有表達(dá)交通禁則的信息，以說明哪些路口禁止左轉(zhuǎn)、禁止直行等，哪些路段在特定時(shí)間段不許機(jī)動(dòng)車通行或只許單行等，還需要有表達(dá)道路特質(zhì)和運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)，以表明道路的材質(zhì)、收費(fèi)情況、允許哪些車輛類型。2. 導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)Page 20l2.3 數(shù)據(jù)分類及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-背景類層對導(dǎo)航應(yīng)用來講，主要目的是對地圖的美觀直觀作

10、用，方便用戶定位自己的位置，屬于修飾類數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)精度要求較低。-地物類層是為用戶提供導(dǎo)航、尋路以及查詢目的地，是導(dǎo)航中必不可少的輔助數(shù)據(jù)，該類數(shù)據(jù)要求數(shù)量比較豐富，覆蓋面廣，但對數(shù)據(jù)的精度要求不高，在地圖顯示時(shí)，該類數(shù)據(jù)不是完全顯示，而是針對用戶的需求有針對性地顯示部分?jǐn)?shù)據(jù)，在地圖中，地物類層內(nèi)的數(shù)據(jù)間不存在相互之間的邏輯關(guān)系，但這些數(shù)據(jù)之間可以通過路網(wǎng)層數(shù)據(jù)建立起邏輯關(guān)系。-路網(wǎng)層是整個(gè)地圖的核心，車輛的定位導(dǎo)航完全依靠路網(wǎng)層來實(shí)現(xiàn)，該層數(shù)據(jù)的精度要求最高，同時(shí)該層地圖還必須具備完整的數(shù)學(xué)邏輯模型，該層數(shù)學(xué)邏輯模型的好壞往往決定了整個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)的效率.2. 導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)Page 21l2

11、.3 數(shù)據(jù)分類及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)導(dǎo)航數(shù)據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2. 導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)Page 22l2.4 空間數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)坐標(biāo)系坐標(biāo)系比例尺比例尺空間數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)ABSubtopicD地圖投影地圖投影C2. 導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)Page 23l2.4 空間數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)常用坐標(biāo)系WGS84：坐標(biāo)原點(diǎn)為地球質(zhì)心，Z軸指向BIH （國際時(shí)間服務(wù)機(jī)構(gòu)）1984.O定義的協(xié)議地球極（CTP)方向，X軸指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交點(diǎn)，Y軸與Z軸、X軸垂直構(gòu)成右手坐標(biāo)系CGCS2000：坐標(biāo)原點(diǎn)為地球質(zhì)心，Z軸指向IERS參考極方向，X軸指向IERS參考子午面與通過原點(diǎn)且同z 軸正

12、交的赤道面的交線，Y軸與Z軸、X軸垂直構(gòu)成右手坐標(biāo)系2. 導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)Page 24l2.4 空間數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)2. 導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)Page 25地圖投影：利用一定數(shù)學(xué)法則把地球表面的經(jīng)、緯線轉(zhuǎn)換到平面上的理論和方法。l2.4 空間數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)常用的投影方法 墨卡托投影（正軸等角圓柱投影） 高斯-克呂格投影 斜軸等面積方位投影 正軸方位投影由于地球是一個(gè)赤道略寬兩極略扁的不規(guī)則的梨形球體，故其表面是一個(gè)不可展平的曲面，所以運(yùn)用任何數(shù)學(xué)方法進(jìn)行這種轉(zhuǎn)換都會(huì)產(chǎn)生誤差和變形，為按照不同的需求縮小誤差，就產(chǎn)生了各種投影方法。2. 導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)Page 26l2.5 數(shù)據(jù)的獲取與更新 利用出

13、行者反饋的信息來采集實(shí)時(shí)路況信息 利用遙感影像數(shù)據(jù)對導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行更新 利用互聯(lián)網(wǎng)地圖、微博等信息對導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行更新 利用浮動(dòng)車采集實(shí)時(shí)路況信息車輛標(biāo)識車輛位置速度方向2. 導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)Page 27l2.6 導(dǎo)航電子地圖的生產(chǎn)收集圖源內(nèi)業(yè)加工外業(yè)采集測試驗(yàn)收刻盤生產(chǎn)2. 導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)Page 28l2.7 導(dǎo)航電子地圖的發(fā)布 按不同格式向不同終端、互聯(lián)網(wǎng)、用戶進(jìn)行發(fā)布，根據(jù)不同終端及應(yīng)用場景對數(shù)據(jù)內(nèi)容及格式進(jìn)行定義與裁剪2. 導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)Page 29l2.8 國家對導(dǎo)航電子地圖的保密處理Page 303.導(dǎo)航系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)導(dǎo)航系統(tǒng)軟硬件平臺(tái) - 3.1 硬件平臺(tái)硬件平

14、臺(tái) - 3.2 軟件平臺(tái)軟件平臺(tái) - 3.3 定位方式定位方式 3. 導(dǎo)航系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)l3.1 導(dǎo)航系統(tǒng)硬件平臺(tái)硬件平臺(tái)包括處理器、GPS定位模塊、顯示模塊、音頻模塊、網(wǎng)絡(luò)接口等擴(kuò)展功能模塊及電源管理Page 313. 導(dǎo)航系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)Page 32n常用操作系統(tǒng)windowsCElinuxandroidiosQNXl3.2 軟件平臺(tái)n常見導(dǎo)航引擎慣性導(dǎo)航 GOOGLE地圖高德地圖AMAP百度Baidu地圖凱立德導(dǎo)航城際通導(dǎo)航圖吧導(dǎo)航道道通導(dǎo)航靈通導(dǎo)航等3. 導(dǎo)航系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)l3.3 定位方式Page 33n衛(wèi)星定位GPSGLONASS北斗GPS/Beidou雙模組合定位n基站定位移動(dòng)基

15、站-gsm/cdma WIFI無線集群n位置推算慣性導(dǎo)航 電子陀螺羅盤Page 344.導(dǎo)航引擎導(dǎo)航引擎 - 4.1 空間數(shù)據(jù)組織空間數(shù)據(jù)組織 - 4.2 空間數(shù)據(jù)管理空間數(shù)據(jù)管理 - 4.3 導(dǎo)航數(shù)據(jù)生成導(dǎo)航數(shù)據(jù)生成 - 4.4 空間定位空間定位 - 4.5 電子地圖電子地圖 - 4.6 數(shù)據(jù)檢索數(shù)據(jù)檢索 - 4.7 路徑規(guī)劃路徑規(guī)劃 - 4.8 路徑導(dǎo)航路徑導(dǎo)航4. 導(dǎo)航引擎l4.1 空間數(shù)據(jù)組織（？）。Page 35導(dǎo)航系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)組織分為幾何描述層、簡單要素層抽象層3個(gè)層次。幾何描述層，是地理各要素的定位和二維圖形以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)描和從制圖角度來說該層采用幾何節(jié)點(diǎn)、弧段和多邊形描述，同時(shí)

16、使用全拓?fù)涿枋鰜沓鰜砥潢P(guān)系目標(biāo)層或簡單要素層是實(shí)際導(dǎo)航的數(shù)據(jù)層，該層有導(dǎo)航所需的各種主題的點(diǎn)線面要素，并附加相應(yīng)的屬性信息（如要素代碼，名稱，單方向通行，道路級別等）抽象層或復(fù)合目標(biāo)層，是從更宏觀的角度表達(dá)交通網(wǎng)和地理要素，主要用于較大范圍的導(dǎo)航和粗定位4. 導(dǎo)航引擎導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題是電子地圖的顯示，矢量地圖的數(shù)據(jù)量巨大，而導(dǎo)航設(shè)備的處理器速度、存儲(chǔ)設(shè)備容量和數(shù)據(jù)訪問速度有限!因此，保證地圖快速顯示的關(guān)鍵是采用高效的索引結(jié)構(gòu)和地圖數(shù)據(jù)組織方式為實(shí)現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的高效組織和管理，使用分塊技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格化空間索引：依據(jù)空間對象的位置和形狀或空間對象之間的某種空間關(guān)系按一定的順序排列的一種

17、結(jié)構(gòu)，其中包含空間對象的概要信息Page 36一種數(shù)據(jù)分塊組織方法。即把一幅地圖按照行列分一種數(shù)據(jù)分塊組織方法。即把一幅地圖按照行列分成行成行列個(gè)規(guī)則矩形網(wǎng)格列個(gè)規(guī)則矩形網(wǎng)格(Grid)(Grid)。為了便于數(shù)據(jù)的。為了便于數(shù)據(jù)的讀取，給格網(wǎng)的每個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行編碼。如圖讀取，給格網(wǎng)的每個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行編碼。如圖1 1所示把所示把幾條線路分割成幾條線路分割成4 45 5個(gè)網(wǎng)格。個(gè)網(wǎng)格。地圖分割成一定數(shù)量的規(guī)則網(wǎng)格后，為便于讀取格網(wǎng)數(shù)據(jù)，需要對不同的網(wǎng)格編碼組織。數(shù)據(jù)分級：導(dǎo)航系統(tǒng)在使用過程中，用戶的興趣點(diǎn)不同，會(huì)放大電子地?cái)?shù)據(jù)分級：導(dǎo)航系統(tǒng)在使用過程中，用戶的興趣點(diǎn)不同，會(huì)放大電子地圖查看某個(gè)區(qū)域更詳細(xì)的

18、信息。把電子地圖數(shù)據(jù)分級適合地圖縮放功能圖查看某個(gè)區(qū)域更詳細(xì)的信息。把電子地圖數(shù)據(jù)分級適合地圖縮放功能的實(shí)現(xiàn)。假如電子地圖最初顯示的地圖為的實(shí)現(xiàn)。假如電子地圖最初顯示的地圖為x x級，放大一次就是顯示級，放大一次就是顯示x+1x+1級級地圖，縮小一次就顯示地圖，縮小一次就顯示x-1x-1級，級，不同級別的地圖數(shù)據(jù)顯示的內(nèi)容不同。在縮放最小一級地圖時(shí)，只顯示地圖的區(qū)界和背景。假如把地圖放大到某一級別，此時(shí)電子地圖顯示地區(qū)名稱、高速公路以及名稱、鐵路等地圖信息；再次把該電子地圖放大一級則顯示當(dāng)前城市的主要地區(qū)名稱和主要路段。放縮的級別劃分根據(jù)不同的地理情況處理?？梢哉J(rèn)為，高級別的地圖是對低級別地圖

19、的補(bǔ)充。 電子地圖數(shù)據(jù)包括地物點(diǎn)、線、區(qū)域等。地圖的屬性分為地區(qū)名稱、學(xué)校名稱、公司名稱等，線又分層劃分為一級道路、二級道路、三級道路、水系等?；谏鲜鲭娮拥貓D數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，根據(jù)中國行政單位的劃分，把電子地圖數(shù)據(jù)分層。電子地圖數(shù)據(jù)分層可以加快數(shù)據(jù)的讀取，也方便電子地圖數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。地圖。地圖。l4.2 空間數(shù)據(jù)管理（網(wǎng)格化，圖幅索引、poi數(shù)據(jù)索引）。4. 導(dǎo)航引擎l4.3 導(dǎo)航數(shù)據(jù)生成（索引數(shù)據(jù)，地圖顯示數(shù)據(jù)，拓?fù)鋽?shù)據(jù)，導(dǎo)航引導(dǎo)數(shù)據(jù)（多媒體、路口指示牌、電子狗基于位置的索引）。Page 374. 導(dǎo)航引擎l4.4 空間定位Page 38微處理器或微控制器從微處理器或微控制器從GPSGPS接收機(jī)輸

20、出的信號接收機(jī)輸出的信號中提取所需要的位置、中提取所需要的位置、速度和時(shí)間信息速度和時(shí)間信息安裝在導(dǎo)航設(shè)備上的安裝在導(dǎo)航設(shè)備上的GPSGPS接收機(jī)根據(jù)收到接收機(jī)根據(jù)收到的衛(wèi)星信息計(jì)算出車的衛(wèi)星信息計(jì)算出車輛的當(dāng)前位置輛的當(dāng)前位置星歷資料以規(guī)定格式輸出星歷資料以規(guī)定格式輸出到主處理器，與到主處理器，與GISGIS地圖引地圖引擎整合以顯示當(dāng)前位置，擎整合以顯示當(dāng)前位置，或通過無線通訊傳出位置或通過無線通訊傳出位置資訊，供遠(yuǎn)端伺服器提供資訊，供遠(yuǎn)端伺服器提供進(jìn)一步的位置相關(guān)服務(wù)進(jìn)一步的位置相關(guān)服務(wù). .1 12 23 34. 導(dǎo)航引擎l4.5 電子地圖Page 39背景數(shù)據(jù)背景數(shù)據(jù)道路數(shù)據(jù)道路數(shù)據(jù)P

21、OI數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)注記數(shù)據(jù)注記數(shù)據(jù)v導(dǎo)航電子地圖的內(nèi)容顯示數(shù)據(jù) 興趣點(diǎn)、背景和道路、注記檢索數(shù)據(jù) 名稱索引、分類索引、電話索引和地址索引等路網(wǎng)數(shù)據(jù) 節(jié)點(diǎn)、路段、引導(dǎo)路牌、節(jié)點(diǎn)連通等電子地圖的內(nèi)容4. 導(dǎo)航引擎l4.5 電子地圖 電子地圖的符號Page 404. 導(dǎo)航引擎l4.5 電子地圖 電子地圖的色彩設(shè)計(jì)Page 41 在對電子地圖色彩設(shè)計(jì)，最終運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行渲染時(shí)，不僅要考慮色彩單獨(dú)使用的效果，還要考慮地圖上各要素的色彩配合，即各種色彩在圖面上的整體感受效果。色彩配合是否協(xié)調(diào)、層次是否分明，主題是否突出、是否清晰易讀等是首先考慮的要素。其次，還應(yīng)運(yùn)用色彩的象征意義加強(qiáng)傳達(dá)效果。4. 導(dǎo)航引擎

22、 點(diǎn)狀：對于不依比例尺的點(diǎn)狀要素，多用水平字列無間隔排列，位于右上或右下。 現(xiàn)狀：對于線狀的或伸長的對象，多用雁形字排列或屈曲字列，注記與符號平行或沿其軸線配置 面狀：對于面狀地物或地圖上占據(jù)大面積的對象，注記在相應(yīng)面積內(nèi)，沿輪廓的主軸線配置，形成雁形或屈曲字列Page 42l4.5 電子地圖電子地圖的注記配置地圖注記用來輔助地圖符號，說明各要素的名稱、種類、性質(zhì)和數(shù)量。其主要作用是標(biāo)識各種制圖對象、指示制圖對象的屬性，說明地圖符號的含義。由于計(jì)算機(jī)屏幕大小的限制，注記的可視范圍受到影響，繪制時(shí)需考慮注記完整性。 能明確說明所顯示的對象，不產(chǎn)生異義；能反應(yīng)所顯示對象的空間分布特征（集群式，散列

23、式，沿特定方向）；不應(yīng)壓蓋地圖要素的重要特征處。定義注記配置原則地圖要素的一般配置要求4. 導(dǎo)航引擎l4.5 電子地圖三維電子地圖Page 43模擬三維：通過三維圖像模擬出真實(shí)道路的情景，在GPS屏幕上看到的導(dǎo)航畫面與真實(shí)路況已經(jīng)基本沒有太大區(qū)別實(shí)景（全景）三維：運(yùn)用數(shù)碼相機(jī)對現(xiàn)有場景進(jìn)行多角度環(huán)視拍攝然后進(jìn)行后期縫合并加載播放程序來完成的一種三維虛擬展示技術(shù)4. 導(dǎo)航引擎l4.5 電子地圖遙感影像Page 44衛(wèi)星影像航空影像4. 導(dǎo)航引擎l4.5 電子地圖互聯(lián)網(wǎng)地圖Page 45瓦片地圖：將地圖處理成影像金字塔結(jié)構(gòu)，便于空間數(shù)據(jù)的組織和快速檢索矢量地圖：是在直角坐標(biāo)系中，用X、Y坐標(biāo)表示地

24、圖圖形或地理實(shí)體的矢量，盡可能將地理實(shí)體的空間位置表現(xiàn)的準(zhǔn)確無誤。目標(biāo)標(biāo)識 地物編碼 坐 標(biāo) 關(guān)聯(lián)的線目標(biāo)4. 導(dǎo)航引擎l4.5 電子地圖電子地圖功能Page 46v導(dǎo)航電子地圖所支持的常用功能地圖的顯示功能 瀏覽、縮放、漫游信息檢索功能 地名查詢、分類查詢、電話查詢、周邊查詢和地址查詢等 空間分析最優(yōu)路徑計(jì)算、最短路徑計(jì)算、緩沖區(qū)分析 地圖操作模擬導(dǎo)航、實(shí)際導(dǎo)航 地圖量算在地圖上進(jìn)行量測和計(jì)算，如測距4. 導(dǎo)航引擎l4.6 數(shù)據(jù)檢索Page 47某POI本身不屬于某行政區(qū)劃，但人們認(rèn)為其屬于某個(gè)行政區(qū)劃，為了在人們認(rèn)為的行政區(qū)劃中檢索到該 POI，就在此加上該行政區(qū)劃的名稱。如河北廊坊某滑雪

25、場，其名稱為北京*滑雪場，人們認(rèn)為該滑雪場屬于北京，但實(shí)際屬于河北而非北京，為使在北京的行政區(qū)劃中檢索到該 POI，就在這個(gè)字段中加上北京的行政區(qū)劃號，這樣在河北和北京兩個(gè)行政區(qū)劃中都可以檢索到該 POI。 由要素名稱字典提供道路名稱東方大街勤民路南山路交叉點(diǎn)序號106664. 導(dǎo)航引擎l4.7 路徑規(guī)劃Page 48電子地圖路網(wǎng)立交復(fù)雜路口道路網(wǎng)道路網(wǎng)是路徑規(guī)劃的核心。其邏輯層次、交通要素（如路口、鏈接的、路段等）、數(shù)據(jù)模型等直接影響著路徑規(guī)劃的準(zhǔn)確性和檢索速度。4. 導(dǎo)航引擎l4.7 路徑規(guī)劃 拓?fù)涞臉?gòu)建Page 49 地圖要素可以抽象為點(diǎn)、線、面來表示，這種歸納正好適合于建立拓?fù)涞貓D要素

26、可以抽象為點(diǎn)、線、面來表示，這種歸納正好適合于建立拓?fù)潢P(guān)系和建立拓?fù)浔硎娟P(guān)系和建立拓?fù)浔硎尽?. 1.若地圖平面上反映一定意義的零維圖形的附近沒有其它圖形與之聯(lián)系，若地圖平面上反映一定意義的零維圖形的附近沒有其它圖形與之聯(lián)系，則稱這個(gè)零維圖形為則稱這個(gè)零維圖形為獨(dú)立點(diǎn)（獨(dú)立點(diǎn)（PointPoint）。如水井如水井2. 2.若在某個(gè)有一定意義的零維圖形附近還存在另外有意義的零維圖形與之若在某個(gè)有一定意義的零維圖形附近還存在另外有意義的零維圖形與之聯(lián)系，則稱這個(gè)零維圖形為聯(lián)系，則稱這個(gè)零維圖形為結(jié)點(diǎn)（結(jié)點(diǎn)（NodeNode）。3. 3.地圖平面上連接兩結(jié)點(diǎn)的有一定意義的一維圖形稱為地圖平面上連接兩

27、結(jié)點(diǎn)的有一定意義的一維圖形稱為邊（邊（EdgeEdge） ，也叫，也叫弧段（弧段（ArcArc）。例如：連個(gè)城市之間的道路。例如：連個(gè)城市之間的道路4. 4.由一些邊圍成的有一定意義的閉合區(qū)域稱為由一些邊圍成的有一定意義的閉合區(qū)域稱為面（面（AreaArea）。e11e10e9e8e7e6e5e4e3e2e11. 1.地圖網(wǎng)絡(luò)編碼地圖網(wǎng)絡(luò)編碼3. 3.拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)文件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)文件2. 2.結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)文件結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)文件雙重獨(dú)立地圖編碼（雙重獨(dú)立地圖編碼（DIMEDIME）4. 導(dǎo)航引擎l4.7 路徑規(guī)劃路徑規(guī)劃算法經(jīng)典路徑規(guī)劃算法有 迪杰斯特拉算法A*啟發(fā)式搜索分層搜索雙向搜索區(qū)域化分層搜索（細(xì)化，將規(guī)

28、劃過程變成查詢過程）Page 504. 導(dǎo)航引擎l4.7 路徑規(guī)劃 路徑規(guī)劃算法Page 51Dijkstra算法的迭代過程： 迪杰斯特拉算法其基本思想是，設(shè)置頂點(diǎn)集合S并不斷地作貪心選擇來擴(kuò)充這個(gè)集合。一個(gè)頂點(diǎn)屬于集合S當(dāng)且僅當(dāng)從源到該頂點(diǎn)的最短路徑長度已知。初始時(shí)，S中僅含有源。設(shè)u是G的某一個(gè)頂點(diǎn)，把從源到u且中間只經(jīng)過S中頂點(diǎn)的路稱為從源到u的特殊路徑，并用數(shù)組dist記錄當(dāng)前每個(gè)頂點(diǎn)所對應(yīng)的最短特殊路徑長度。Dijkstra算法每次從V-S中取出具有最短特殊路長度的頂點(diǎn)u，將u添加到S中，同時(shí)對數(shù)組dist作必要的修改。一旦S包含了所有V中頂點(diǎn)，dist就記錄了從源到所有其它頂點(diǎn)之間

29、的最短路徑長度。例如，對下圖中的有向圖，應(yīng)用Dijkstra算法計(jì)算從源頂點(diǎn)1到其它頂點(diǎn)間最短路徑的過程列在下表中。4. 導(dǎo)航引擎l4.7 路徑規(guī)劃路徑規(guī)劃算法 A*算法A*算法是一種靜態(tài)路網(wǎng)中求解最短路最有效的方法。公式表示為： f(n)=g(n)+h(n),其中 f(n) 是從初始點(diǎn)經(jīng)由節(jié)點(diǎn)n到目標(biāo)點(diǎn)的估價(jià)函數(shù)，g(n) 是在狀態(tài)空間中從初始節(jié)點(diǎn)到n節(jié)點(diǎn)的實(shí)際代價(jià)，h(n) 是從n到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)最佳路徑的估計(jì)代價(jià)。保證找到最短路徑（最優(yōu)解的）條件，關(guān)鍵在于估價(jià)函數(shù)h(n)的選取：估價(jià)值h(n)實(shí)際值,搜索的點(diǎn)數(shù)少，搜索范圍小，效率高，但不能保證得到最優(yōu)解。Page 524. 導(dǎo)航引擎l4.7

30、路徑規(guī)劃路徑路徑規(guī)劃算法Page 53 區(qū)域化分層搜索道路交通網(wǎng)絡(luò)分成兩個(gè)等級,即高級網(wǎng)絡(luò)和低級網(wǎng)絡(luò)定源節(jié)點(diǎn)O和目的節(jié)點(diǎn)D,同時(shí)確立源節(jié)點(diǎn)區(qū)域和目的節(jié)點(diǎn)區(qū)域在源節(jié)點(diǎn)區(qū)域和目的節(jié)點(diǎn)區(qū)域內(nèi),應(yīng)用Dijkstra算法確定高級網(wǎng)絡(luò)上起始節(jié)點(diǎn)和終止節(jié)點(diǎn)在高級網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用上節(jié)區(qū)域算法確定橢圓搜索區(qū)域在橢圓區(qū)域內(nèi)用Dijkstra算法搜索最短路徑連接兩端點(diǎn)及橢圓區(qū)域最短路徑構(gòu)成完整規(guī)劃路徑4. 導(dǎo)航引擎Page 54規(guī)劃路徑轉(zhuǎn)向路徑空間信息l4.7 路徑規(guī)劃結(jié)果包括路徑詳細(xì)信息，轉(zhuǎn)向信息以及路書完整路書完整路書4. 導(dǎo)航引擎l4.7 路徑導(dǎo)航導(dǎo)航過程Page 55根據(jù)路徑規(guī)劃結(jié)果，結(jié)合當(dāng)前位置，通過文字、語音

31、、地圖、AR等方式，指導(dǎo)駕駛過程4. 導(dǎo)航引擎Page 56l4.7 路徑導(dǎo)航常規(guī)處理操作包括路徑表達(dá)轉(zhuǎn)向指示語音提示偏航處理地圖匹配電子狗、事故多發(fā)區(qū)、加油站等特殊其他提示4. 導(dǎo)航引擎鳥瞰圖Page 57l4.8 路徑導(dǎo)航轉(zhuǎn)向指示路徑表達(dá)路書平面圖轉(zhuǎn)向指示圖路口三維實(shí)景Page 585.發(fā)展方向發(fā)展方向 - 5.1 語音識別、合成人機(jī)語音識別、合成人機(jī)交互界面交互界面 - 5.2 三維技術(shù)三維技術(shù) - 5.3 地圖的增量更新技術(shù)地圖的增量更新技術(shù) - 5.4 在離線導(dǎo)航結(jié)合在離線導(dǎo)航結(jié)合 - 5.5 TSP - 5.6 LBS - 5.7 動(dòng)態(tài)導(dǎo)航動(dòng)態(tài)導(dǎo)航 - 5.8 多屏合一多屏合一 -

32、 5.9 社區(qū)化社區(qū)化 - 5.10 行人導(dǎo)航行人導(dǎo)航 - 5.11 室內(nèi)導(dǎo)航室內(nèi)導(dǎo)航 - 5.12 生活的導(dǎo)航生活的導(dǎo)航 - 5.13 一些案例一些案例5. 發(fā)展方向l5.1 語音識別、合成人機(jī)交互界面Page 59 車內(nèi)語音聲控操作，將改變汽車現(xiàn)有的人機(jī)信息交流方式，解放出駕駛者的雙手和雙眼，使汽車更具備人性化魅力和個(gè)性化特色。與傳統(tǒng)按鍵、觸屏方式不同，駕駛者用聲音發(fā)出指令，控制汽車執(zhí)行操作。語音合成方面，技術(shù)難點(diǎn)在于語音合成的技術(shù)水平與質(zhì)量語音識別方面，技術(shù)難點(diǎn)主要表現(xiàn)在對眾多口音和方言的支持、對車內(nèi)噪音環(huán)境的適應(yīng)和處理，以及命令中關(guān)鍵詞的提取上5. 發(fā)展方向l5.2 三維技術(shù)模擬三維，

33、根據(jù)真實(shí)場景繪制，在點(diǎn)、線、面的基礎(chǔ)上添加高度與寬度，模擬真實(shí)道路場景，并配以豐富的語音誘導(dǎo)信息Page 60實(shí)景三維，展示目標(biāo)點(diǎn)街道的360度全景圖像5. 發(fā)展方向l5.3 地圖的增量更新技術(shù)Page 615. 發(fā)展方向l5.4 在線離線+導(dǎo)航Page 625. 發(fā)展方向l5.5 TSP（Telematics Service Provider）汽車遠(yuǎn)程服務(wù)提供商Page 635. 發(fā)展方向l5.6 LBSPage 64 定位服務(wù)，將移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星定位系統(tǒng)結(jié)合在一起提供的一種增值業(yè)務(wù)。通過一組定位技術(shù)獲得移動(dòng)終端的位置信息，提供給移動(dòng)用戶本人或他人以及通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各種與位置相關(guān)的業(yè)務(wù)。購

34、物K歌餐飲5. 發(fā)展方向l5.7 移動(dòng)通信應(yīng)用Page 65 4G4G在在3G3G網(wǎng)絡(luò)甚至網(wǎng)絡(luò)甚至2G2G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)傳輸慢且流量資費(fèi)高網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)傳輸慢且流量資費(fèi)高，在線導(dǎo)航的使用不順暢，產(chǎn)生的流量資費(fèi)給用戶造，在線導(dǎo)航的使用不順暢，產(chǎn)生的流量資費(fèi)給用戶造成經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，且導(dǎo)航儀投入成本高且數(shù)據(jù)更新慢，經(jīng)成經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，且導(dǎo)航儀投入成本高且數(shù)據(jù)更新慢，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)錯(cuò)路的情況。常會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)錯(cuò)路的情況。4G4G集集3G3G與與WLANWLAN于一體，能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像，圖于一體，能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像，圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下。像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下。 地圖導(dǎo)航服務(wù)地圖導(dǎo)航服務(wù)

35、時(shí)，網(wǎng)絡(luò)非常流暢，流量資費(fèi)也進(jìn)一步降低，車主只時(shí)，網(wǎng)絡(luò)非常流暢，流量資費(fèi)也進(jìn)一步降低，車主只需花十幾元買個(gè)手機(jī)支架，打開在線導(dǎo)航軟件，就可需花十幾元買個(gè)手機(jī)支架，打開在線導(dǎo)航軟件，就可體驗(yàn)智能導(dǎo)航儀功能。體驗(yàn)智能導(dǎo)航儀功能。 BluetoothBluetooth藍(lán)牙可實(shí)現(xiàn)用戶在駕車的時(shí)候，無需通過藍(lán)牙可實(shí)現(xiàn)用戶在駕車的時(shí)候，無需通過手機(jī)鍵盤和屏幕，輕松的通過手機(jī)鍵盤和屏幕，輕松的通過GPSGPS與外界與外界進(jìn)行電話交流。進(jìn)行電話交流。5. 發(fā)展方向l5.8 移動(dòng)通信應(yīng)用Page 66 CMMB（China Mobile Multimedia Broadcasting） 中國移動(dòng)多媒體廣播，是國內(nèi)自主研發(fā)的第一套面向手機(jī)、筆記本電腦等多種移動(dòng)終端的系統(tǒng)，利用S波段信號實(shí)現(xiàn)“天地”一體覆蓋、全國漫游。在GPS導(dǎo)航儀中加入CMMB信號接收功能，實(shí)現(xiàn)節(jié)目接收與播放功能，使用戶享受GPS以外的娛樂服務(wù)。 TMC（ Traffic Message Channel） 實(shí)時(shí)交通信息，是歐洲輔助GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，是FM無線調(diào)頻系統(tǒng)（RDS）在播報(bào)實(shí)時(shí)交通及天氣信息中的應(yīng)用，數(shù)據(jù)由配備TMC的車載無線接收終端或?qū)Ш皆O(shè)備接收并解碼，以多種方式傳達(dá)