項目八 車載導(dǎo)航系統(tǒng)

1、項目八: : 車載導(dǎo)航系統(tǒng)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識第二節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理第三節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展趨勢第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識 車載導(dǎo)航系統(tǒng)幫助用戶準(zhǔn)確定位當(dāng)前位置，并且根據(jù)既定的目的地計算行程，通過地圖顯示和語音提示兩種方式引導(dǎo)用戶行至目的地的儀器的行車輔助設(shè)備 。第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)定位技術(shù)3 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展

2、 導(dǎo)航的概念最早起源于航海，起初只是用來引導(dǎo)船只安全航行，中國古代四大發(fā)明之一的指南針，可以認(rèn)為是古代最早出現(xiàn)的導(dǎo)航設(shè)備。導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)過了一段比較長的時期，從開始的航位推算系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)到現(xiàn)代化的全球定位系統(tǒng)（通常簡稱GPS），導(dǎo)航功能已經(jīng)越來越強(qiáng)大，精度也越來越高。 第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展 第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)定位技術(shù) 在現(xiàn)代車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)中，移動目標(biāo)定位技術(shù)主要有三種：獨立定位、地面無線定位和衛(wèi)星定位。衛(wèi)星定位系統(tǒng)采用處在

3、地球高空軌道的衛(wèi)星進(jìn)行測距和授時，定位范圍可以覆蓋到全球。 第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識3 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) GPS定位技術(shù)：GPS即全球定位系統(tǒng)，是美國開發(fā)研制的迄今為止應(yīng)用最廣泛的第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS 是新一代星基精密無線電導(dǎo)航技術(shù)，為全球范圍內(nèi)的用戶提供精確的三維定位和授時。第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識3 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) GPS定位技術(shù)：GPS系統(tǒng)采用高軌無線電測距，系統(tǒng)由空間部分、地面控制部分和用戶接收機(jī)三部分構(gòu)成。最少只需其中4顆衛(wèi)星，就能迅速確定用戶端在地

4、球上所處的位置及海拔高度；所能接收到的衛(wèi)星數(shù)越多，解碼出來的位置就越精確。 第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識3 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) GPS定位技術(shù)：空間部分包括21顆工作衛(wèi)星和3 顆備用衛(wèi)星，分布在地球上空2 萬公里的6個軌道上，軌道傾角55度，兩個軌道之間的經(jīng)度相隔 60度，每個軌道面上分布4 顆衛(wèi)星，在地球任一位置至少可以見到4 顆衛(wèi)星。第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識3 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) GPS定位技術(shù)：GPS系統(tǒng)定位的原理為GPS接收機(jī)接收到衛(wèi)星信號，根據(jù)星歷表信息，可以求得每

5、顆衛(wèi)星發(fā)送信號時的位置，可以直接測量信號的傳播時間，計算觀測點到衛(wèi)星的真實距離，當(dāng)接收到 3 顆衛(wèi)星信號時，以三個真實距離為半徑的球的交點即為觀測點。第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識3 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) GPS定位技術(shù)：其他三種衛(wèi)星定位系統(tǒng)：伽利略定位系統(tǒng)（歐盟；2014），GLONASS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（俄羅斯；未知），北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（中國；2012之后）。 第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識3 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 航位推算技術(shù)：航位推算技術(shù)（Dead Reckoning，簡稱DR）

6、定位利用載體航向和里程信息，以相對定位的方式推算載體的當(dāng)前方位。第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識3 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 航位推算技術(shù)：現(xiàn)代車輛航位推算技術(shù)定位技術(shù)是傳統(tǒng)意義上的航位推算技術(shù)（羅盤、里程計定位）和慣性導(dǎo)航（陀螺、加速度傳感器定位）的組合。 第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識3 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 航位推算技術(shù)：陸地車輛導(dǎo)航一般僅考慮二維平面運動，因此需要使用一個陀螺測量車輛橫擺角速度和一個輪速傳感器或加速度傳感器測量車輛線速度或加速度。 第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載

7、導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識3 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 航位推算技術(shù)：輪速脈沖傳感器是車輛的標(biāo)準(zhǔn)部件之一，其中磁感應(yīng)輪速脈沖傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、堅固和價格便宜的優(yōu)點，并且能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，在車輛里程計和ABS中廣泛采用。 第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識3 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 電子地圖和GIS技術(shù)：電子地圖是傳統(tǒng)地圖與計算機(jī)技術(shù)、GIS技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合的產(chǎn)物，是地理信息的符號化表現(xiàn)，是空間信息與專題信息的結(jié)合，是傳統(tǒng)測繪產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造的結(jié)果，是提供地理信息公共服務(wù)的重要渠道。 第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航

8、系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識3 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 電子地圖和GIS技術(shù)：GIS即地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System)，是一種基于計算機(jī)的可以對地理信息進(jìn)行成圖和分析的工具。 第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識3 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 車載導(dǎo)航技術(shù)：GPS 具有長期的定位精度和短時的定位漂移或丟失的特點，而航位推算技術(shù)定位具有完全自治性，能夠在短期內(nèi)提供精度高、動態(tài)響應(yīng)快的定位信息，而長期定位精度由于誤差累積而降低，因而兩種定位技術(shù)的組合能夠較好的滿足導(dǎo)航系統(tǒng)對定位的要求。第一節(jié)第一節(jié) 車載

9、導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識3 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 車載導(dǎo)航技術(shù)：目前車載導(dǎo)航系統(tǒng)大致有三種方案：GPS/電子地圖、GPS/航位推算和GPS/航位推算/電子地圖。GPS/航位推算/電子地圖系統(tǒng)，不但具有較高的可靠性，而且在使用相對較低成本的基礎(chǔ)上能夠獲得較高的定位與導(dǎo)航精度，因此它是車載導(dǎo)航采用的一種最佳方案。 第一節(jié)第一節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識8.1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識3 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 車載導(dǎo)航技術(shù)：城市電子地圖具有較高的精度，當(dāng)GPS 發(fā)生較大漂移或單獨航位推算定位時，電子地圖中的道路位置信息可作為外部觀測，估計GPS

10、/航位推算或航位推算定位誤差，并反饋校正，從而改善系統(tǒng)定位精度。第二節(jié)第二節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理8.2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 車載導(dǎo)航是利用車載GPS（全球定位系統(tǒng)）配合電子地圖來進(jìn)行的，它能方便且準(zhǔn)確地告訴駕駛者去往目的地的最短或者最快路徑，是駕駛員的好幫手。幫助駕駛者準(zhǔn)確、快捷地到達(dá)目的地。第二節(jié)第二節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 8.2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成第二節(jié)第二節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理8.2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工

11、作原理 1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理 GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)一般采用GPS/航位推算(車速傳感器+電子陀螺儀)/電子地圖組合方式實現(xiàn)定位，通過觸摸顯示屏或者遙控器進(jìn)行交互操作，能夠?qū)崿F(xiàn)實時定位、目的地檢索、路線規(guī)劃、畫面和語音引導(dǎo)等功能，幫助駕駛者準(zhǔn)確、快捷地到達(dá)目的地。 第二節(jié)第二節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理8.2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理 GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)組成 第二節(jié)第二節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理8.2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理 導(dǎo)航系統(tǒng)平臺：導(dǎo)航計算機(jī)硬件、操作系

12、統(tǒng)和底層驅(qū)動軟件構(gòu)成導(dǎo)航系統(tǒng)平臺，導(dǎo)航軟件在平臺上運行。用戶通過人機(jī)接口與導(dǎo)航軟件實現(xiàn)交互式操作，如移動地圖、放大和縮小地圖顯示、輸入目的地、查詢興趣點、進(jìn)行設(shè)置等。 第二節(jié)第二節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理8.2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理 導(dǎo)航軟件：導(dǎo)航軟件分為地理信息查詢、路徑規(guī)劃、路徑引導(dǎo)和地圖匹配定位等四個模塊。地理信息查詢向用戶提供分類的興趣點查詢，如附近的旅游設(shè)施、餐飲設(shè)施、文化教育設(shè)施和加油站、維修服務(wù)點等常用信息。路徑規(guī)劃是根據(jù)用戶確定的約束條件（如最短路徑、最短時間、費用最少路徑等）選擇從起始點到目的地的航點。第二

13、節(jié)第二節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理8.2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理 GIS數(shù)據(jù)庫：GIS 數(shù)據(jù)庫提供道路交通信息以及詳細(xì)的分層地理信息，為使數(shù)據(jù)庫能夠即時反映各種變動，需要定期的對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行升級更新。第二節(jié)第二節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理8.2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理 定位傳感器及信息融合模塊：定位傳感器及信息融合模塊將多個傳感器的信息進(jìn)行融合，向?qū)Ш杰浖峁┒ㄎ恍畔?。通信模塊實現(xiàn)導(dǎo)航系統(tǒng)與信息中心的信息交換，如實時道路交通信息、車輛位置信息以及地圖的更新下載，通信

14、模塊是智能交通系統(tǒng)中不可缺少的一部分。 第二節(jié)第二節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理8.2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成 車載導(dǎo)航系統(tǒng)由導(dǎo)航計算機(jī)硬件、系統(tǒng)軟件、導(dǎo)航應(yīng)用軟件和導(dǎo)航電子地圖系統(tǒng)組成。第二節(jié)第二節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理8.2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成 導(dǎo)航計算機(jī)硬件：導(dǎo)航計算機(jī)硬件包括車載主機(jī)、顯示器、定位子系統(tǒng)和其他控制模塊。車載主機(jī)是整個GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)的心臟，它采用汽車工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的芯片開發(fā)而成，具有功耗低、運行可靠、抗惡劣環(huán)境等特點。 第二節(jié)第二節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)

15、的組成和工作原理車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理8.2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成 導(dǎo)航計算機(jī)硬件：車載導(dǎo)航系統(tǒng)硬件平臺包括處理器、定位系統(tǒng)、存儲設(shè)備、顯示系統(tǒng)、通信模塊等。 S3C2410A處理器GPS接收機(jī)GPS天線電子陀螺定位系統(tǒng)存儲系統(tǒng)通信模塊顯示系統(tǒng)S3C2410A處理器S3C2410A處理器GPS接收機(jī)GPS接收機(jī)GPS天線GPS天線電子陀螺電子陀螺定位系統(tǒng)定位系統(tǒng)存儲系統(tǒng)存儲系統(tǒng)通信模塊通信模塊顯示系統(tǒng)顯示系統(tǒng)第二節(jié)第二節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理8.2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成 系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件

16、包括操作系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動兩部分。由于操作環(huán)境的特殊要求，操作系統(tǒng)一般采用嵌入式實時操作系統(tǒng)(RTOS)，這種操作系統(tǒng)與硬件結(jié)合緊密，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積微小、實時性強(qiáng)和高度伸縮性等優(yōu)點。 第二節(jié)第二節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理8.2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成 系統(tǒng)軟件：當(dāng)前車載導(dǎo)航系統(tǒng)采用的嵌入式操作系統(tǒng)大部分選擇使用Windows CE。 第二節(jié)第二節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理8.2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成 導(dǎo)航應(yīng)用軟件：導(dǎo)航應(yīng)用軟件是專門針對車載導(dǎo)航應(yīng)用需求開發(fā)的軟件系統(tǒng)，

17、運行在車載主機(jī)中。主要包括GPS定位數(shù)據(jù)獲得、電子地圖數(shù)據(jù)讀取、電子地圖基本操作實現(xiàn)、地圖檢索，路徑尋優(yōu)和軌跡回放、以及用戶交互界面等功能的實現(xiàn)。 第二節(jié)第二節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理8.2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成 導(dǎo)航電子地圖系統(tǒng)：導(dǎo)航電子地圖是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)也是GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)的靈魂。它按照特定的數(shù)據(jù)模型將基礎(chǔ)地理信息、道路交通信息、POI信息、自動引導(dǎo)信息等多源信息有機(jī)集成在一起，通過導(dǎo)航軟件展現(xiàn)給駕駛者。第二節(jié)第二節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理8.2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 2 車

18、載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成 車載導(dǎo)航系統(tǒng)地圖升級：由于現(xiàn)代城市發(fā)展的很快，新的道路和建筑層出不窮，導(dǎo)航電子地圖也要緊跟升級。(1) 查看車載導(dǎo)航系統(tǒng)的型號和參數(shù) (2) 從提供導(dǎo)航電子地圖的廠家的網(wǎng)站下載新地圖的主程序、地圖數(shù)據(jù)等 (3) 格式化SD卡，將新地圖的主程序、地圖數(shù)據(jù)等復(fù)制到SD卡中。(4) 將車載導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)機(jī)，插上SD卡，然后重啟車載導(dǎo)航系統(tǒng)。第三節(jié)第三節(jié) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展趨勢車載導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展趨勢8.3 車載導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展趨勢 在我國汽車正逐漸進(jìn)入家庭，汽車消費在國民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位。作為汽車電子產(chǎn)品的GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)，雖然仍處于市場培育階段，整體規(guī)模較小，但它巨大的市場潛力和不可估量的發(fā)展前景，已經(jīng)讓各