項目八車載導航系統(tǒng).ppt

項目八 車載導航系統(tǒng) 第一節(jié)車載導航系統(tǒng)基礎知識第二節(jié)車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理第三節(jié)車載導航系統(tǒng)發(fā)展趨勢 第一節(jié)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識車載導航系統(tǒng)幫助用戶準確定位當前位置 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用戶行至目的地的儀器的行車輔助設備 第一節(jié)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識1車載導航系統(tǒng)的發(fā)展2車載導航系統(tǒng)定位技術(shù)3車載導航系統(tǒng)的相關技術(shù) 第一節(jié)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識1車載導航系統(tǒng)的發(fā)展導航的概念最早起源于航海 起初只是用來引導船只安全航行 中國古代四大發(fā)明之一的指南針 可以認為是古代最早出現(xiàn)的導航設備 導航系統(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) 慣性導航系統(tǒng)到現(xiàn)代化的全球定位系統(tǒng) 通常簡稱GPS 導航功能已經(jīng)越來越強大 精度也越來越高 第一節(jié)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識1車載導航系統(tǒng)的發(fā)展 第一節(jié)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識2車載導航系統(tǒng)定位技術(shù)在現(xiàn)代車載導航定位系統(tǒng)中 移動目標定位技術(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)采用處在地球高空軌道的衛(wèi)星進行測距和授時 定位范圍可以覆蓋到全球 第一節(jié)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識3車載導航系統(tǒng)的相關技術(shù)GPS定位技術(shù) GPS即全球定位系統(tǒng) 是美國開發(fā)研制的迄今為止應用最廣泛的第二代衛(wèi)星導航系統(tǒng) GPS是新一代星基精密無線電導航技術(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)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識3車載導航系統(tǒng)的相關技術(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)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識3車載導航系統(tǒng)的相關技術(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)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識3車載導航系統(tǒng)的相關技術(shù)GPS定位技術(shù) GPS系統(tǒng)定位的原理為GPS接收機接收到衛(wèi)星信號 根據(jù)星歷表信息 可以求得每顆衛(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)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識3車載導航系統(tǒng)的相關技術(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)星導航系統(tǒng) 中國 2012之后 第一節(jié)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識3車載導航系統(tǒng)的相關技術(shù)航位推算技術(shù) 航位推算技術(shù) DeadReckoning 簡稱DR 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前方位 第一節(jié)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識3車載導航系統(tǒng)的相關技術(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 和慣性導航 陀螺 加速度傳感器定位 的組合 第一節(jié)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識3車載導航系統(tǒng)的相關技術(shù)航位推算技術(shù) 陸地車輛導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)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識3車載導航系統(tǒng)的相關技術(shù)航位推算技術(shù) 輪速脈沖傳感器是車輛的標準部件之一 其中磁感應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)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識3車載導航系統(tǒng)的相關技術(shù)電子地圖和GIS技術(shù) 電子地圖是傳統(tǒng)地圖與計算機技術(shù) GIS技術(shù) 網(wǎng)絡技術(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的重要渠道 第一節(jié)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識3車載導航系統(tǒng)的相關技術(shù)電子地圖和GIS技術(shù) GIS即地理信息系統(tǒng) GeographicInformationSystem 是一種基于計算機的可以對地理信息進行成圖和分析的工具 第一節(jié)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識3車載導航系統(tǒng)的相關技術(shù)車載導航技術(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航系統(tǒng)對定位的要求 第一節(jié)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識3車載導航系統(tǒng)的相關技術(shù)車載導航技術(shù) 目前車載導航系統(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上能夠獲得較高的定位與導航精度 因此它是車載導航采用的一種最佳方案 第一節(jié)車載導航系統(tǒng)基礎知識 8 1車載導航系統(tǒng)基礎知識3車載導航系統(tǒng)的相關技術(shù)車載導航技術(shù) 城市電子地圖具有較高的精度 當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 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)車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理車載導航是利用車載GPS 全球定位系統(tǒng) 配合電子地圖來進行的 它能方便且準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 幫助駕駛者準確 快捷地到達目的地 第二節(jié)車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理1車載導航系統(tǒng)的工作原理2車載導航系統(tǒng)的組成 第二節(jié)車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理1車載導航系統(tǒng)的工作原理GPS車載導航系統(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 畫面和語音引導等功能 幫助駕駛者準確 快捷地到達目的地 第二節(jié)車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理1車載導航系統(tǒng)的工作原理GPS車載導航系統(tǒng)組成 第二節(jié)車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理1車載導航系統(tǒng)的工作原理導航系統(tǒng)平臺 導航計算機硬件 操作系統(tǒng)和底層驅(qū)動軟件構(gòu)成導航系統(tǒng)平臺 導航軟件在平臺上運行 用戶通過人機接口與導航軟件實現(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 進行設置等 第二節(jié)車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理1車載導航系統(tǒng)的工作原理導航軟件 導航軟件分為地理信息查詢 路徑規(guī)劃 路徑引導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 如附近的旅游設施 餐飲設施 文化教育設施和加油站 維修服務點等常用信息 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 第二節(jié)車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理1車載導航系統(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)庫進行升級更新 第二節(jié)車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理1車載導航系統(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行融合 向?qū)Ш杰浖峁┒ㄎ恍畔?通信模塊實現(xiàn)導航系統(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 通信模塊是智能交通系統(tǒng)中不可缺少的一部分 第二節(jié)車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理2車載導航系統(tǒng)的組成車載導航系統(tǒng)由導航計算機硬件 系統(tǒng)軟件 導航應用軟件和導航電子地圖系統(tǒng)組成 第二節(jié)車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理2車載導航系統(tǒng)的組成導航計算機硬件 導航計算機硬件包括車載主機 顯示器 定位子系統(tǒng)和其他控制模塊 車載主機是整個GPS車載導航系統(tǒng)的心臟 它采用汽車工業(yè)標準的芯片開發(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)車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理2車載導航系統(tǒng)的組成導航計算機硬件 車載導航系統(tǒng)硬件平臺包括處理器 定位系統(tǒng) 存儲設備 顯示系統(tǒng) 通信模塊等 第二節(jié)車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理2車載導航系統(tǒng)的組成系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)和設備驅(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 實時性強和高度伸縮性等優(yōu)點 第二節(jié)車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理2車載導航系統(tǒng)的組成系統(tǒng)軟件 當前車載導航系統(tǒng)采用的嵌入式操作系統(tǒng)大部分選擇使用WindowsCE 第二節(jié)車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理2車載導航系統(tǒng)的組成導航應用軟件 導航應用軟件是專門針對車載導航應用需求開發(fā)的軟件系統(tǒng) 運行在車載主機中 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)車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理2車載導航系統(tǒng)的組成導航電子地圖系統(tǒng) 導航電子地圖是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎也是GPS車載導航系統(tǒng)的靈魂 它按照特定的數(shù)據(jù)模型將基礎地理信息 道路交通信息 POI信息 自動引導信息等多源信息有機集成在一起 通過導航軟件展現(xiàn)給駕駛者 第二節(jié)車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導航系統(tǒng)的組成和工作原理2車載導航系統(tǒng)的組成車載導航系統(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 導航電子地圖也要緊跟升級 1 查看車載導航系統(tǒng)的型號和參數(shù) 2 從提供導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)等復制到SD卡中 4 將車載導航系統(tǒng)關機 插上SD卡 然后重啟車載導航系統(tǒng) 第三節(jié)車載導航系統(tǒng)發(fā)展趨勢 8 3車載導航系統(tǒng)發(fā)展趨勢在我國汽車正逐漸進入家庭 汽車消費在國民經(jīng)濟中占有舉足輕重的地位 作為汽車電子產(chǎn)品的GPS車載導航系統(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)讓各導航系統(tǒng)開發(fā)商和汽車制造商看到了商機 紛紛將導航系統(tǒng)作為增加汽車附加值和市場競爭力的有力武器 第三節(jié)車載導航系統(tǒng)發(fā)展趨勢 8 3車載導航系統(tǒng)發(fā)展趨勢1信息終端融合化2交通信息實時化3信息服務平臺化 第三節(jié)車載導航系統(tǒng)發(fā)展趨勢 8 3車載導航系統(tǒng)發(fā)展趨勢1信息終端融合化汽車導航技術(shù)與汽車電子技術(shù)的高度融合將是未來技術(shù)發(fā)展的主要趨勢 可以提供動態(tài)交通信息 行駛狀況信息 通信服務綜合信息 配備播放DVD VCD CD MP3 移動電視 可視化倒車雷達 車載電話 互聯(lián)網(wǎng) 車輛信息顯示 車身故障診斷以及車載辦公功能等 滿足人們?nèi)轿坏男畔⑿枨?第三節(jié)車載導航系統(tǒng)發(fā)展趨勢 8 3車載導航系統(tǒng)發(fā)展趨勢2交通信息實時化支持實時交通信息的智能導航將成為未來的技術(shù)亮點 支持實時交通信息的智能導航系統(tǒng)可以接收經(jīng)過 道路交通信息中心 編輯 處理后的實時道路交通信息 如交通堵塞 交通限制等信息 通過導航計算模塊的處理后以文字 語音 圖像和地圖等形式呈現(xiàn)給駕車者 第三節(jié)車載導航系統(tǒng)發(fā)展趨勢 8 3車載導航系統(tǒng)發(fā)展趨勢3信息服務平臺化通過先進的通信技術(shù)人們可以方便地獲取網(wǎng)絡上的各種信息資源和服務內(nèi)容 在車載導航系統(tǒng)中 與通信技術(shù)緊密結(jié)合的通信導航和綜合信息服務平臺也將成為應用的熱點