嵌入式車載導航信息系統研究

摘要：分析研究嵌入式車載導航信息系統體系結構，以實時多任務嵌入式操作系統Windows CE．NET為嵌入式軟件平臺，搭建了嵌入式車載導航信息系統的應用環境。以車載導航信息系統的導航電子地圖和導航數據庫作為重點研究對象。分析導航信息系統中導航電子地圖和導航數據庫的實現方法。
關鍵詞：嵌入式系統；Windows CE；導航電子地圖；導航數據庫

我國GPS車輛導航系統受國內汽車工業發展現狀、電子地圖配套限制等諸多綜合因素制約，仍處于初始發展階段。在功能上，大部分GPS車輛導航系統還只有車輛跟蹤、數字地圖查詢、路徑簡單規劃等基本功能。本文對嵌入式車載導航信息系統體系結構進行研究，給出一個完整系統結構。并重點討論導航電子地圖的實現方法。

1 嵌入式車載導航信息系統結構
車載導航信息系統借助于定位、地理信息處理和通信等技術，通過處理車輛狀態數據。配合地理信息系統和導航數據庫處理信息，并與服務中心交流信息交流，可提供定位、電子地圖、路徑規劃和引導、信息查詢、歷史行駛狀態詳細記錄、通信等功能。圖1為該導航信息系統功能各模塊關系。

圖1中，定位系統包括定位模塊和地圖匹配模塊，可得到系統的實時姿態數據，如經度、緯度、高度、速度、運動方向等；數字地圖數據庫包含預先定義好存儲格式的數字地圖信息，提供計算機處理與地圖有關信息，如辨別場所、公路等級、交通規則和旅行信息等：路徑規劃和路徑引導模塊功能是根據地圖數據庫模塊所提供的地圖數據，加上從無線通訊網絡收到的實時交通信息，按照某個指標(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劃路線；人機接口允許用戶與定位和導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性能并增加系統功能。
傳統的導航信息系統主要有2種實現方法：基于單片機的簡易導航系統和基于移動PC的導航系統。前者結構簡單，價格便宜，但功能有限，僅僅實現定位、簡易位置指示以及簡單通訊功能；而后者以PC操作系統為軟件平臺，應用專業軟件包或自主開發軟件包，配以相應外圍模塊(如定位、通訊等)能夠實現導航所有復雜功能，但價格高，且難以適應車載環境。因此，采用嵌入式系統作為現代車載導航系統的運行平臺是必然選擇。