嵌入式車載導航信息系統研究

該系統的定位模塊和無線通訊模塊需借助相應裝置，導航信息系統直接收發這些裝置數據，處理后為系統所用；路徑規劃和路線引導模塊功能的實現算法研究已相當深入，這里不再贅述。而對于導航電子地圖模塊，為便于功能實現和后期擴展，按其功能分為矢量圖形系統和導航數據庫系統，前者是按特定要求顯示矢量圖形，后者是存儲和管理圖形元素的幾何數據(如坐標等)、屬性數據(如道路等級等)以及其
他相關數據(如交通信息等)。

2 導航矢量圖形系統
2．1 基于EVC的矢量圖形系統
分析地圖發現，地圖矢量化后矢量圖形的元素類型有：點(Point)、線(Line)、連續折線(Polyline)、區域(Region)、弧線(Arc)、文本(Text)、矩形(Rectangle)、圓角矩形(Rounded Rectangle)、橢圓(Ellipse)、圓(Circle)、符號(Symbol)等11個類型。導航電子地圖中，符號只用于顯示，而且類型有限，該系統采用柵格方式在矢量圖形上透明顯示。其余10種圖形元素并非獨立分類，比如，元素點可用其他若干個元素組合表達：矩形元素(在嵌入式C++中有直接函數支持)實質是一個特殊區域。
考慮以上每個對象類都有如線型、顏色等的公共數據，可抽象一個基類。本文共建立了15對象類及結構：基類Class CDraw、線類Class Cline：public CDraw、多線類Class CPline：public CDraw、區域類Class CArea：public CDraw、橢圓弧類Class CEarc：public CDraw、圓類偽代碼描述Class CCirele：public CDraw、矩形類Class Crectangle：public CDraw、圓角矩形類Class CroundedRectangle：public CDraw、橢圓類Class CEllipse：public CDraw、文本類Class CText：public CDraw、符號類Class CSvmbol:public CDraw、繪制矢量圖形參數類Class CgraphPara、圖層屬性結構typedef struct、當前畫面屬性結構tvoedef struct、導航目標屬性結構typedef stmct。
車載導航電子地圖一般采用小液晶顯示屏顯示。為了實現導航，顯示的畫面內容應盡可能簡單明了，所以矢量圖形將數據分層組織，在圖形元素的基類中設有表示元素所處圖層的信息。除了將元素分類為不同的顯示圖層，簡化顯示內容，基類還可設置該元素是否顯示標志位，這樣可提高顯示速度，節省資源。例如。在同一圖層元素，如果有些元素不在當前顯示窗口，可以不進行與顯示有關的后臺操作(坐標變換等)。DPtoVP和VPtoDP方法是實際坐標(地理坐標)和圖形坐標相轉換。通過矢量化得到的圖形元素的位置數據一般是某種坐標系下的坐標值，而本系統用戶可見的顯示坐標范圍為從(0，0)至(640，480)，所以需進行坐標變換。每個圖形元素都需Draw(繪制)方法，但不同元素的繪制方法各不相同，為了方便Draw方法使用，在基類中將Draw定義為純虛函數，在子類中重載時再具體賦以不同繪制內容。
2．2 矢量圖形系統優化
嵌入式車載導航系統硬件平臺一般采用低功耗設計，運算能力有限。但導航電子地圖顯示畫面往往含有大量圖形元素，圖形顯示一次需花費大量時間。如果采用每次全部繪制所有電子地圖內容并直接輸出到畫面，則會導致畫面刷新慢和重繪閃爍明顯。因此需優化矢量圖形的繪制方法。
2．2．1 提高圖形的顯示速度
一般繪圖方法是繪制所有圖形元素，而這樣嚴重影響繪圖速度。為了加快繪圖速度，在顯示一個圖形元素前，先判斷該圖形元素是否在當前視圖屏幕中，如果不在，則無需繪制，從而節省繪制時間州。而判斷一個圖形元素是否在當前視圖屏幕．需計算判斷圖形元素與當前視圖屏幕矩形是否相交，但此方法需大量計算，影響顯示速度。采用的判斷圖形元素是否需要繪制的方法應允許不太嚴密，但要計算簡單。在每次重繪圖形元素前，首先判斷元素是否顯示，并只繪制所需部分。這樣就大大加快繪圖速度，并能滿足導航電子地圖系統顯示要求。