车载导航系统毕业论文

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摘要：随着私人汽车在中国的普及，车载导航仪成为了日常生活中必不可少的工具。车载导航系统的路径规划的研究无论是从方便驾驶员出行，提高运输效率，优化城市交通，还是在改造与提升交通管理系统上，都对现代的交通道路起着十分重要的影响，因此受到社会和政府部门的关注和大力支持。

本论文介绍了车载导航系统的发展历史和国内外研究现状，以及GPS车载导航系统的组成、功能、实现过程、路径规划算法以及地理信息系统的功能。并以MaoInfo为工具，在路径规划系统中实现了地图的基本操作。本文重点研究了车载导航系统的路径规划问题。综合考虑并比较了多种最短路径的选择算法,并对其优缺点进行了分析。

来自

关键词：GPS  GIS 车载导航系统路径规划  Dijkstra算法

ABSTRACT

With thepopularization of private cars in China，the navigatorsbecame the daily life of the necessary tools. The car's navigation system pathplanning research whether from convenient drivers travel to improve transportefficiency and optimize the urban traffic, or in the reform and improve trafficmanagement system, all the way to modern traffic plays a very importantinfluence, and it is by society and government departments of the attention andsupport.

This paperintroduces the development history of the car's navigation system and researchstatus from domestic and structure, function and the realizationof the whole system are demonstrated in detail in this thesis. TheGIS(Geographic Information System) theory is introduced .By using MapInfosoftware as a supporting platform, basic operation of map are realized. Thealgorithms of Route Planning are discussed in detail. Think over and comparemany shortest path algorithms and present a improved algorithm based on theoriginal Dijkstra algorithm in this thesis. It saves memory space and increasesefficiency.

Keywords:  GPS  GIS  Vehiclenavigation System  Route-Planning  Dijkstra algorithm

目录

第一章绪论................................................1

研究背景与意义...........................................................................................1

导航系统的发展概况............................................................................1

导航系统的发展历程....................................................................2

导航技术应用的发展趋势............................................................2

研究内容及安排...........................................................................................3

研究的内容...........................................................................................3

本文的安排...........................................................................................4

第二章GPS车载导航系统的结构与关键技术......................5

车载导航系统的发展...................................................................................5

车载导航技术的总体结构和关键技术.......................................................5

车载导航系统的总体结构...................................................................6

车载导航系统的关键技术...................................................................6

车载导航系统结构分析及功能要求...........................................................7

系统的功能要求...........................................................................................7

第三章路径规划的分析及设计.................................9

导航电子地图数据库的设计.......................................................................9

导航电子地图的数据结构与数据模型...............................................9

导航电子地图数据库的设计原则.....................................................10

导航电子地图数据库的结构设计与实现.........................................11

导航电子地图中道路网络的拓扑生成方法.............................................12

导航电子地图中道路网络的模型与储存.........................................13

折线道路网络的拓扑生成法.............................................................14

路径规划的分析及设计.............................................................................16

路径规划的基础算法.........................................................................16

限制搜索区域的路径规划算法.........................................................20

基于分层道路网络的分层路径规划算法.........................................22

限制搜索区域的分层路径规划算法.................................................24

第四章路径规划的优缺点分析................................25

算法的实验结果.........................................................................................25

算法实验结果的比对及优缺点分析.........................................................26

第五章结论...............................................29

论文小结.....................................................................................................29

路径规划系统的展望.................................................................................29

致  谢  ...................................................31

参考文献...................................................33

现在，越来越多的汽车都安装了电子导航系统。车辆导航系统包括卫星全球定位系统(GPS,北斗)、无线接收装置、各种传感器、导航控制单元、地图匹配器、CD-ROM驱动器、彩色液体显示器、对应软件等。那个显示器通常在仪表板的中间。汽车导航基本原理：电子导航系统由卫星定位、地面监测、用户接收三大部分组成。卫星定位系统包括卫星网络、地面通信站和接收器，在地球上空的6个轨道上配置了24个通信卫星，地球上的任何一辆汽车都能同时接收来自至少4个通信卫星的信号。安装在汽车上的地磁式方向传感器、陀螺传感器、车速传感器等用于测量汽车的行动轨迹。导航控制单元(ECU)根据接收到的卫星信号和传感器信号计算出汽车在地球坐标系中的位置，在电视屏幕上用电子地图显示汽车的实时位置，分为三层(文字、移动的图形和闪烁的标识)显示信息。现在，市场上的低级电子导航装置已经进行改造，大小如掌上电脑，用吸盘悬挂在挡风玻璃上，可以搜索全国400多个城市的停车场、加油站和景点等。价格在一千元以上。汽车导航设备，如个人数字助理(PSPda)，是经过改造的性质，不是工厂安装的部件。车载导航系统操作要点：1.首次进行卫星定位时，必须把车停在空地上。根据当时的天气状况、周围环境、卫星信号强度，首次开始卫星定位可能需要5分钟以上的时间。如果气候不好，或者行驶中周围的环境有障碍物(例如高楼、蒸道、森林等)，卫星会影响信号的接收。2.汽车窗玻璃上贴有太阳能薄膜、隔热纸、防爆纸等会干扰卫星信号的接收，建议安装外置天线以提高接收质量。3.由于导航软件版本的不同和路况的变化，导航系统显示的结果和提示可能与实际路况不同，此时应以实际路况为准。提倡使用正版导航软件和APP应用。4.导航系统提供的电子地图数据只是一般的浏览和参考，不能用于高精度的地理测量。5.卫星信号弱时，汽车位置可能会发生偏移。例如，汽车出现在另一条道路上。这种现象不意味着导航有故障，系统可以自动修正到正确的道路上。6.车载导航系统搜索卫星所需的时间与当时的天气(云层厚度)、隐藏建筑物手指、打开导航系统两次的地点距离、当时的卫星状态等有很大关系，因此搜索卫星的时间为10~2000秒。7.为保证行车安全，行车时不得操作导航系统，以免注意力分散发生危险。在车内使用时，请用固定框架将车载导航装置固定在不影响驾驶员视线的位置。8.首次使用汽车导航时，先持续充电8小时以上，第二次充电充电至绿灯亮为止即可。充电时，启动发动机后，请插入车用充电器，避免瞬间过大电流烧毁主机。9.停车时，车载导航装置不要在挡风玻璃下晒黑，避免电池过热方面出现故障或危险。

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