西安科技大学硕士学位论文基于无线网络的动态车载导航系统的设计

西安科技大学硕士论文基于无线网络的动态车辆导航系统设计姓名：唐亮申请学位等级：硕士专业：机械设计与理论指导教师：马胜利论文题目：动态车辆导航系统基于无线网络设计专业：机械设计与理论硕士生：导师唐亮N-马胜利摘要（签名）（签名出版社总地理信息系统和基于位置的服务是当今两个流行的应用领域，汽车导航系统是这两个领域最重要和最有前景的应用。传统的车载导航系统不具备实时获取交通信息的能力，对于一些突发的交通情况（如交通拥堵、临时交通管制、交通事故等）。有效的对策，大大降低了其实用性。针对传统汽车导航系统，提出一种基于C/S架构的新型汽车导航系统设计方案；硬件功能模块设计；建立可动态标注交通信息的新型电子地图数据模型，实时标注道路交通状况；在上述数据模型的基础上，新的智能A路径搜索算法，可以自动绕过事故路段，重新寻找最优路径，从而达到智能规划路径的目的；使用 iava 语言开发了一套软件来模拟这种新型动态车辆导航系统的运行环境。并搭建了该仿真环境的运行平台，验证了系统的可行性。随着第三代无线通信技术（3G）和传感检测技术的发展，讨论了该系统的扩展应用前景。

这种新型动态车载导航系统的开发研究解决了传统车载导航系统的不足，提高了系统的导航效率和精度，进一步提高了实用价值，扩展了系统的功能。提供了良好的基础。关键词：动态车辆导航；动态路线规划；实时交通信息；分布式软件研究类型：应用研究 专业：机械设计 T h e O r y N A L e n g e n : T a n g 讲师： LiA B S T R A C T (sign a ture) (sign a ture) GISan dL B ta rea ​​​ , 和车辆导航系统是 eb 估计 t ant tap p tio n 与 dmark etin in thist w oa na rea s·the tra alV e h o c leN a警戒系统Wa t a p tur eth e real time t r a ficin for ，该系统没有增加流量。因此，itca us eth issy stem 的实用性有限。针对传统车辆导航系统的这一缺点，本文提供了 NE WD E SIG NPP C TO FV E HC Len A y 电子地图路径，可以将实时交通流化为 d ta ta 模式，我们开发了智能软件车载无网络导航，以支持 f b a se don th is , a cnd th ena din 。 se构建。搜索 eb est tro u te th a t e va d e the r o a d with a c id ent 的策略。然后，我们已经开始使用软件来模拟第 5 次，第 5 次，第这个 issy stem 的 np lan ef 是一个 ork spr ov e dth efea ystem。在这就是论文的基础上，我们讨论了论文的应用前景，以实现 3G 移动通信技术。这项研究是关于新的 mic vehic le vig t ion s y stem t t c o m y s t i t o ，改进有效的青色 da c y y y y s 茎，使其变得更容易应用ur a ble b a ee x p e n d in go fth issy stem ‘ 功能 ·关键词：动态汽车 len a nd yna m u t e plann in time traff icin f o d i teso f u r e发件人：申请者本人郑重声明：所提交的论文是本人在导师指导下的个人研究工作和取得的研究成果。

据我所知，除文中标注和承认的地方外，论文不包含其他人或团体已发表或撰写的研究成果，也不包含获得习学位的学位。 ‘科学技术大学或其他教育机构或证书中使用的材料。与我一起工作的同志对这项研究的任何贡献都在论文中明确说明并得到承认。 >’) 论文作者署名：姚雅) 日期：沙 6、本人完全了解学校关于知识产权保护的规定，即在校学位学习期间研究生论文工作的知识产权单位隶属于西安科技大学。学校有权将论文的复印件和电子版留存并寄送国家有关部门或机构。我允许阅读和参考这篇文章。学校可将本学位论文的全部或部分内容编入相关数据库进行检索，并可通过影印、缩微打印或扫描等复印方式保存和编写本学位论文。同时，本人保证毕业后写的文章结合论文的研究课题，始终注明作者为西安科技大学。此声明适用于待解密的机密文件。论文作者署名：《熨衣指南》又名立宾念破石’ 1 引言 1. 1 研究背景 1. 1. 1 定位信息服务简介 1. 简介 定位信息服务源自英文 Base d ，也被翻译成位置信息服务或基于位置的服务。

广义的定位信息服务涵盖范围很广，只要与位置相关的内容都可以划分为定位信息服务的范围。狭义的定位信息服务主要是指移动定位信息服务，即在移动设备上提供的地理信息或位置信息等服务。位置信息服务没有非常权威的具体定义。一般来说，位置信息服务可以粗略地看成是电信的一种增值服务。它建立在移动通信网络上，通过移动通信的定位手段和地图数据库确定移动设备（用户）的位置，结合各种与位置相关的服务，形成综合服务。定位信息服务可以提供如地理信息查询、定位信息查询、路线搜索、车辆导航跟踪、紧急求助、兴趣点查询、物流配送、交通状况报告、天气预报等与位置相关的基础信息服务。 80%的人类活动都与位置有关，位置衍生的服务内容不胜枚举。从目前的技术能力和现有的移动通信设备终端用户群体来看，位置信息服务具有巨大的用户市场和巨大的发展前景。对于这样一个大规模的服务领域，高性能的技术架构是实现其大规模市场服务的基础。一个完整的定位信息服务应包括以下几部分：数据平台、移动通信网络、定位设备、定位服务平台、运营服务平台和移动信息终端。

( １）数据平台。主要包括空间数据库、黄页数据库、交通数据库等数据库。主要为定位信息服务提供与位置相关的信息内容，包括地图、地名、地址、交通状况等。各方面的信息是整个定位信息服务的主要内容。（２）移动通信网络。主要是移动信息终端与服务中心的连接环节，可以是GSM、CDPD ，未来将出现PRS、CDMA、3G等G通信网络，是定位信息服务的信息载体和信道，也是移动定位的关键组成部分。因为在基站定位方式中，主要是通过移动通信网络。（３）定位设备。主要是指基于各种移动通信网络的定位设备。现在有诺基亚的GSM、爱立信的MPS和阿尔卡特的iMLS等。主要解决从基站获取相关数据然后计算相关位置信息，接受位置请求并返回位置信息结果的问题。 (4)定位服务平台。设备获取定位信息，并将定位信息与其他相关信息结合，提供基于位置的综合信息。管理接入服务商，还包括计费套餐的计算等。

位置服务平台是整个位置信息服务的关键环节。西安科技大学硕士论文（５）运营服务平台。接入位置服务平台，获取地理信息和位置信息。运营服务平台将这些信息连同其他各种信息通过以下方式提供给用户。各种表达方式 (6) 移动信息终端 可以连接到移动通信网络的各种信息终端，包括目前的一些个人数字助理(PDA)、智能手机() e)、。 [Oil1.1.2 智能交通系统概论 [02] 智能交通系统（ITS）是一门新兴的交叉学科，旨在提高交通效率，减少交通污染等对环境的影响，提高交通安全。基于位置的服务使用户可以随时随地通过移动终端获得与移动终端用户的地理位置相关的服务。位置服务是全球最具活力的新经济增长点，具有巨大的市场潜力和应用前景。智能交通系统是在基础设施比较完善的情况下，利用信息化的交通参与者。利润驱动和智能技术通过大规模和密集的信息交换和集成，使运输的组织和管理成为可能。目标是让交通更安全、更高效，同时减少拥堵、污染和环境影响。

其本质是用服务来推动管理，让交通参与者知道他们周围发生了什么，并通过交通系统和交通参与者，在系统的最优条件下给他们更多的（服务）选择。互动，实现人、车、设施、环境、服务的“天人合一”。智能交通系统是一个新兴的交叉学科研究领域，是先进的信息处理技术、数据通信技术、电子控制技术和计算机处理技术在交通管理系统中的综合应用。和其他改善交通安全的效果。形象地说，就是让车有“大脑”，让道路“智慧”，让人、车、路紧密结合，实现和谐统一。智能车辆在路网上自由行驶车载无网络导航，智能高速公路让交通流运行在最优状态；两者相结合，使驾驶员能够很好地了解周围环境，使管理人员能够清楚地了解交通情况和所有车辆的下落；双方相互沟通，共同减少交通拥堵。 1. 1. 3 车载导航系统简介 [02] 车载自动导航系统是地理信息技术、定位技术、传感技术、信息处理技术和通信技术的交叉融合。就导航系统本身而言，它由无线通信设备、定位设备和导航仪组成，其中导航仪由导航数据库支持，实现地图匹配、路线规划、路线规划等功能。通过人机界面提供指导和信息服务。

汽车司机在驾车出行时，首先通过人机界面模块以地名、电话号码、地址、地图上的位置等形式查找目的地，并输入行车路线要求，如最短行驶距离、最佳交通条件、最低收费。路线规划模块根据驾驶员的请求，在导航数据库的支持下，计算出最优的行驶路线。在车辆行驶过程中，定位系统确定车辆当前位置，并通过地图匹配模块21将位置信息与导航地理数据库结合，通过人机动态显示在电子地图上界面。同时，路线引导系统根据预先计算好的最优路线向驾驶员发出实时行车引导，提示前方距离和转弯方向。如果驾驶员偏离规划路径，地图匹配模块会快速计算偏差并重新规划到目的地的行驶路径。在某些地区，交通管理中心可以发出动态的交通信息，汽车导航系统可以通过无线通信自动接收。如果规划路线前方出现堵车，导航系统会自动计算备选路线并提示驾驶员。改变行车路线。 [01] 早期的车载导航系统大多采用定位估计方法（如惯性传感器）。目前，车载导航系统大多使用安装在车辆上的全球定位系统（ ）。系统，GPS）来定位。

但是，天气影响、隧道和建筑物遮挡、超宽带无线通信干扰等都会影响GPS定位的效果和准确性。因此，人们采用组合的方式，即在GPS信号丢失时，采用惯性传感器或其他辅助方式进行补偿，使导航系统持续工作。 [02] 原来的汽车导航系统只是一个简单的文字提示。经过20多年的发展，目前的车载导航系统大小和厚度与字典差不多，可以提供图形和语音显示；可模拟3D驾驶环境；可与最新的多媒体设备、无线通信设备、定位设备集成。为驾驶员提供多方位的服务，已成为现代汽车的最新科技装备之一。 1. 2 传统汽车导航系统的局限性 在传统汽车导航系统中，车载终端通过接受GPS定位信号来确定车辆的当前位置，并将该位置映射到已经信息化的电子地图上。车载终端通过计算机界面选择要到达的目的地后，根据当前位置和目的地位置搜索最优路径，从而引导驾驶员驾驶，达到导航的目的。传统车载导航系统的这种运行机制决定了其在当今地理信息服务应用中的局限性。这种局限主要表现在以下几个方面：（１）传统车载导航系统中的电子地图数据是固定在车载终端上的，固化的数据很难更新，但是从目前的路况来看我国的交通状况，道路交通状况的更新速度非常快，这也导致在很多情况下，车载终端无法及时有效地获取最新的电子地图数据，从而导致导航给司机。不正确或不切实际的提示会影响导航。

( ２）传统的汽车导航系统不具备实时捕捉路况信息的能力，无法感知规划路线前方的意外交通状况。但是，道路交通的实时捕捉能力当今车载导航系统的条件是（３）传统的车载导航系统只运行在单机上，系统的所有软硬件资源都安装在车载终端上。这样的结构使得系统无法胜任。网络运行无法与其他用户和控制中心实时通信，极大地限制了车载导航系统的功能，而在分布式应用系统广泛应用的今天，车载系统的互联互通需求越来越强。以上是传统车载导航系统的应用局限。正因为这些局限，我们有理由开发一个新的本课题所讨论的车载导航系统很好地解决了传统车载导航系统的上述缺陷。 1.3 动态汽车导航系统的特点 基于1.2节提出的传统汽车导航系统的局限性，本课题讨论了一种新型动态汽车导航系统的设计；给出了这个汽车导航系统的工作。讨论了第三代移动通信技术在动态车辆导航系统交通信息采集和传输中的应用。在本专题讨论的动态车辆导航系统的设计方案中，我们利用现有的城市交通监控网络获取实时的道路交通状况信息，异常的交通状况信息将由控制中心发送给车辆——通过无线通信网络安装有需要的客户端。

车载客户端收到异常路况信息后，通知驾驶员，同时修改规划行车路线，使其避开异常路况事故点，从而实现动态导航的目的。我们通过在传统汽车导航系统中增加一些功能模块来实现这个功能。总的来说，本专题讨论的动态车辆导航系统不仅有效地弥补了 1.1 的不足。第二节提出的传统车载导航系统的局限性，还具有以下突出特点：（１）采用分布式系统架构方案，整个系统由各种分布式车载终端和固定位置的服务器终端组成分布式架构方案是目前构建大型软硬件系统最主流的架构方案，这种架构方案可以让整个系统各部分的功能清晰易维护。（２）系统使用现有的无线通信网络将车载客户端与服务连接…