基于Windows CE的车载自主导航关键技术的研究与实现

论文摘要

车辆自主导航系统是智能交通系统的重要组成部分,其主要功能是借助于电子地图为驾驶员实时提供车辆位置、速度、方向以及周围地理环境等信息,以指导驾驶员快速、安全、准确地到达目的地。本文介绍了车辆自主导航系统的基础理论,针对自主导航的特点,采用嵌入式GIS开发组件—MapX Mobile,分析了系统开发工具Embeded VC++4.0及Windows CE平台的编程特点,同时给出了系统软件平台的搭建过程。基于Windows CE的平台上对自主导航软件进行开发,提取电子地图的相关信息,构建城市道路网的拓扑结构,并对地图匹配和路径规划的关键技术进行了深入研究。在基本的垂直投影匹配法基础上提出了基于模糊逻辑的地图匹配算法,引入车辆的位置信息和方向信息并进行融合,对候选道路进行挑选,实验结果表明,提出的方法能够识别出车辆所在的道路,方法是有效的。引入了启发式搜索算法--A*算法,确定了适合问题求解的估价函数一方向优先搜索,使搜索效率较经典最短路径算法有了大幅提高,以适应GIS的大量数据以及资源有限的嵌入式设备。对经典Dijkstra算法和A*算法在算法性能上进行了比较,证明了启发式算法提高了搜索效率。针对各种交通信息的实时更新,提出了最优代价模型以实现真正的最优路径规划。最后给出了路径规划系统的实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的背景及意义
• 1.2 国内外相关行业现状与发展
• 1.3 论文主要研究内容与结构
• 第2章 导航系统功能分析及软件平台搭建
• 2.1 系统功能分析
• 2.1.1 地图浏览功能
• 2.1.2 地图匹配功能
• 2.1.3 路径规划功能
• 2.2 GIS开发方式
• 2.3 系统开发环境
• 2.3.1 基于Windows CE.Net的Pocket PC平台
• 2.3.2 开发工具EVC 4.0
• 2.3.3 EVC中的模拟器
• 2.3.4 EVC中的远程调试工具
• 2.4 WINDOWS CE下编程
• 2.5 系统软件平台搭建
• 2.6 本章小结
• 第3章 电子地图及道路网拓扑结构的构建
• 3.1 MAPINFO简介
• 3.1.1 MapInfo空间数据的拓扑关系模型
• 3.1.2 MapInfo文件格式与数据组织
• 3.2 MAPX MOBILE简介
• 3.2.1 MapX Mobile的数据结构
• 3.2.2 MapX Mobile的对象模型结构
• 3.3 关于电子地图的操作
• 3.3.1 地图的调用
• 3.3.2 地图标准工具
• 3.3.3 地图的编辑
• 3.4 城市路网的矢量地图表达
• 3.5 城市路网拓扑结构的提取和构建
• 3.5.1 路网拓扑结构建立分析
• 3.5.2 交换格式文件.Mif和.Mid
• 3.5.3 拓扑关系建立的基本过程
• 3.6 本章小结
• 第4章 地图匹配算法设计与实现
• 4.1 地图匹配概述
• 4.1.1 地图匹配目的及意义
• 4.1.2 地图匹配问题的描述
• 4.1.3 地图匹配的基本原理
• 4.2 地图匹配的算法
• 4.2.1 模糊模式识别
• 4.2.2 基于模糊逻辑的匹配算法
• 4.2.3 参数的优化
• 4.2.4 投影法匹配
• 4.3 定位结果的修正
• 4.4 匹配效果分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 路径规划算法设计与实现
• 5.1 传统最短路径算法
• 5.1.1 Dijkstra算法
• 5.1.2 Floyd算法
• 5.2 启发式搜索算法
• 5.2.1 A*算法
• 5.2.2 A*算法程序编写原理
• 5.2.3 A*算法的确定
• 5.3 交通阻塞状况处理
• 5.4 最优代价模型
• 5.5 实验及结果分析比较
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢