基于航迹推算的地图匹配算法的设计与实现

论文摘要

随着生产力的提高,经济社会的进步,车辆已经成为日益普及的交通工具。随之而来的问题就是,交通拥堵现象明显,交通事故频生。如何合理有效地提高道路的利用效率,从而缓解交通拥堵现象,降低交通事故发生率已经成为人们面临的严峻问题之一。车辆导航系统VNS （Vehicle Navigation System）作为智能交通系统的子系统之一,将全球定位系统GPS （Global Positioning System）、地理信息系统GIS （Geographic Information System）和计算机应用技术结合在一起,为人类提供便捷的车辆导航服务的同时,也为缓解交通拥堵和降低交通事故的发生率贡献着一份力量。因此,车辆导航系统的性能也越来越受到人们的关注。车辆导航系统的主要功能是要为用户实时地显示车辆在电子地图中的正确位置并且能够提供引导行车路线等导航服务。正确地显示车辆位置与引导行车路线只有当导航系统利用地图匹配算法正确计算并输出可靠的车辆位置之后,才成为可能。因此,一个好的地图匹配算法是保证车辆导航系统性能的基础。本文在对地图匹配算法研究现状的调查和分析之后,以探求在各种道路情况下都能够对车辆位置进行及时与准确地道路匹配的地图匹配算法为目的,对基于航迹推算的地图匹配算法展开了研究,并且详细研究了基于航迹推算的广域地图匹配算法和基于航迹推算的局域地图匹配算法。然后对算法模块进行了详细设计,并在VC++6.0上进行了实现。最后,在现有的条件下,通过对算法在不同路况下匹配效果的测试分析,得出了基于航迹推算的地图匹配算法的匹配准确率较高,及时性较好,匹配结果可靠性较强的结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究地图匹配算法的背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 地图匹配算法研究现状及分析
• 1.3 本文主要工作
• 第2章 车辆导航系统简介
• 2.1 GPS简介
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 GPS定位原理
• 2.1.3 GPS误差分析
• 2.2 GIS简介
• 2.3 电子地图
• 2.3.1 电子地图简介
• 2.3.2 电子地图包含的信息
• 2.4 导航常用传感器简介
• 2.4.1 距离传感器
• 2.4.2 方位传感器
• 2.5 地图匹配
• 2.5.1 地图匹配的定义
• 2.5.2 地图匹配算法在导航系统中的基础地位与重要作用
• 2.5.3 常用地图匹配算法简介
• 本章小结
• 第3章 基于航迹推算的地图匹配算法研究
• 3.1 航迹推算原理应用于地图匹配算法的可行性分析
• 3.1.1 航迹推算的基本原理
• 3.1.2 地图匹配算法的基本思想
• 3.1.3 航迹推算思想应用于地图匹配算法的切合性分析
• 3.2 基于航迹推算的地图匹配算法的基本思想
• 3.3 基于航迹推算的广域地图匹配算法研究
• 3.3.1 广域地图匹配算法的基本思想
• 3.3.2 广域地图匹配算法分析
• 3.4 基于航迹推算的局域地图匹配算法研究
• 3.4.1 基于航迹推算的局域地图匹配的基本思想
• 3.4.2 特殊情况的算法分析
• 本章小结
• 第4章 基于航迹推算的地图匹配算法的设计与实现
• 4.1 地图匹配模块的总体设计
• 4.2 地图匹配模块的详细设计与实现
• 4.2.1 地图匹配主任务控制模块
• 4.2.2 系统事件与接口管理模块
• 4.2.3 广域地图匹配模块
• 4.2.4 局域地图匹配模块
• 本章小结
• 第5章 基于航迹推算的地图匹配算法的性能分析
• 5.1 分析工具介绍
• 5.1.1 LOG回放工具（MM-VIEWER）
• 5.1.2 LOG传送工具（LOGSENDER）
• 5.1.3 LOG文件格式
• 5.2 性能测试
• 5.2.1 道路分类
• 5.2.2 模拟测试
• 5.3 测试结果分析
• 5.3.1 内存使用情况
• 5.3.2 及时性分析
• 5.3.3 准确性分析
• 本章小结
• 第6章 算法改进设想
• 6.1 误匹配原因分析
• 6.2 改进方法探索
• 第7章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢