车载设备系统.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,第一节,车载设备系统,机械工业出版社,第1页,概述,数字地图模块,定位模块,地图匹配单元,1,2,3,4,第2页,概述,车载系统是,ITS,设施中包括一个主要应用系统，它可采取相对低级或高级形式，具备简单或复杂功效。低级如依靠人工计算在纸质地图上确定车辆位置。,PART ONE,第3页,概述,高级则是一个复杂大系统，配有车载计算机、,GPS,接收机和各类传感器等车载设备，充分利用检测、通信、计算机、控制、,GPS,和,GIS,等当代高新技术，动态地向驾驶人提供实时交通信息和最优路径引导指令，经过对道路上车流进行诱导，从而平衡路网车流以时空上合理分配，提升道路网络运输效率，缓解和预防交通阻塞，降低空气污染。,PART ONE,第4页,一、概述,图8-1车辆定位与导航系统基本结构,第5页,数字地图数据库,包含以预定格式存放道路及其属性信息，能被计算机处理，用以提供与地图相关服务，如车辆定位、道路分类、交通限制和旅行信息等。,第6页,定位模块,此模块综合各种不一样传感器输出或使用无线测量技术来准确计算车辆位置和速度等信息，从而可推断其运行路段和将要抵达交叉口。,第7页,地图匹配单元,用于将由定位模块取得车辆位置数据定位于由地图数据库提供地图上某一位置或路径上。,第8页,路径选择单元,用于帮助驾驶人在出发前或出行中选取适当路径。这种选择传统上是基于数据库数据，即静态。,第9页,路径引导单元,它用于引导驾驶人沿着由路径选择单元选定路径顺利行驶。它由各种路径引导指令组成，需要动态、准确车辆位置信息。,第10页,人机接口界面,它用于使用户与系统进行交互，可认为文字界面、图形界面、甚至语音界面。,第11页,无线通信单元,它提供各单元模块间信息交流，尤其是可使车载系统实时接收最新路况信息，以使车辆更安全、有效地行驶。,第12页,上述各个分支单元均为实现车辆导航系统关键模块，不但要使各分系统结构合理，更要注意它们能相互配合和协调，从而使整个大系统良好地运行，满足实际要求，这就是系统工程意义所在。,第13页,二、数字地图模块,数字地图模块是包含在地图相关功效车载系统中不可分割部分，与之相关车载设备包含计算机、光盘机等部件。假如没有地图，要让驾驶人在不熟悉区域先进交做出正确路径选择是非常困难。用地图作为一个媒介，复杂信息能够比较轻易地交换。,PART TWO,第14页,1)显示地图。,2)使用一个街道地址或相关交叉口来定位一个地址或目标地。,3)计算一个旅行路径。,4)引导驾驶人沿着一个预先规划好路径行驶。,5)将由传感器得到车辆运行轨迹匹配到地图中公路网络上，方便更准确地确定车辆实际位置。,6)提供相关旅行信息如旅行指导、风景点、宾馆和餐饮信息等。,二、数字地图模块功效,第15页,3种可提供方式,1)用数字扫描仪数字化一幅纸质地图，从而可将其存放于计算机存放器内作为一个栅格编码结构数字化图像。,3)经过因特网进入相关网站，如美国3A网站、中国go2map网站等，可下载或浏览相关地域及城市电子地图。,2)将纸质地图转换为数据结构或矢量编码结构，方便存放于计算机，然后按需要功效或特征，以不一样方式展现给用户。,第16页,三、定位模块,定位模块是车辆定位与导航系统中一个关键模块，其相关车载设备包含,GPS,接收机以及其它各类传感器。为了帮助驾驶人取得车辆位置或者提供给用户适当操作指令，车辆位置都必须首先被 准确地确定。所以，取得准确和可靠车辆定位信息对于任何好车辆定位和导航系统而言都是一个基本先决条件。,PART THREE,第17页,三、定位模块,定位概念一方面是指确定一部车辆地球坐标以定位其在地球表面绝对位置，其次含义是确定车辆与重要标志性建筑或其它特征物体关系，可将其理解为相对位置。这些工作均主要由定位模块完成。基本定位技术包括传感器技术和传感器信号融合技术。,PART THREE,第18页,三、定位模块,当前，使用定位技术主要有三种，即独立计量、卫星定位和无线测量技术。航位推算是一个经典独立计量技术，而最普通卫星定位技术就是给车辆配置一个,GPS,接收器。航位推算与,GPS,技术是当前车辆定位和导航系统中最广泛应用技术，而无线测量技术应用则并不普遍。,PART THREE,第19页,三、定位模块,表8-1各种定位技术性能比较,技术,性能,航位推算（,DR）,差（长时段差，短时段优）,无线电测量,普通（150200m，能够改进）,GPS定位,很好（100300m，SA，无荫蔽）,DR+地图匹配（MM）,很好（2050m，无损耗情况）,DGPS,好（,1020m，无荫蔽情况）,GPS+DR+MM,愈加好（1550m,连续）,DGP+DR+MM,最好（,1015m，连续）,第20页,三、定位模块,因为各种限制，没有任何单个传感器能不间断提供车辆定位与导航系统所需要准确位置信息。最普通处理方法就是将若干不一样传感器信号进行“融合，以使它们互补，从而完成系统要求，所以，若干个传感器，它们相互结合，以满足总体性能要求。,PART THREE,第21页,图8-2普通定位模块,第22页,三、定位模块,由普通定位模块图所表示，它是基于许多不一样定位传感器，如,GPS,接收机，惯性陀螺等组成，因为,GPS,在高大建筑阴影下会丢失信号，所以现在普通是将其与其它信号“融合”，以确保其定位精度。,PART THREE,第23页,四、地图匹配单元,地图匹配单元在车辆定位与导航系统中直到非常主要作用，它利用数字地图使定位系统愈加可靠、准确，与之相关车载设备为计算机和各类传感器。,PART FOUR,第24页,四、地图匹配单元,为了给驾驶人提供适当“操作”指令，或将车辆准确地显示在地图，车辆位置都必须准确地确定，所以，准确车辆位置是确保系统性能良好先决条件。,第25页,四、地图匹配单元,航位推算能计算出车辆相对 另一位置行驶轨迹，车辆在方向和距离上相对于起点逐步改变被用来跟踪其位置，但不免会有积累误差，这些误差使车辆位置推算不准确，而且即使含有非常好传感器矫正和“融合”技术，不准确也是不可防止，作为这些不准确后果，实际车辆位置将与计算车辆位置不符。这些不准确性伴随行驶距离增加深入扩大，误差增加。,PART FOUR,第26页,四、地图匹配单元,为了处理这种不确定性，地图匹配单元作用就是将由“航位推算”得到车辆位置与数字地图上一个实际位置对应起来，也即当“航位推算”算出车辆在地图某一位置时，匹配单元会依据实际情况将它调整至另一个更为可能位置。这么能够消除至下一个地图匹配步骤累积误差，从而经过在系统 每个后循环中执行这个过程，就能够得到一个更为准确车辆位置信息。,PART FOUR,第27页,四、地图匹配单元,第28页,诚,一个好地图匹配算法能够极大提升定位,准确性，其道理很显著。与空中或海洋运输不一样，道路运输车辆基本上是限制在道路网络中运行，只是偶然储存停车场或其它非道路地点。这就使得使用计算机算法将车辆运行轨道与数字地图上道路信息相互匹配成为可能。,第29页,诚,一个地图匹配算法能够将基于各种传感器得到车辆位置对应到道路网络中去，其方法就是将车辆运行轨道在数字地图数据库中标明了道路网络进行比较。当然，这也就意味着假定车辆是运行在道路上，这个单元中，车辆行驶轨迹不停地与组成道路网络一系列相连路段做比较，经过模式识别和匹配过程，车辆相对于地图最可能位置就被确定。因为数字地图数据库包含道路坐标值，地图匹配位置可被用做下一个循环起点位置，从而消除位置积累误差。,第30页,地图匹配是这么一个过程，经过将车辆运行轨迹与数字地图上道路网络相对应，从而确定车辆在该地图上位置，这是一个基于软件技术，需要大量地使用存放在系统中数字地图。,第31页,谢,谢,第32页,