汽車導航系統(tǒng)

1、車載導航系統(tǒng)車載導航系統(tǒng)是近十年來新起的一種汽車駕駛輔助設(shè)備，駕駛者只要通過檢索設(shè)定或輸入的目的地，車載導航系統(tǒng)就會根據(jù)電子地圖自動計算出最合適的路線，并在車輛行駛中通過語音提示、圖像顯示等方法指示駕駛員按照計算的路線行駛，準確的掌握前往目的地的路線。車載導航系統(tǒng)具有GPS全球衛(wèi)星系統(tǒng)定位功能，方便我們在駕駛時隨地知曉自己的確切位置。車載導航技術(shù)誕生于上個世紀后期，主要功能包括汽車的位置的定位，目的信息提供以及路徑引導，以及良好的易操作性。在經(jīng)歷了一段走向成熟的過程之后，逐步推向市場。尤其進入新世紀以來，車輛不斷增多，道路狀況日漸復雜，這就對導航技術(shù)產(chǎn)生了巨大的市場需求，因而推動導航技術(shù)取得了

2、長足的進展。具有全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)功能，讓您在駕駛汽車時隨時隨地知曉自己的確切位置。車載導航具有的自動語音導航、最佳路徑搜索等功能讓您一路捷徑、暢行無阻，集成的辦公、娛樂功能讓您輕松行駛高效出行！實現(xiàn)實時位置測定具有自動檢索與圖像放大等功能自動修正車輛位置交通行業(yè)控制管理的重要組成部分車載導航系統(tǒng)的分類車載導航綜合系統(tǒng)汽車開口與閉環(huán)導航系統(tǒng)無引導功能的導航系統(tǒng)內(nèi)部信息導航行駛系統(tǒng)地磁導航系統(tǒng)慣性導航系統(tǒng)無線電導航系統(tǒng)。汽車電子導航系統(tǒng)，必須在地圖畫面上表示出對車輛正確的測定位置。位置的測定方法有：1)自行定位法所謂的自行定位系統(tǒng)是利用在汽車上安裝的角速度傳感器(陀螺傳感器)和車速傳感器。以檢測出

3、汽車的行駛軌跡和車輛位置的檢測方法。但自行定位方法如果遇到象渡輪等方式進行移動車輛后，就不能完全正確檢測出車輛的實際位置而必須對其位置進行修正。2)GPS全球衛(wèi)星定位法利用衛(wèi)星所發(fā)出的電磁波檢測出車輛的位置。電波導航在信號接收不到時將無法檢測出車輛的位置。3)復式定位法復式定位法是以自定位與衛(wèi)星全球定位兩種方式相組合即復式定位方式。即使在無法接收衛(wèi)星信號時車輛也能自行定位導航。4)地圖匹配法通過比較復式定位方法算出的經(jīng)緯度、方位、車輛行駛軌跡和存放在地圖里的道路數(shù)據(jù)，推定車輛正在行駛的道路位置，以期求得更加準確的車輛現(xiàn)在位置的技術(shù)?，F(xiàn)代導航系統(tǒng)大多使用地圖匹配法。電子地圖顯示功能電子地圖上顯示

4、的內(nèi)容包括，地圖背景，自車位置，引導路線，標記點，用戶自定義標記點，比例尺，地圖方位，到著時間，殘余距離，走行軌跡等。導航功能用戶在電子地圖上指定目的地后，給出目的地和當前車輛位置的連線，并給出合適的到達目的地的最佳路徑，以醒目的顏色顯示，并根據(jù)汽車新位置不斷修正以上顯示；用戶還可以根據(jù)自己得喜好選擇各種路線條件，如推薦，距離優(yōu)先，一般道優(yōu)先，道幅優(yōu)先等。查詢功能可以通過住址、設(shè)施名稱、拼音等進行檢索地圖中各單元的信息。以便設(shè)定為目的地或或經(jīng)由地或進行其他操作，還可以查看引導道路情況及標記點周邊情況等。多媒體功能隨著導航技術(shù)的日益成熟化，導航儀上的功能也日益多元化。不僅僅起到導航的功能，更增加

5、了電視、/、等多媒體功能，讓用戶在開車的時候能充分享受到導航系統(tǒng)帶來的駕駛樂趣。衛(wèi)星信號信號接收信號處理地圖數(shù)據(jù)庫汽車GPSGPS導航系統(tǒng)組成導航系統(tǒng)由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶設(shè)備部分組成?？臻g部分使用顆高度約的衛(wèi)星組成衛(wèi)星座，顆衛(wèi)星分布在六個等間隔軌道上，軌道面相對赤道面的傾角為每個軌道面上有顆衛(wèi)星，衛(wèi)星軌道為圓形，運行周期為小時分，這樣的衛(wèi)星分布，可保證全球任何地區(qū)、任何時刻有不少于顆衛(wèi)星以供觀測。（）地面監(jiān)控部分包括四個監(jiān)控站、一個主站和注入站，全部位于美國境內(nèi)，監(jiān)控部分的主要任務(wù)是監(jiān)測每顆衛(wèi)星的運行情況，并通過注入站及時修正衛(wèi)星的有關(guān)參數(shù)，以保證整個系統(tǒng)能正常運行。（）用戶設(shè)備部分

6、主要是接收機，它接收衛(wèi)星發(fā)射的信號，根據(jù)導航電文提供衛(wèi)星位置和鐘差改正信息計算用戶的位置。0000衛(wèi)星導航系統(tǒng)是隨著空間技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種空間基準的無線電導航系統(tǒng)。導航衛(wèi)星在圍繞圓形軌道運動時，發(fā)出事先決定的圖像信息。接受側(cè)根據(jù)衛(wèi)星發(fā)出信號至接收到其反射信號的滯后時間，算出接收側(cè)與衛(wèi)星的距離R以這個距離為半徑，以衛(wèi)星為圓心，就形成一個球面。當接收側(cè)同時知道三顆導航衛(wèi)星的距離時，就可形成三個球面，三個球面的交點就是接收側(cè)的位置，也就是汽車的位置。電子地圖電子地圖是現(xiàn)代車載導航系統(tǒng)中的最基本的也是最重要的部件之一。在早期電子地圖只是單一的用作地圖使用并無引導作用。隨著科技的發(fā)展，電子地圖結(jié)合技

7、術(shù)、傳感器技術(shù)等的發(fā)展，在各種先進的導航技術(shù)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，上述分類中絕大部分車載導航系統(tǒng)中都包括有電子地圖。電子地圖包括道路、地名以及各種設(shè)施。除了顯示本車位置和方向外，導航信息還有已行駛軌跡、當時位置到目的地的方向和直線距離。駕駛員可通過按鍵輸入本車位置和目的地、縮放地圖的比例尺，或者選擇顯示數(shù)據(jù)庫中的任意區(qū)域的地圖。各種比例尺的地圖顯示和車輛定位是電子地圖的關(guān)鍵技術(shù)。隨著電腦技術(shù)的發(fā)展和普及，導航電子地圖在人類活動中將具有深遠的意義和廣泛的前景。目前世界上應(yīng)用較多的是自主導航其主要特征是每套車載導航設(shè)備都自帶電子地圖定位和導航功能全部由車載設(shè)備完成。它的工作過程主要有以下幾個步驟：行駛路

8、線的計算用戶輸入目的地行駛中的導航汽車GPS導航系統(tǒng)汽車導航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要由接收天線、接收機、導航計算機、可視顯示器以及位置檢測裝置絕對位置檢測和相對位置檢測等組成。系統(tǒng)根據(jù)不同的位置進行分類檢測，絕對位置的檢測采用全球定位系統(tǒng)，相對位置的檢測采用方向傳感器如地磁傳感器、光纖陀螺儀，并利用車輪轉(zhuǎn)速傳感器測量車輛行駛距離。傳感器（）羅盤傳感器。它是一個雙線圈發(fā)電機型地磁矢量傳感器，由一個勵磁線圈和兩個垂直的線圈纏繞在具有高磁通率的圓環(huán)磁鐵上組成。通過檢測地球的磁場確定汽車的絕對行駛方向。（）車速傳感器。車速傳感器可采用與系統(tǒng)相同的輪速傳感器。汽車轉(zhuǎn)彎方向上的變化可以通過左右車輪轉(zhuǎn)速傳感器的輸出脈

9、沖差進行檢測。（）陀螺儀。在導航系統(tǒng)中通常使用陀螺儀測定汽車轉(zhuǎn)彎角速度是確定汽車行駛方向的另一種方法。氣流陀螺儀。它是利用氮氣的慣性檢測方向，而不是利用地磁。密封在容器內(nèi)的氮氣在壓電振子循環(huán)壓縮機的作用下，在容器內(nèi)循環(huán)。當汽車直線行駛時，氮氣使兩根熱線均勻冷卻，故兩根熱線溫度相等。一旦汽車改變方向，氮氣流由于本身的慣性而過分偏向一側(cè)，使固定在汽車上的檢測器的兩熱線冷卻程度不等，結(jié)果產(chǎn)生溫度差，并以電位差的形式表現(xiàn)。由于兩熱線構(gòu)成電橋電路，故該輸出電壓兩點間的電位差與汽車的偏轉(zhuǎn)率成正比。光纖陀螺儀。光從光纖線圈點入射，經(jīng)向左向右兩個方向回轉(zhuǎn)傳播，光程相同時兩方向同時經(jīng)過一個周期到達輸出的點。當光

10、纖線圈向右旋轉(zhuǎn)的角速度為3,則從點入射的同一周期左右方向傳播的光程不同，右回轉(zhuǎn)比左回轉(zhuǎn)傳播光程長，兩者相差一定角度。在原輸出點測量兩方向傳到的光相位不同，測定兩個光干涉的強度，可以確定兩方向光的傳播時間差相位差，從而計算出光纖線圈汽車的轉(zhuǎn)向角速度3。LCD顯示器平板顯示器發(fā)展趨勢表明，薄膜晶體管有源矩陣液晶顯示器是一個發(fā)展方向，因為它的每個像素都配置一個半導體開關(guān)器件來驅(qū)動，從而實現(xiàn)了高亮度視頻圖像顯示，具有對比度好、掃描線多、視角寬、低反射等優(yōu)點。日本已把三基色制定為導航用標準顯示器。CD-ROM驅(qū)動器為使驅(qū)動器更快地從光盤上讀取數(shù)據(jù)，快速送進行處理，縮短畫面上頻繁顯示執(zhí)行程序的時間和讀取數(shù)

11、據(jù)的等待時間，這里選取倍速的驅(qū)動器。這樣可使顯示效果的不連續(xù)性得到平滑，也保持了聲音和圖像的同步。RF調(diào)制解調(diào)器和RF天線使用調(diào)制解調(diào)器和天線接收主控中心發(fā)出的信息，同時可反控汽車，實現(xiàn)動態(tài)導航。通過調(diào)制解調(diào)器建立與交通信息系統(tǒng)的聯(lián)系，得到交通堵塞、道路障礙、施工、停車場情況以及交通規(guī)則變化等實時交通信息，使駕駛員作出快速反應(yīng)，解決城市交通堵塞問題。GPS信號接收機信號接收機的結(jié)構(gòu)如圖所示，主要由天線單元和接收單元兩部分組成。（）天線單元。天線單元由接收天線和前置放大器兩個部件組成，信號接收機一般采用全向振子天線、小型螺旋天線和微帶天線。（）接收單元。接收單元主要包括以下部件：信號波道。存儲器

12、。計算與顯控裝置。導航計算機導航計算機能根據(jù)全球定位接收系統(tǒng)接收到的衛(wèi)星信號和裝在車上的傳感器輸入信號及存儲器中的地圖數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算處理后，再進行綜合的圖像協(xié)調(diào)，然后通過顯示器將地圖顯示在其屏幕上，并以閃光的標志表示汽車的實時位置；而且還能指示應(yīng)該行駛的方向，并不斷顯示出目前到達目的地的距離。通過檢索鍵還能很方便地找到要去的目的地和最佳的行駛路線。為滿足車載導航高精度快速數(shù)據(jù)處理的要求，對導航計算機的應(yīng)選擇或的嵌入式實時操作的。因為嵌入式適合于過程控制如實時操作處理，尤其正在興起的仿結(jié)構(gòu)的嵌入式微處理器，它除具有嵌入式過程控制外還具有機的豐富軟件支持，這對于高速行駛的汽車快速處理數(shù)據(jù)是非常適用的。自律導航當汽車行駛在地下隧道、高層樓群、高架橋下、高山群間、密集森林等地段與衛(wèi)星失去聯(lián)系、中斷信號的瞬間，機內(nèi)可自動導人自律導航系統(tǒng)。此時車速傳