车载导航系统的研究现状及未来发展车载导航系统的研究现状及未来发展
介绍了车载导航系统的发展历程、实现功能和实际应用中存在的突出问题。对基于实时交通信息的动态车载导
航系统的结构组成、功能实现及两种系统的区别进行了重点介绍,最后对动态车载导航的未来研究做了展望,并
提出了动态车载导航系统的建设思路。
摘摘 要:要: 介绍了
关键词:关键词:车载导航系统;
随着城市规模不断扩大,机动车辆日益增多,城市交通面临着道路堵塞、事故频发、能源浪费和环境污染等迫切需要解决
的现实问题,智能交通系统ITS(Intelligent Transport System)就是在这样一个背景下应运而生并成为当今的研究热点[1]。车载
导航系统作为ITS的重要组成部分,国内在相关技术研究领域取得了丰硕成果,市场车载导航产品逐渐普及。但相关技术水平
距真正解决实际城市交通问题还存在较大差距,对其进行深入研究具有十分重要的现实意义。
1 车载导航系统研究发展概述车载导航系统研究发展概述
车载导航系统是把先进的全球卫星定位技术GPS(Global Position Technology)、地理信息技术GIS(Geometry Information
System)、现代移动通信技术、数据库技术、多媒体技术和嵌入式技术等综合在一起的高科技系统[2]。其普及和推广是伴随着
GPS系统的发展而出现的。车载导航设备在上世纪80年代问世,90年代初期真正进入市场,其发展过程大致可以分为三代
[3]。
第一代车载导航系统中CD-ROM存储数字地图,通过GPS定位技术及地图匹配技术可实现车辆在电子地图中的自定位,并
显示在电子地图上。
第二代车载导航在第一代导航系统基础上增加了路径规划与导航、语音诱导及静态信息查询等功能。
第三代车载导航广泛应用现代无线通信技术及多媒体技术,实现实时动态车载导航功能,还可以通过技术手段实现监控、
求助救援、交通路网调控等功能,充分发挥了交通基础设施效能。代表第三代车辆导航技术最高水平的日本,利用车载导航系
统VICS(Vehicle Information and Communication System),已经实现了几乎全部城市道路的信息实时发布,车载导航系统会根
据道路信息实时调整行驶路线[4]。
随着计算机技术和通信技术的不断进步,可以预见第四代车载导航系统将更加智能化、个性化,人将从驾驶行为中解放出
来,实现车辆的智能识别与自动驾驶,真正意义上解决城市交通带来的诸多社会问题。
相比而言,国内在相关领域的研究起步较晚,但对第二代车载导航系统的相关技术应用已相当成熟,相关车辆导航产品也
逐渐普及。第三代动态车载导航系统关键技术已成为国内相关科研单位及院校的研究热点。
2 当前车载导航系统的应用及存在问题当前车载导航系统的应用及存在问题
2.1 车载导航系统分类及基本功能车载导航系统分类及基本功能
车载导航系统按不同标准有不同的分类。从实现导航功能的角度主要分为两类:一类是
国内市场成熟应用的车载导航产品基本都能实现以下功能:车辆自定位与地图匹配、静态路径规划与导航、静态信息查
询、实时路况信息接收(TMC电台交通频道)以及其他娱乐休闲等功能[7-8]。
2.2 现实应用中存在的突出问题现实应用中存在的突出问题
由于对车辆导航的研究起步较晚,国内智能交通系统的建设还处于初级阶段,要实现用动态导航技术解决日益突出的城市
交通问题,还面临诸多亟需解决的技术难题。当前国内导航产品在功能应用中尚不能满足以下需求:(1)路径规划还处于静态
层次,只能提供“地图服务”,不能满足人们要求根据实时路况信息进行动态导航的需求。(2)用户只能通过交通信息频道TMC
电台广播或路标等手段来获取实时路况信息,只能实现单向信息的被动接收,不能根据个人需要查询实时路况、旅行和生活等
实用信息,无线通信技术应用的不足极大地影响了动态导航功能的实现及个性化服务的拓展。(3)导航电子地图还面临诸多问
题,如电子地图行业标准还不够统一,无论是二维还是三维电子地图基本上都是静态地图,更新周期时间长,不能匹配城市交
通建设更新和交通管制变化的速度,实现性差[9]。
2.3解决方法解决方法
第三代移动通信技术已成熟,相比GSM、GPRS等无线通信技术,可为车载导航系统提供更加快速、高效、可靠的数据无
线传输信道。可提供方便控制信息中心与用户间信息交互的手段,也可提供更加多元、更加个性化的拓展服务以满足市场需
求;统一导航电子地图规范标准,可通过整合优化电子地图行业各方面资源,尽可能缩短地图数据更新时间,实现以升级包的
形式通过无线网络供用户实时增量更新[9]。重点攻关解决包括实时路况信息采集与数据融合、路段交通流参数预测以及基于
预测信息的路径优化算法等关键技术,则实现实时动态导航功能将指日可待。
3 动态车载导航系统动态车载导航系统
动态车辆导航系统相比当前市场车载导航系统,最大的区别就是它能为用户提供实时可靠的动态车辆诱导功能,具备用户