基于可穿戴计算机的路径规划系统研究

摘要

可穿戴计算是移动计算技术向纵深发展的高级阶段，可穿戴计算机是一种能够随使用者任意移动的新型计算机系统。可穿戴计算技术不同于传统的交互模式，它使得人和计算机成为一体，体现了人机结合与协同的新型关系，提高了人整体的交互能力和计算能力，它提供了一种无处不在的计算、无时不有的交互方式。可穿戴计算机系统不仅将使人机关系及使用计算机的方式发生变革，而且也将使人们的生活及工作方式产生重大的革命。
　　本文针对可穿戴计算机的特点，引入嵌入式GIS开发平台－eSuperMap,对其中的关键技术做了一定的研究，并对现有的最短路径算法进行了研究和分析，设计和实现了基于可穿戴计算机的路径规划系统，实现了路径规划系统的功能。本文主要介绍了系统的整体架构和功能模型、软硬件的设计与实现、路径规划算法的研究与实现。可穿戴计算机导航定位系统由GPS定位系统、电子地图、路径规划系统、可穿戴计算机等组成。定位系统接受GPS所传送的卫星信号，解析出定位信息，得到当前的即时位置，并在电子地图上标定。
　　路径规划算法归结到有向图中的最短路径问题，本文对现有路径规划算法进行了研究和比较，针对可穿戴计算机存对储空间要求要小和运行速度要求要快的特点，系统需要采用存储空间小和运算速度快的算法。系统以启发式搜索算法思想为基础，引入了启发式A*搜索算法，并定义了新的估价函数，使其能够在资源有限的可穿戴计算机上实现路径规划。这种改进后的算法相比经典A*算法可以缩小搜索空间，提高算法的效率。
　　可穿戴计算机路径规划系统的主要功能如下：
　　缩放、漫游电子地图，对电子地图的放大和缩小以及对地图的浏览；GPS定位，实现当前位置的快速定位；路径规划，利用本文的算法建立初始位置到目标位置的最短距离路径、最短时间路径。

目录

基于可穿戴计算机的路径规划系统研究

RESEARCH ON PATH PLANNING SYSTEM BASED ON WEARABLE COMPUTER

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1可穿戴计算机技术的发展及国内外研究现状

1.2.2 国内外 GIS、GPS 研究和发展状况

1.2.3最短路径算法研究现状

1.3 本文的主要研究内容和结构安排

第2章 可穿戴机路径规划系统定位相关技术

2.1 引言

2.2 GPS系统组成

2.3 GPS定位导航原理

2.4电子地图技术

2.5 可穿戴机的自动定位系统

2.6 本章小结

第3章 路径规划系统分析与设计

3.1 系统功能分析

3.1.1 GPS定位功能

3.1.2 地图浏览功能

3.1.3 路径规划功能

3.1.4 人机接口

3.1.5 系统用例图

3.2电子地图分析

3.2.1 电子地图数据

3.2.2 系统对电子地图的需求分析

3.2.3 最优路径分析

3.2.4 操作系统分析

3.3系统总体设计

3.3.1系统总体设计目标

3.3.2 系统总体构成

3.3.3系统总体模型

3.3.4系统模块

3.3.5 GIS开发平台

3.3.6路径规划系统电子地图

3.4 本章小结

第4章 路径规划技术研究

4.1引言

4.2路径规划原理

4.2.1最短路径问题

4.3 快速最优路径规划算法

4.3.1 启发式搜索算法

4.3.2基于多层地图的搜索

4.4系统算法设计

4.5 本章小结

第5章 路径规划系统的实现

5.1系统开发平台和开发工具

5.2地图浏览功能的实现

5.3 最优路径分析的实现

5.3.1最短距离路径的实现

5.3.2最短时间路径

5.4 结果在地图上的显示

5.5 本章小结

第6章 结果分析和系统演示

6.1 结果分析

6.2 系统演示

6.2.1 GPS定位信息

6.2.2 路径规划目的地和出发地

6.2.3 规划结果路径

6.3 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

致谢