汽车导航系统中地图显示的设计与实现

摘要

汽车导航系统是把GPS全球卫星定位技术、电子地图、无线通信综合在一起的高科技应用系统，是智能交通系统的重要组成部分。其主要功能是通过汽车上装载的GPS接收机接受GPS定位信号，然后将GPS信号送入导航电子计算机中，并算出汽车目前的经度、纬度等定位信息，将定位信息存入数据库，在具有强大的地理信息查询功能的电子地图上显示出来。可以实时连续地对车辆的运行轨迹进行显示和回放，并且可以实时地在导航电子地图上显示汽车的准确位置、速度、方向以及周围的详细地理环境，实现导航定位与地图查询功能的结合。因此可以有效地指导驾驶人员正确地驾驶汽车，安全、准确地达到目的地。 本文首先分析了导航系统的发展历史和国内外的研究现状。在此基础上，本文针对直接影响到当前汽车导航系统实用性的几项关键技术进行研究和开发，而不是去全面研究汽车导航系统的各个子系统。本文主要研究和实现了汽车导航系统的关键模块——地图显示子系统。该子系统是提供导航系统中地图描画的功能。它显示当前区域的电子地图。通过该地图用户能够实时直观地看到车辆的当前位置、行驶方向、最优路线、距目的地的距离，以及适时地以文字或符号的形式显示周围地理环境，从而方便驾驶。本文首先分析了导航系统的体系结构以及地图显示子系统和其他子系统的关系；然后分析了我研究的提高地图实时显示的方法，比如异步读取数据、多缓存、预先描画等。经过验证，这些方法是非常有效的。基于这些分析和子系统的功能，本文对该子系统进行了合理的体系结构设计，并且介绍了部分模块的设计要点和实现。又因该系统将作为全球的导航平台，需要考虑系统的扩展性和易复用性。基于这些要求，我们使用了面向对象和组件技术进行了地图显示子系统的开发。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究的现状

1.2.1汽车导航系统国外的研究进展

1.2.2汽车导航系统国内的研究进展

1.2.3存在的问题

1.3论文的研究内容

1.4论文的组织结构

第二章基于组件技术的嵌入式系统开发

2.1嵌入式系统

2.1.1嵌入式系统的组成及其特点

2.1.2嵌入式操作系统

2.1.3嵌入式软件

2.2软件组件概论

2.2.1软件组件模型

2.2.2软件组件技术的优点

2.2.3软件组件的实现条件

2.3 COM基本原理

2.3.1 COM(Component Object Model)

2.3.2 COM组件对象和COM接口

2.4地图显示子系统的软件组件设计和实现

2.4.1地图显示子系统的组件框架

2.4.2部分组件的功能和接口设计

2.4.3组件间的交互过程

第三章导航系统的体系结构

3.1层体系结构

3.1.1层体系结构的基本原理

3.1.2层体系结构的实现

3.2基于层体系结构的导航系统的设计

第四章地图实时显示的关键技术研究

4.1分层、分块存储和读取的显示方法

4.1.1基本思路

4.1.2方法的实现

4.2异步读取数据的方法

4.2.1异步读取数据的原理

4.2.2方法的实现

4.3预先描画技术

4.3.1预先描画技术的原理

4.4多缓冲技术

4.4.1多缓冲机制的思想

4.5多线程技术

第五章地图显示子系统的设计与实现

5.1地图显示子系统的功能分析

5.2地图显示子系统与外部模块的关系

5.3地图显示子系统的设计、实现与性能测试

5.3.1地图显示子系统的体系结构

5.3.2地图显示中的VIEWER模块

5.3.3地图显示中的DOCUMENT模块

5.3.4地图显示中的DRAWCONTROL模块

5.3.5地图的性能测试与分析

第六章总结与展望

6.1课题总结

6.2前景分析

6.2.1发达国家汽车导航市场：稳步前行

6.2.2中国汽车导航市场：启动初期

参考文献

致谢