2889.E汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中的NAVI畫面遷移部分的設(shè)計與實現(xiàn) 英文參考文獻翻譯

1、使用gis數(shù)據(jù)庫和激光掃描技術(shù)為汽車導(dǎo)航系統(tǒng)獲取道路標(biāo)記關(guān)鍵字：汽車導(dǎo)航，道路標(biāo)記，gis，激光瀏覽。摘 要現(xiàn)在的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)以地圖，圖形，以及聲音的形式提供給用戶行駛中的信息，然而他們還遠遠不能支持基于道路標(biāo)記的導(dǎo)航，而這也是對我們來說更簡單的導(dǎo)航理念,并且這也在不久要實現(xiàn)的個人導(dǎo)航系統(tǒng)中占據(jù)重要的位置。為了提供這樣的一種導(dǎo)航，第一步就要識別恰當(dāng)?shù)牡缆窐?biāo)記乍一看似乎很簡單，但是如果考慮到要把覆蓋了歐洲、北美、日本大部分地區(qū)的信息傳輸給數(shù)據(jù)庫的挑戰(zhàn)，我們就有理由自命不凡了。在這里，我們將講解從已存在的gis數(shù)據(jù)庫中獲取道路標(biāo)記的方法。因為這些數(shù)據(jù)庫大多數(shù)沒有包含建筑物的高度和視圖信息，我們將展

2、示這些信息怎樣從激光掃描數(shù)據(jù)中分離出來。1 簡介1995年在上層階級的汽車里汽車導(dǎo)航系統(tǒng)就已經(jīng)出現(xiàn)了，而且現(xiàn)在幾乎可以在任何樣式的汽車中找到導(dǎo)航系統(tǒng)。他們是相對復(fù)雜和成熟的系統(tǒng)可以以數(shù)字地圖，行駛方向圖形，以及行駛中的聲音信息提供路線導(dǎo)航?；厮?980年汽車導(dǎo)航系統(tǒng)開始興起的時候，一些大的問題都得到了解決：例如絕對位置，適合導(dǎo)航的大量地圖的提供，快速算路以及可靠的路線導(dǎo)航。然而，傳送這些信息的原始概念并沒有得到較大的改善。聲音的導(dǎo)航仍然用相對小的提示：（例如 現(xiàn)在向右轉(zhuǎn)），這只涉及到了道路分布的屬性。這不是最理想的，因為1）路線分布的特征在較大距離的時候是不可見的，這是因為司機受局限的位置以及

3、視角，2）人們最習(xí)慣的導(dǎo)航方式是通過道路標(biāo)記，也就是沿路中一系列的可識別可記憶的的圖像的提供。很明顯，作為道路標(biāo)記的建筑物的提示與聲音提示結(jié)合起來，將是導(dǎo)航發(fā)展中更人性化的一個方向，就像我們下邊討論的那樣，這將很好的集成到今天的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中去因為不意味著對系統(tǒng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的大的改動。所以，主要的問題在于識別合適的道路標(biāo)記以及估計他們對于導(dǎo)航提示的可用性。這里，我們將解釋已存的數(shù)據(jù)庫怎樣開發(fā)以解決第一個問題，而激光瀏覽數(shù)據(jù)庫將解決后一個。2 使用道路標(biāo)記的導(dǎo)航系統(tǒng)有兩種不同的路線指示來傳達導(dǎo)航信息給用戶：以描述的方式（口頭上的）或是通過描寫（路線地圖）。根據(jù)結(jié)構(gòu)和語義的內(nèi)容這兩部分是等同的，他們

4、由道路標(biāo)記、方向、動作構(gòu)成。使用道路標(biāo)記是重要的，因為他們在尋找道路的時候提供多種目的：他們可以把空間有機的組織起來，因為道路標(biāo)記是在環(huán)境中有用的信息點，他們可以通過識別要選擇的點支持導(dǎo)航，因為導(dǎo)航必須從這些點中決定要選擇的。因此，道路標(biāo)記的概念代表了環(huán)境中顯著的建筑，他們輔助用戶通過和理解這些地方。一般來講，道路標(biāo)記的提示符應(yīng)該具有特定的可視化的特征，獨特的目的或意義，或者是中心的，或者是顯著的區(qū)域。更進一步說，道路標(biāo)記可以分成三個種類：視覺上的，感覺的（聲音等），以及結(jié)構(gòu)化的道路標(biāo)記。應(yīng)用于特定物體上的這些種類越多，道路標(biāo)記就越顯示出它的優(yōu)越性。（sorrows and hirtle, 1

5、999）。這種概念為從形式上指定建筑物的道路標(biāo)記的顯著性提供了方法：道路標(biāo)記的優(yōu)勢或者吸引人之處在于它的各個組成部分：可視的魅力（例如 包括正面區(qū)域，顏色，形狀，可視性），語義的魅力（文化和歷史的重要性，直觀的標(biāo)記例如商店的標(biāo)識），以及結(jié)構(gòu)化的魅力（節(jié)點（重要的交叉口），邊界（例如鐵路軌跡和河流的分界），區(qū)域（建筑群）。這些有特性的價值結(jié)合起來對道路標(biāo)記的優(yōu)越性作了一個數(shù)量估計 。說明中用到了一項道路標(biāo)記的種類和位置的探索的研究（lovelace et al., 1999），它可以從以下四組中區(qū)分：選擇點道路標(biāo)記（在決定的地點），潛在的選擇點道路標(biāo)記（在穿越交叉口的時候），路線中的道路標(biāo)記（沿

6、著特定的路徑走但還沒做選擇），脫離路線的道路標(biāo)記（很遠但是可以在路線中看到）。這項研究中的最主要的成果表明當(dāng)?shù)讲皇煜さ沫h(huán)境中路線導(dǎo)航中使用做多的是選擇點和路線中的道路標(biāo)記。適當(dāng)?shù)牡缆窐?biāo)記的選擇取決于導(dǎo)航的環(huán)境和應(yīng)用的模式：徒步的或者開車的用戶。因而，在說明中針對這兩種用戶群有不同的研究，解決道路標(biāo)記在什么時候，為什么，以及怎樣被使用。由于不同的條件（行駛的速度，視野，任意的運行或者受道路分布的限制），針對于步行者(michon and denis, 2001, lovelace et al.,1999, winter, 2002)和駕車者 (burnett, 1998, burnettet a

7、l., 2001) 的研究已經(jīng)有人承擔(dān)了。這項研究揭示了好的標(biāo)記點的一些根本的因素在設(shè)計路線引導(dǎo)系統(tǒng)的時候應(yīng)該被考慮到。這些重要的因素包括道路標(biāo)記的永久性，唯一性和可視性。3 汽車導(dǎo)航系統(tǒng)3.1 汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的組成汽車的位置是通過結(jié)合一些信號的方式?jīng)Q定的，這些信號是來自接收器，角速度傳感器和車輪速信號。由于通過給出的汽車絕對位置很可能是錯誤的，尤其是在濃密的建筑物聚集地帶，所以為了適合數(shù)字地圖就需要對此進行校正，這些數(shù)據(jù)地圖現(xiàn)今經(jīng)常是從一個隨身攜帶的很大的存儲庫中取得的，例如，或。這個過程被稱作是地圖的匹配，并且這是根據(jù)在地圖中同時地追蹤幾個可能位置的多路徑匹配方式來實現(xiàn)的?？偠灾M管工作

8、很長時間后會產(chǎn)生儲運損耗，這個配置還是十分精確和可靠的。一個很重要的模塊是路徑引導(dǎo)模塊，它將提供一個已經(jīng)安排好的列表，這個列表記錄的是引導(dǎo)的行使路線兩側(cè)的信息和與地圖匹配的當(dāng)前位置周邊的信息。從那里，將決定什么時候發(fā)給用戶相關(guān)的引導(dǎo)信息。針對自然的語言提示，可分成“提前提示”（例如：繼續(xù)右行或準(zhǔn)備右轉(zhuǎn)）和“立即提示”（例如：現(xiàn)在右轉(zhuǎn)）。當(dāng)在有路標(biāo)的汽車導(dǎo)航中，就不得不考慮要提供這些關(guān)于路標(biāo)的功能。路標(biāo)僅僅是針對駕駛提示有用的，它們是在能看得見的距離當(dāng)前位置充分遠的時候出現(xiàn)的，并且當(dāng)用戶在接近這個路標(biāo)這段時間內(nèi)是不會消失的。3.2數(shù)據(jù)地圖汽車導(dǎo)航系統(tǒng)使用的地圖不僅包含幾何學(xué)和道路網(wǎng)絡(luò)的連接性而且

9、包含了大量的關(guān)于物體，屬性和關(guān)系的附加信息。一個好的觀點能夠從歐洲的標(biāo)準(zhǔn)獲得，舉例來說，（年月的地理數(shù)據(jù)文件），其中包括了博物館，戲院，文化中心和市政廳等的信息。地圖數(shù)據(jù)是被諸如電子地圖的地圖數(shù)據(jù)庫廠商獲得并通過交換的方式提供給汽車導(dǎo)航系統(tǒng)生產(chǎn)商的（例如）。在那里，它被轉(zhuǎn)換到最后在地圖激光唱碟或數(shù)字化視頻光上被發(fā)現(xiàn)的專有格式。數(shù)據(jù)必須從一種描述形式轉(zhuǎn)換成被汽車導(dǎo)航系統(tǒng)支援的另一種被特殊化的形式，這轉(zhuǎn)變是高度非凡的。時常，結(jié)構(gòu)和價值被這個轉(zhuǎn)換過程預(yù)先計算了，目的是為了要減輕航行系統(tǒng)的在線資源 , 例如帶寬和時間。這個模塊的其中一部分也是為每個十字路口產(chǎn)生一個點陣式，目的是描述所有的可能轉(zhuǎn)向的組合

10、。在汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中使用了眾所周知的箭頭符號來標(biāo)識，這就需要所有道路的十字路口的交匯情況將被存儲。在轉(zhuǎn)向過程中，對于帶有路標(biāo)的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的附加信息會被完整化。在本文中，概括說明了是怎樣通過與地圖數(shù)據(jù)和激光掃描數(shù)據(jù)結(jié)合來確定道路幾何圖形的適合的路標(biāo)，重要的一點是那些附加的數(shù)據(jù)信息僅僅在這個轉(zhuǎn)換過程中被使用。在那之后，僅僅是基于路標(biāo)的行使指示還存在，這些是行使指示可能在一種非常緊湊的形式下被編碼，并且要與每一個十字路口各自的已被存儲在專有地圖格式的數(shù)據(jù)信息相協(xié)調(diào)。因此，路標(biāo)技術(shù)的整合沒有在現(xiàn)在的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中造成障礙，這些主要問題是來自那些用自動或半自動方法的指令中的。4 激光掃描和城市模型在二十

11、世紀九十年代，靠空氣傳播的激光掃描作為獲得表面的模型的新方法變得可用。隨后，掃描系統(tǒng)提高了并且指引全球范圍也因為足夠的精度變得可行。今天，靠空氣傳播的激光掃描是一項成熟的技術(shù)為大多數(shù)公司提供系統(tǒng)和服務(wù)。掃描很大的區(qū)域是可能的，例如整個荷蘭已經(jīng)被掃描過了，德國的baden-wurttemberg州也正在進行掃描，他們中每一個的面積都超過了30平方千米。天線激光掃描機直接地生產(chǎn)地球的表面密集的點云 (baltsavias et al。,1999). 他們對獲得密集的都市區(qū)域的數(shù)傳表面模型 (dsms) 是特別地適當(dāng)?shù)? 如同他們保存跳躍邊緣一樣相當(dāng)好。 大多數(shù)的系統(tǒng)能夠測量不只有高度, 也有反射系數(shù), 和首先,最后的或多樣的回行脈沖,他們允許分開樹形天篷和地面。 (kraus 和 rieger,1999)主要的問題是怎樣從激光掃描數(shù)據(jù)組中獲取關(guān)于人造結(jié)構(gòu)的符號信息，可能和天空的或陸地的圖像聯(lián)合。尤其, 自動機械世代的城市模型是而且仍然是一個強烈的研究領(lǐng)域, 這個討論是超過本文的范圍的。 在這一問題上，讀者可以咨詢“ascona 工作室”的優(yōu)秀的成果。 (grun et al., 1995, grun et al., 1997,baltsavias et al., 2001).然而，實質(zhì)性研究努力還是很必要的直到高度自動化的物體獲取系統(tǒng)可以可靠地工作。另一方