車(chē)載導(dǎo)航電子地圖

車(chē)載導(dǎo)航電子地圖升勢(shì)公司介紹公司介紹聯(lián)系我們聯(lián)系我們技術(shù)支持技術(shù)支持企業(yè)郵箱企業(yè)郵箱行業(yè)新聞行業(yè)新聞精品推薦精品推薦專(zhuān)家論壇專(zhuān)家論壇產(chǎn)品介紹產(chǎn)品介紹安全防范常識(shí)安全防范常識(shí)安防知識(shí)匯集安防知識(shí)匯集無(wú)線定位無(wú)線定位數(shù)字錄像機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介數(shù)字錄像機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介智能化住宅小區(qū)概述智能化住宅小區(qū)概述小區(qū)智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)小區(qū)智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能化系統(tǒng)配置要求智能化系統(tǒng)配置要求驅(qū)動(dòng)下載驅(qū)動(dòng)下載威達(dá)通告威達(dá)通告服務(wù)聯(lián)絡(luò)服務(wù)聯(lián)絡(luò)無(wú)線定位車(chē)載導(dǎo)航電子地圖走向標(biāo)準(zhǔn)化何為車(chē)載導(dǎo)航電子地圖?導(dǎo)航用電子地圖在整個(gè)車(chē)輛導(dǎo)航應(yīng)用體系中起到核心的作用，針對(duì)不同導(dǎo)航應(yīng)用往往會(huì)采用不同規(guī)格的電子地圖。通常電子地圖由記錄實(shí)際地物的地理數(shù)據(jù)和與實(shí)際地物相關(guān)的標(biāo)識(shí)、整飾信息以及各類(lèi)附加信息組成。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，電子地圖的選用也是不同的。1．電子地圖的構(gòu)成電子地圖主要由道路形狀數(shù)據(jù)、背景數(shù)據(jù)、拓?fù)鋽?shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)構(gòu)成，它們之間緊密銜接，共同為車(chē)輛導(dǎo)航應(yīng)用提供服務(wù)。道路形狀數(shù)據(jù)主要記錄與道路相關(guān)的精確地理位置、路面形狀、道路隔離帶、相應(yīng)的附屬設(shè)施等。它必須準(zhǔn)確如實(shí)地反映真實(shí)世界的具體情況，為其他類(lèi)型的數(shù)據(jù)提供空間基礎(chǔ)，是電子地圖與客觀世界和各種導(dǎo)航應(yīng)用功能相聯(lián)系的紐帶。背景數(shù)據(jù)既包括了植被、水系、行政區(qū)劃、面狀公共場(chǎng)所等現(xiàn)實(shí)意義上的背景信息，也包括各類(lèi)與智能導(dǎo)航相關(guān)的實(shí)時(shí)交通信息。背景信息的提供優(yōu)化了地圖的顯示，滿(mǎn)足了實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)路徑分析的需要。拓?fù)鋽?shù)據(jù)定義了電子地圖中各種地物間的相互關(guān)系，包括拓?fù)渎?lián)接、拓?fù)湎噜彙⑼負(fù)浒?。拓?fù)鋽?shù)據(jù)的定義使電子地圖中的各類(lèi)數(shù)據(jù)在內(nèi)涵上有了關(guān)聯(lián)，使地圖數(shù)據(jù)在語(yǔ)義和概念上更加完整，也更符合客觀現(xiàn)實(shí)，為電子地圖數(shù)據(jù)自身完備性檢查、網(wǎng)絡(luò)路徑分析和實(shí)現(xiàn)交通信息處理提供了便利。屬性數(shù)據(jù)記錄各類(lèi)地物除位置信息以外的數(shù)據(jù)。根據(jù)針對(duì)的地物不同，屬性數(shù)據(jù)的組織結(jié)構(gòu)也不盡相同。例如，POI(信息點(diǎn))的屬性中常包括名稱(chēng)、地址、電話(huà)、網(wǎng)址等，而針對(duì)道路的屬性數(shù)據(jù)則要記錄道路名稱(chēng)、道面寬度、車(chē)道數(shù)據(jù)、通行級(jí)別等。隨著導(dǎo)航應(yīng)用需求的不斷擴(kuò)展，對(duì)屬性數(shù)據(jù)完備性的要求也在不斷提高，屬性數(shù)據(jù)中包括的信息量及其準(zhǔn)確度是評(píng)價(jià)當(dāng)今業(yè)界領(lǐng)先的導(dǎo)航電子地圖質(zhì)量的重要依據(jù)之一，如NavTech公司生產(chǎn)的導(dǎo)航電子地圖中道路層的屬性數(shù)據(jù)就擁有150個(gè)字段，內(nèi)容巨細(xì)無(wú)遺。2．電子地圖的種類(lèi)電子地圖從數(shù)據(jù)格式上可以分為矢量地圖和柵格地圖。這里的矢量和柵格之分主要是針對(duì)于道路形狀數(shù)據(jù)和背景數(shù)據(jù)中與地物相關(guān)部分而言，前者用于地圖縮放、路徑計(jì)算分析等場(chǎng)合，而后者則主要用于固定比例尺地圖的顯示。同時(shí)，根據(jù)電子地圖應(yīng)用場(chǎng)合的不同，也可將其劃分為車(chē)載導(dǎo)航地圖、應(yīng)用于監(jiān)控跟蹤的電子地圖、用于導(dǎo)游目的的手持式電子地圖、用于智能交通全局指揮調(diào)度的電子地圖等。這些不同的劃分也對(duì)應(yīng)著不同的電子地圖數(shù)據(jù)構(gòu)成要求和技術(shù)要求，由此延伸出整個(gè)導(dǎo)航應(yīng)用的完整體系。3．電子地圖的技術(shù)要求首先，導(dǎo)航用電子地圖必須具有極高的精確性，包括地理位置數(shù)據(jù)的精確性和實(shí)際地物信息的準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，電子地圖中各要素之間必須具有正確的拓?fù)潢P(guān)系和整體的聯(lián)通性，使各地物在邏輯上和語(yǔ)義上能夠正確地映射現(xiàn)實(shí)世界。這些條件是保證電子地圖實(shí)際可用性的客觀基礎(chǔ)。其次，導(dǎo)航電子地圖必須提供完備的地物屬性信息。一方面這是電子地圖進(jìn)行查詢(xún)檢索的需要，另一方面也是進(jìn)行實(shí)際智能交通分析及相關(guān)導(dǎo)航應(yīng)用的客觀需要。例如，地圖數(shù)據(jù)中需要有表達(dá)交通禁則的信息，以說(shuō)明哪些路口禁止左轉(zhuǎn)、禁止直行等，哪些路段在特定的時(shí)間段不許機(jī)動(dòng)車(chē)通行或只許單行等，還需要有表達(dá)道路特質(zhì)和運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)，以表明道路的材質(zhì)、收費(fèi)情況、允許哪些車(chē)輛類(lèi)型通過(guò)等。這些屬性信息與導(dǎo)航應(yīng)用的需求密切相關(guān)，與一般意義上的電子地圖有很大不同。再次，在許多應(yīng)用場(chǎng)合，如車(chē)載系統(tǒng)、手持式設(shè)備等環(huán)境下，硬件條件相對(duì)特殊，對(duì)導(dǎo)航電子地圖的要求也相應(yīng)地更加苛刻。電子地圖數(shù)據(jù)必須在保證精度和信息量的情況下盡可能的精煉，同時(shí)其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也必須更加符合嵌入式設(shè)備顯示、運(yùn)算和分析的要求。最后，由于導(dǎo)航電子地圖使用場(chǎng)合的特殊性，需要配以便捷高效的GUI，以保證信息的快速獲取和用戶(hù)的安全，其中常常要用到語(yǔ)音、觸摸屏、針對(duì)強(qiáng)光源的特殊著色等技術(shù)，并配合以視頻、動(dòng)畫(huà)等相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)展現(xiàn)豐富的電子地圖應(yīng)用。針對(duì)電子地圖的技術(shù)要求，業(yè)界已出現(xiàn)了許多相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，下面對(duì)目前在國(guó)內(nèi)外比較有影響的幾個(gè)導(dǎo)航電子地圖標(biāo)準(zhǔn)做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹和分析。車(chē)載導(dǎo)航電子地圖標(biāo)準(zhǔn)什么樣?國(guó)外的空間數(shù)據(jù)處理，特別是導(dǎo)航電子地圖的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范制定，經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，相關(guān)的主要行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化組織有ISOTC204/WG3等，它是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織專(zhuān)門(mén)討論制定用于汽車(chē)導(dǎo)航電子地圖存儲(chǔ)格式的工作組。目前世界上最主要的導(dǎo)航電子數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)/格式有以下幾種：GDF(v3.0/4.0)、KIWI(v1.22)、NavTech(v3.0)。1．GDF格式GDF（GeographicalDataFile）是歐洲交通網(wǎng)絡(luò)表達(dá)的空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，用于描述和傳遞與路網(wǎng)和道路相關(guān)的數(shù)據(jù)。它規(guī)定了獲取數(shù)據(jù)的方法和如何定義各類(lèi)特征要素、屬性數(shù)據(jù)和相互關(guān)系。主要用于汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)，但也可以用在其他交通數(shù)據(jù)資料庫(kù)中。GDF格式已為CEN（CentralEuropeanNormalization）所認(rèn)可，并已提交ISOTC204/WG3，最新版本的GDF4.0極有可能被ISO采納，而成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。GDF用ASCII碼編碼，以單個(gè)文件的形式存儲(chǔ)，可用通常方式壓縮。每個(gè)GDF都被分為多個(gè)分區(qū)，分區(qū)包括信息單元和載體單元。信息單元包含載體單元中具體數(shù)據(jù)的信息，載體單元由Volume和Album組成，Volume是基本的數(shù)據(jù)組織單位，Album是Volume的集合。GDF對(duì)要素屬性的定義非常全面，僅對(duì)Road的定義中就包括了長(zhǎng)度單位、道路材質(zhì)、道路方向、建筑情況、自然障礙物、（高架）路面高度、平均時(shí)速、最高限速、最大承重等20多項(xiàng)，同時(shí)還定義了各種要素間的關(guān)系。另外，GDF還提供了評(píng)價(jià)電子地圖數(shù)據(jù)質(zhì)量及精度的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)，使電子數(shù)據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制有據(jù)可循。任何公司都可生產(chǎn)GDF格式的數(shù)據(jù)，GDF標(biāo)準(zhǔn)采用ISO2859質(zhì)檢規(guī)范，以保證所有GDF數(shù)據(jù)的質(zhì)量精度。2．KIWI格式KIWI格式是由KIWI-WConsortium制定的標(biāo)準(zhǔn)，它是專(zhuān)門(mén)針對(duì)汽車(chē)導(dǎo)航的電子數(shù)據(jù)格式，旨在提供一種通用的電子地圖數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式，以滿(mǎn)足嵌入式應(yīng)用快速精確和高效的要求。該格式是公開(kāi)的，任何人都可使用。KIWI-WConsortium成立于2001年7月，致力于制定汽車(chē)導(dǎo)航用電子地圖物理存儲(chǔ)格式（PSF）的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。KIWI格式目前在ISOTC204/WG3中是PSF標(biāo)準(zhǔn)的有力競(jìng)選者。PSF的主要載體是CD、DVD和HDD，與KIWI類(lèi)似的還有許多不同格式，如NRNE等，都是不同公司的自有格式。KIWI格式的最新版本是1.22，可從KIWI-WConsortium的官方網(wǎng)站上下載。KIWI的特點(diǎn)是把用于顯示的地圖數(shù)據(jù)和用于導(dǎo)航的數(shù)據(jù)緊密結(jié)合起來(lái)，并將數(shù)據(jù)按照分塊方式以四叉樹(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存于物理介質(zhì)中，不同用途的信息存在不同的塊中，從而使數(shù)據(jù)適合于實(shí)時(shí)高效應(yīng)用的要求，其中很多信息以Bit為單位存儲(chǔ)，并以O(shè)ffset量提取其索引。這也就是KIWI在技術(shù)上的目標(biāo)，即加速數(shù)據(jù)的引用和壓縮數(shù)據(jù)的量。KIWI最重要的特點(diǎn)是其將數(shù)據(jù)物理存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)相結(jié)合的優(yōu)越的機(jī)制。KIWI按分層結(jié)構(gòu)來(lái)組織地圖，并且這種層的邏輯結(jié)構(gòu)與其物理存儲(chǔ)也是相聯(lián)系的。它可以做到在不同的Level層之間做快速的數(shù)據(jù)引用。因此，針對(duì)不同的應(yīng)用目的或不同級(jí)別的用戶(hù)，可以使用或提供不同抽象層次的數(shù)據(jù)，例如，對(duì)于導(dǎo)航應(yīng)用提供精度相對(duì)較高的立交橋數(shù)據(jù)，而對(duì)于一般應(yīng)用只需把立交橋表示為若干道路結(jié)點(diǎn)就行了。而這兩份不同抽象等級(jí)的數(shù)據(jù)完全可以由同一份地圖數(shù)據(jù)按要求提取生成。與此同時(shí)，在采用了分層次的數(shù)據(jù)參考后，會(huì)使查詢(xún)、路徑分析、連通性分析等各種算法更加快速。3．NavTech的數(shù)據(jù)格式NavTech公司致力于生產(chǎn)大比例尺的道路網(wǎng)商用數(shù)據(jù)，包括詳細(xì)的道路、道路附屬物、交通信息等，這些數(shù)據(jù)主要用于車(chē)輛導(dǎo)航應(yīng)用。NavTech公司自有的商用地理數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)格式是SDAL（SharedDataAccessLibrary），通過(guò)SDAL編譯器，可以把一般的電子地圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為SDAL格式，進(jìn)而可以由SDAL程序接口調(diào)用SDAL格式數(shù)據(jù)用于各種車(chē)輛導(dǎo)航應(yīng)用。SDAL格式本身提供了對(duì)地圖快速查詢(xún)和顯示的優(yōu)化，可提高路徑分析和計(jì)算速度，并可存儲(chǔ)高質(zhì)量的語(yǔ)音數(shù)據(jù)為用戶(hù)提供語(yǔ)音提示。SDAL格式的標(biāo)準(zhǔn)也是公開(kāi)的。NavTech還為導(dǎo)航應(yīng)用提供了一套NAVTOOLS工具，可以較方便地進(jìn)行基于SDAL格式數(shù)據(jù)的導(dǎo)航應(yīng)用開(kāi)發(fā)。NAVTOOLS提供了地圖顯示、車(chē)輛定位、路徑計(jì)算等多種功能。當(dāng)然，也可直接由SDAL開(kāi)發(fā)導(dǎo)航應(yīng)用。汽車(chē)導(dǎo)航是集GIS、GPS、通信、嵌入式軟硬件技術(shù)為一體的高度綜合性的高技術(shù)產(chǎn)品。作為一種高技術(shù)含量的產(chǎn)品，日本及歐美國(guó)家經(jīng)歷了10多年的發(fā)展過(guò)程，才取得了今天的成就。在這一過(guò)程中，有很多成功的經(jīng)驗(yàn)，也有不少失敗的教訓(xùn)。正是在這些經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，才有了今天的導(dǎo)航電子地圖標(biāo)準(zhǔn)化研究成果。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速、持續(xù)的發(fā)展，中國(guó)的汽車(chē)工業(yè)亦呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展之勢(shì)，從而使汽車(chē)導(dǎo)航技術(shù)引起了人們的極大關(guān)注。可以預(yù)計(jì)，在今后的幾年中，汽車(chē)導(dǎo)航市場(chǎng)必將迅速崛起。為了迎接中國(guó)汽車(chē)導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的興起，導(dǎo)航電子地圖的標(biāo)準(zhǔn)化研究與標(biāo)準(zhǔn)的制定是我們必須重視的工作。令人欣慰是，我國(guó)交通、測(cè)繪等部門(mén)的有關(guān)研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)積極地參與了ISOTC204/WG3的有關(guān)工作，我國(guó)自己的汽車(chē)導(dǎo)航電子地圖標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)完成草案。所有這些工作必將為促進(jìn)我國(guó)汽車(chē)導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的快速、健康發(fā)展起到積極的指導(dǎo)作用。早在1999年2月10日，歐盟執(zhí)行機(jī)構(gòu)歐洲委員會(huì)（EC）公布了歐洲導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)“伽利略”計(jì)劃。該系統(tǒng)是與美國(guó)全球定位系統(tǒng)（GPS）和俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)兼容的民用全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)。歐盟之所以進(jìn)行“伽利略”計(jì)劃，主要是為了擺脫對(duì)美國(guó)GPS系統(tǒng)的依賴(lài)，打破美國(guó)對(duì)全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)的壟斷，在使歐洲獲得工業(yè)和商業(yè)效益的同時(shí)，贏得建立歐洲共同安全防務(wù)體系的條件。其實(shí)，歐空局（ESA）早在1990年就決定研制全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS），并分為兩個(gè)階段，第一階段是建立一個(gè)與美國(guó)GPS系統(tǒng)、俄羅斯GLONASS系統(tǒng)以及三種區(qū)域增強(qiáng)系統(tǒng)均能相容的第一代全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS-1），第二階段是建立一個(gè)完全獨(dú)立于GPS系統(tǒng)和GLONASS系統(tǒng)之外的第二代全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS-2）。由于GNSS-1主要是利用GPS等已經(jīng)建成的系統(tǒng)，因此，其主要工作是在歐洲建立30座地面站和4個(gè)主控制中心，系統(tǒng)在2002年部署完畢，2004年將完成運(yùn)營(yíng)試驗(yàn)。歐洲的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是擁有自己的獨(dú)立的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，即GNSS-2，也就是“伽利略”系統(tǒng)。近來(lái)流行的“網(wǎng)絡(luò)汽車(chē)”或“數(shù)字汽車(chē)”概念更突出語(yǔ)音指令控制能力。所謂“網(wǎng)絡(luò)汽車(chē)”，是指?jìng)鹘y(tǒng)汽車(chē)技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)品，汽車(chē)與網(wǎng)絡(luò)的高度整合是網(wǎng)絡(luò)汽車(chē)最顯著的特征?！熬W(wǎng)絡(luò)汽車(chē)”一般都裝有聲音辨認(rèn)系統(tǒng)和衛(wèi)星接收器與數(shù)據(jù)鏈，這是由于人們?yōu)榱吮ＷC安全駕駛，無(wú)法在同一時(shí)間內(nèi)既注意路況又操作鍵盤(pán)和鼠標(biāo)，因此，聲控軟件是最好的解決之道。目前，汽車(chē)電腦可以對(duì)大約200個(gè)聲音指令做出反應(yīng)，而福特公司正在試驗(yàn)的一種更為復(fù)雜的聲音辨認(rèn)系統(tǒng)甚至可以通過(guò)裝在輪胎上的微型麥克風(fēng)來(lái)辨別路面狀況和發(fā)動(dòng)機(jī)的異響。通過(guò)聲音辨認(rèn)系統(tǒng)，駕車(chē)者可以與汽車(chē)對(duì)話(huà)，用聲音來(lái)控制車(chē)內(nèi)儀器，還可以通過(guò)衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈連接Internet，收發(fā)電子郵件或上網(wǎng)沖浪。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車(chē)上的高度應(yīng)用，不僅可以大大提高汽車(chē)的綜合性能，提高行車(chē)質(zhì)量，減輕駕駛者的負(fù)擔(dān)，而且還可以使駕駛者始終保持與外界的緊密聯(lián)系。在行駛過(guò)程中，駕駛者可以充分利用GPS實(shí)時(shí)接收汽車(chē)所處位置周?chē)穆窙r，然后由計(jì)算機(jī)根據(jù)車(chē)流的密度選擇出最佳的行車(chē)路線，并將行車(chē)路線的指令傳遞給車(chē)輛導(dǎo)向系統(tǒng)。同時(shí)，無(wú)所不包的網(wǎng)絡(luò)還會(huì)大大緩解人們?cè)诘缆纷枞蜷L(zhǎng)途行車(chē)中的寂寞感與孤獨(dú)感。在“網(wǎng)絡(luò)汽車(chē)”上不僅可以收看到電視節(jié)目、玩電子游戲、觀看DVD節(jié)目，而且還可以接收到互聯(lián)網(wǎng)上的信息。特別是當(dāng)有人通過(guò)電子郵件與駕駛者聯(lián)系時(shí)，電腦會(huì)及時(shí)提醒駕駛者，而且還可以讀出電子郵件上的內(nèi)容。當(dāng)汽車(chē)發(fā)生故障或緊急情況時(shí)，電腦會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通知有關(guān)的汽車(chē)服務(wù)人員，并通過(guò)GPS幫助汽車(chē)服務(wù)人員查找到該車(chē)具體的方位，以便及時(shí)給予救助。據(jù)有關(guān)資料顯示，在如今的汽車(chē)整車(chē)成本中，計(jì)算機(jī)及其相關(guān)部件已占到30％以上，而且目前還有進(jìn)一步上升的趨勢(shì)，特別是隨著環(huán)境保護(hù)、行駛中的路況監(jiān)測(cè)、外部通信功能等一系列要求的提高，汽車(chē)對(duì)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的依賴(lài)程度也越來(lái)越大。據(jù)悉，為了開(kāi)發(fā)“網(wǎng)絡(luò)汽車(chē)”，通用汽車(chē)公司和IBM公司、網(wǎng)景公司，福特與Intel公司已經(jīng)分別結(jié)成了戰(zhàn)略聯(lián)盟，準(zhǔn)備研制開(kāi)發(fā)多種型號(hào)的“網(wǎng)絡(luò)汽車(chē)”。KIWI與GDF最關(guān)鍵的不同就在于PSF。GDF僅定義了數(shù)據(jù)的組織和表達(dá)，而其物理存儲(chǔ)只是簡(jiǎn)單地采用ASCII碼的單文件形式，并沒(méi)有對(duì)物理存儲(chǔ)模式進(jìn)行規(guī)范。相反，KIWI的核心就在