动态车载导航系统构架与关键技术研究

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1、动态车载导航系统构架与关键技术研究翁剑成，周翔，荣建，任福田(交通工程北京市重点实验室(北京工业大学)，北京100022)籀要：基于实时交通信息的动态车载导航系统是车载导航发展的必然方向，也是动态交通信息服务面向出行者的重要应用系统。本文根据需求分析和功能设计，提出了由探测车采集子系统、导航信息中心子系统，动态车载导航终端子系统、无线数据通信子系统构成的动态车载导航系统架构．此外，文章以探测车数据处理技术，基于多源数据融合的短时交通预测技术和车辆组合定位与融合技术等关键技术为例，重点介绍了关键技术研究的主要结论。目前，该系统已经在北京市运营的出

2、租汽车上实现了导航示范应用，为今后我国发展动态车载导航系统奠定了重要的基础。”关键词：智能交通系统；动态车载导航系统；动态交通信息：探测车；数据处理一、概述车载导航系统是智能交通系统(ImelligentTr觚sportationSystem，ITS)的一个重要组成部分。现代车载导航方面的研究已经具有30多年的历史，微电子技术、计算机技术、空间定位技术及制图技术的发展使车辆导航系统获得了飞速的发展。作为ITS框架下极具实际应用价值和推广前景的关键子系统，车载导航系统的研究开发在各国蓬勃开展。就目前的发展情况看，车辆导航技术最发达的国家和地区是美

3、国、日本和欧洲，其中日本导航技术的发展和应用尤为领先，这主要得益于日本车辆信息与通信系统ⅥcS的广泛推广和应用。随着我国汽车产业的迅猛发展和对于智能交通的需求，我国的车载导航仪市场也开始迅速起步。目前，在国内有近两百家单位在开展车载导航系统方面的研究开发工作。但是，当前投入使用的车载导航系统基本上都属于基于静态交通信息和历史数据的自主导航系统，缺乏动态交通信息服务的支持。构建自主知识产权的动态车载导航系统是我国车载导航系统发展的必然趋势。动态车载导航系统可以帮助系统用户在交通信息服务系统所发布的动态交通信息支持下，选择真正意义上的最优路径。另一

4、方面，建设基于动态交通信息的车载导航系统，对于完善城市智能交通系统的建设，充分发挥交通诱导在均衡交通流、减少交通拥堵、节约出行时间等方面的作用是具有重要意义。本文以实验室构建的动态车载导航实验系统为例阐述动态车载导航系统的构架和相关关键技术研究。二、动态车载导航系统组成与架构1．系统功能设计与组成动态车载导航系统区别于自主导航的最大特点在于，它拥有动态交通信息的支持，导航过程是在掌握实时交通状况的基础上进行的，使得路径规划更符合路网中实际交通状况。与普通的静态自主导航系统相比，动态车载导航系统需要具备交通数据采集发布和无线数据通信的功能。因此，

5、基于动态交通信息的车载导航系统应该包含探测车采集子系统，导航信息中心子系统，动态车载导航终端子系统，无线数据通信子系统等四个子系统；各个子系统通过相互间的实时通信和交通数据的采集、处理、发布过程，在同一系统内实现动态交通信息的获取和利用，从而实现动态交通信息支持下的车辆最优路径诱导。动态车载导航组成和总体架构如图1所示。各个子系统分别承担动态导航系统中交通信息的采集功能、处理功能、发布功能以及导航应用功能。255圈l劬忐年载导航系统组成和总体禁构l、探测车聚集予系统探测车采集子系统承担动态交通信息采集的功能。对于车载导航用户而言．耍实现动态的路

6、径规划和诱导．必需掌握最新的交通信息．但就目前的基于检测器的交通信息采囊方式而言，根难满足动态车载导航系统对于实时变通信息的需求。实时性强．覆盖率广的探测车采集技术有效的解决了该问题。掇测车子系统具备交通数据的实时采集、存储、处理，忤把采集到的实时交通信息提供给导航服务中心子系统。采集子系统获得的数据主要包含位置信息、时间信息、路段信息。数据处理后得

7、Ⅱ路段区间速度等信息。2．导航服务中心子系统导航服务中心予系统承担动志交通信息处理与交通预测功能，以获得前瞻性的交通信息。探测车采集子系统为动悫车载导航系统采集到了实时的交通信息。但严格说来，这部

8、分数据在采集子系统处理完成后已经成为了历史信息，仅仅能反映现势的交通状况，尚不能达到最优的诱导效果。对于动悫导航用户而言．更有意义的是下时刻路网的交通运行状态。因此，这要求系统能够在探测车采集的动态信息的基础L，并利用历史数据库的信息．实现对路旧交通状悫和运行情况的短时交通流预测。3、导航终端子系统导航终端子系统是导航系统的用户平台，承担变通信息接收和动态导航的功能。在保证系统的定位精度与可靠性的基础上．利用接收到的动态交通信息，为导航用户规划从出笈地到目的地的虽优路径t弗提供包括文字、煳形等每种方式的最优路径，在行车过程中提供实时引导。其中t

9、为实现车辆连续定位的组台定位数据融合技术是其中的关键技术之。4、数据透信子系统数据通信子系统承担烈向的无线数据通信功能，无线数据通信功能是车载导航系统