基于数字地图的汽车导航技术

郭晓霞

摘 要 分析了各种车辆导航系统对数字地图的使用需求，提出了车辆导航专用数字地图的特点，并对数字地图在车辆导航中的若干技术问题作了一些探讨。

关键词 数字地图 汽车导航 技术

中图分类号：U463.67 文献标识码：A

我国的经济社会活动在国家经济实力整体向好发展中变得愈加活跃，人们出行对汽车的依赖也愈重。在驾驶员对路况及地貌信息掌握不全的情况下，数字地图的汽车导航技术开始逐步在市场中普及。然而，尽管数字地图已经在汽车导航技术中得到了广泛的应用，但是对数字地图相关理论的研究依然局限于针对地图信息的采集以及处理上。本文将结合汽车导航技术所需的数字地图特点，分析并提出对当前数字地图的汽车导航技术的相关改进意见。

1车辆导航系统对数字地图的使用需求

1.1车辆导航系统的基本功能

（1）对定位来说。最重要的是正确的地理位置数据、正确的地图位置数据与车辆定位数据相结合，可使导航系统的使用者直观地了解车辆所处位置及周围环境信息。此外，当地图数据的位置精度比车辆定位精度高时，还可用来校正定位误差和改善显示效果。

（2）对车辆导航系统的使用者来说。最关心的地图数据是道路名和地名，这是数字道路图的基本数据。为了使不同地区的相同道路名不引起混淆，地区名和更高一级行政区域的名称也需要包括进去。许多使用者还关心其他一些地理信息，如停车场、酒店、医院和加油站等。对军用车辆导航系统的使用者来说，可能需要重要地物、制高点等数据。如果数字道路图数据库中加入这些数据，导航系统的性能就被加强了。

（3）对路径规划和路线引导来说。所需要的数据是道路网的拓扑结构，同时，还要考虑交通限制信息，如单行线、转弯限制、非机动车道等。将道路按路面宽度（或通行能力）进行等级划分、对道路進行分类也可使路径规划功能更有效。对卡车来说，道路对车辆物理数据的要求也要考虑进去，如高度、宽度、长度和重量等。

（4）对地图显示来说。

1.2车辆导航专用数字地图

汽车导航专用数字图与普通矢量数字图相比较，有其特殊之处。

1.2.1要素种类不同

车辆导航专用数字地图的要素种类与普通矢量数字地图要素种类相比有许多不同，汽车导航专用数字地图主要包括与交通有关的数据和一些增强显示效果的数据，一般不需要高程、等高线、等深线、管线等信息。但道路网的信息量比普通矢量数字地图的信息量大，除了道路宽度、长度等数据外，还应具有是否是单行线及单行方向等信息。另外，高速公路的出口数据、立体交叉桥的结构数据、高架桥数据等也是普通矢量数字图所不具备的。

1.2.2数据层次划分灵活

各种不同车辆导航系统对数字地图中数据类型的使用需求各不相同，如车辆位置报告系统对道路的通行限制和道路网的拓扑结构就不感兴趣。所以车辆导航专用数字地图数据库的数据组织应合理划分层次，可根据用户不同需求提供包含不同类型数据的数字地图。另外，汽车导航专用数字地图一个最基本的用途就是显示在各种车载导航仪器或其他系统的屏幕上供用户观看。由于各种车载导航仪器或系统的硬件组成随成本和功能的不同有所不同，显示设备的种类和分辨率也有所不同。为了使汽车导航数据库的数据可支持多种不同的显示设备，达到较好的显示效果，汽车导航专用数字地图数据层次的划分也应较为灵活。

1.2.3数据表示方式简洁

各种车载导航系统的数据存储能力随成本和功能的不同有很大差别，简单的车载导航仪可能只有很少的数据存储能力。因此，汽车导航专用数字地图中数据的表示方法也应简洁，尽可能地节省存储空间。

2汽车导航技术的数字地图的设计要求

2.1数字地图的数据组织

汽车导航技术依赖于一个完成的数字地图数据库。在此数字地图数据库中，数据组织应当注意以下要求：

（1）数字地图能够在任何地区的任何地下下显示并传递良好的地理信息。

（2）数字地图应当具备多种比例尺的调节功能，并能够做到在无地图数据的情况下依然保持层次的显示功能。

（3）数字地图能够进行快速的查询和定位，并准确地调出各类用户所需要使用的数字地图信息。

2.2数字地图的数据划分

通常对数字地图数据可采用如下操作：

（1）分设基础地图数据库与专用地图数据库。基础地图数据库应建立在国家地图测绘的基础之上，并进行实时更新；专用地图数据库则是在基础地图上，根据不同需求进行进一步的精确测量后录入的地图数据。

（2）对不同区域的地图数据进行划分。原则上根据国家测绘数据进行地图图幅整理，并保证每一图幅符合地理区划的划分规则。同时，在比例尺的应用上，保证每一图幅所反映的地理信息特征与该图幅的比例尺保持一致。

（3）构建灵敏快捷的信息索引表。通过构建灵敏快捷的信息索引表，完成对数据库内地图信息的快速确定，方便用户在使用时位置信息反馈的及时准确。

3专用数字地图库建立的可行性分析

在需求上，当前随着人们出行对汽车导航技术的依赖，人们对于数字地图的准确性要求愈来愈高，对数字地图所能提供的多样化，个性化服务需求也越来越多。因此，建立专用的汽车导航数字地图库势在必行。

在技术上，一方面因为我国的遥感定位以及测绘技术近年来得到了极大的发展，这使得开发者对地理信息的采集和整理可以做到及时准确；另一方面，为汽车导航系统设置专用数字地图库不仅可以极大地方便汽车在行驶时对地理信息的利用，更能够提高整个导航系统的工作效率。

4结束语

采用了先进的导航定位、通信和数字地图技术的汽车导航系统是汽车系统自动化和信息化的重要设备，它可从根本上避免行驶盲目性，并使驾驶员从繁忙的驾驶决策中解脱出来.同时由于各种车辆都选择了较合理的行驶路径，从整体上消除了一些人为的交通拥挤和阻塞。因此，汽车导航系统具有很广阔的应用前景。

参考文献

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[2] 曾庆抒，赵江洪. 汽车导航平视显示的信息组织和视觉设计[J].装饰，2014（08）：66-67.