基于GPS汽车导航系统的设计

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清华大学2012届毕业设计说明书

5.3.2 S3C2440处理器操作系统 ............................................................................................. 38 5.4 相关处理器软件设计 ....................................................................................................... 41 5.4.1 ARM7TDMI主程序设计 ............................................................................................... 41 5.4.2 S3C2440处理器软件设计 ............................................................................................. 42 6 结论 ........................................................................................................... 44 参考文献 ........................................................................................................ 45 致谢 .............................................................................................................. 45

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1绪论

1.1 研究背景及意义

导航的概念最早起源于航海,起初只是用来引导船只安全航行。从几千年前,人们就开始对导航技术进行了大量的研究,计里鼓车和指南车的出现都是人类在导航技术方面探索的结果,中国古代四大发明之一的指南针,也是最早古代出现的导航设备[1]。

随着科技的不断发展,在全球范围内,城市建设加快、汽车拥有率提高、道路扩展、交通系统日益复杂,汽车工业与电子工业的不断发展, 使电子技术在现代汽车上的应用越来越广泛。随着新能源的开发和利用、汽车工业低碳化的生产,汽车电子技术正趋向于环保、安全、信息化方向发展。信息化、智能化、网络化被公认为汽车电子产品发展的主要趋势。导航产业也随着这些因素的影响而兴起和不断发展,特别是在欧美市场车载导航产品需求持续攀升,众多厂商纷纷投入车载导航产品生产行列。进入2011年,中国GPS市场竞争更加激烈,竞争焦点由价格向品牌、服务转移的趋势更加明显。这也意味着中国GPS市场正进入发展的拐点期,未来的汽车导航市场将有一个可以预见的良好前景。但在我国,大部分车辆都还没有配装GPS导航定位系统,能够配备包含诸多功能及丰富信息的导航电子地图仍为数不多,技术上差距较大,各种GPS产品的质量良莠不分,价格参差不齐[2]。

因此, 我国必须在较短的时间内开发出具有自主知识产权的导航应用系统并实现产业化,这对提高我国在汽车自导航应用中自主创新能力、实现各类车辆的有效指挥、控制和管理、人们日常出行提供便利的交通信息和地理引导以及国名经济都有着同样的重要意义。

1.2 国内外汽车导航发展现状 1.2.1 国外现状

在国外,GPS导航系统研究起步较早,应用也十分广泛。美国在在20世纪中期就引入了一种具有无线路径引导功能的导航系统,有利的控制和疏导了交通。到了90年代,又实施了面向新世纪的新一代交通智能方案,从根本上解决了交通中的各种问题,减少了事故事发率,降低了能源浪费,提高了工作效率。日本从20世纪70年代初开始,就相继实施、完成了“动态路径诱导系统”,“道路车间通信系统”,“管

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理交通信息控制系统”,“超智能车辆系统安全车辆系统等方面的研究。从根本上改变了道路交通状况,满足了人们日常生活的需求。在欧洲,80年代初期,英、法等国先后各自研究适合自己本国的GPS导航系统[3]。

GPS车载导航定位系统一经问世,即显示出强大的生命力和广阔的应用前景,并产生了巨大的社会和经济效益,成为90年代至今整个世界新的经济增长点之一。由于巨大的市场潜力和不可估量的发展前景,日本几乎所有的汽车生产厂家都参加了这一高科技角逐,仅近几年投入市场的车载自主导航新系统就有30多个。美国、欧洲和日本的车载导航仪产品已经日益走向成熟,形成了规模化的市场需求。如日本的宏达、尼桑、本田、马自达、三菱以及松下、先锋、阿尔派、健伍等公司都有自己的车载导航产品。世界其它发达国家如美国、德国、荷兰不甘落后,力图在该市场占有一席之地。目前在欧洲,由飞利浦、西门子开发的车载导航系统1995年已在雷诺、菲亚特等大众化民用车辆上使用;奔驰-S系列、宝马-7系列从上世纪90年代年起,厂装车辆已将GPS车载导航系统列在选装清单上。此外,根据《GPSWord》杂志刊登的美国工业发展研究机构的数据,2007年,日本、北美和欧洲每年约有2000万套产品售出,预测在2010-2015年间,约有60-70%的汽车在出厂时,就已装备车载导航系统,在以后时间里该系统的普及率将会逐渐提高到90%[4]。 1.2.2 国内现状

中国的车载导航技术经过十几年的市场培育,用户目标与需求已逐步明确,以及技术的研发、市场的培育的逐步完善,车用导航装置应用市场业已启动和日臻成熟,现在已逐步进入应用的高速发展时期。中国上世纪末发射、建立并逐步健全的专为交通行业应用的北斗导航定位系统,将为车辆卫星导航定位产业的发展提供良好的基础条件和无限广阔的空间。此外,中国的道路建设和电子地图技术,尤其是轿车市场的发展极大的推动了车载导航技术的发展。 但是,GPS技术传入中国的时间不是很长,导航系统的研制和发展较晚,硬件制造以及导航软件、导航地图等方面都与发达国家存在相当大的差距。

目前汽车导航产品的准确性能不尽如人意,导航仪硬件、软件质量以及地图更新等问题层出不穷。目前我国车载导航系统发展存在的困难主要由以下几个方面:

1、不完善的硬件设施

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由于我国现在还属于发展中国家,同时具有较为广泛的地理范围,这都使得相应的交通通信等硬件设施需要较长时间的发展,因此现今为止我国都未建立起一套完善的交通实时处理系统。所以,目前市场上销售的车辆导航系统都是针对已经设计好的路况信息进行导航的,这也就妨碍了我国实时交通系统的发展。

2、不规范的电子地图标准

规范的电子地图标准是地理信息系统发展的必要。我国为了解决该问题成立了相应的项目专题小组。该小组通过对我国地理信息的研究和对国际上的电子地图标准的分析,提出了建立我国电子地图标准的必要性。因此,我国的相关机构正在加紧制定适合我国国情的导航电子地图标准。

3、现有产品的发展不够均衡

导航系统产品的开发和发展需要多种技术的整合,例如测绘技术、计算机技术、通信技术、机械工程等技术。这些技术都是较为重要的技术,不能作为普通技术被大多数厂家所掌握。所以国内导航产品的发展不够均衡,大多数都存在着技术较为简单、地图不够准确、产品价格较高等缺点,而就制约了电子导航产品的广泛性和服务性能。因为,一个好的导航产品需要多种企业的共同协调发展,例如整理地图数据的公司、相应的计算机软件服务公司和车载电子产品的硬件制造公司等等,只有这些企业的技术得到了共同的进步发展,才能使得导航产品得到高速发展[5]。

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