壟! ! 壟蘭塹主蘭堡壘圭 一一一壟! ! ! ! 生 i m p l e m e n t a t i o no fi n t e r s e c t i o ns u p p o r ts u b s y s t e m i nv e h i c l e n a v i g a t i o ns y s t e m a b s t r a c t w i t ht h ea b u n d a n td e v e l o p m e n to f e l e c t r o n i ct e c h n o l o g y ，c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g ya n d c o m p u t e rt e c h n o l o g y , t h es c i e n t i s t sb e g i nt oa p p l yt h ee l e c t r o n i ci n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yt o t h et r a f f i cs y s t e mi no r d e rt oi m p r o v et h ee f f i c i e n c ya n ds e c u r i t yo ft h et r a n s p o r t a t i o nm o r e a n dm o r e a n das p e c i a lf i e l dh a sb e e nf o r m e df i n a l l y ”i n t e l l i g e n tt r a n s p o r ts y s t e m ”t o i n t e l l e c t u a l i z et h et r a f f i cs y s t e m ，w en e e dt ob r i n gt r a n s f o r m a t i o nt ot h ew h o l et r a f f i cs y s t e m v e h i c l e a st h em a i nu s e ro fr o a dn e t w o r k ，t h eg e n e r a lw a yi st oi n s t a l la na d d i t i o n a l n a v i g a t i o ns y s t e ma tp r e s e n t i nc u r r e n tv e h i c l en a v i g a t i o ns y s t e m ，e q u i p m e n t ss u c ha sg p s ，t v , c d ，a m f m ，v e d i o ， c o m m u n i c a t i o nt e m i n a t i o n sh a v eb e e nc o m b i n e di n t ot h eb a s ef u n c t i o n s b e s i d e st h e t r a d i t i o n a lf u n c t i o n s ，d r i v e rc a nu s en a v i g a t i o ns y s t e mt oc o n t r o lt h e m ，s u c ht v , p h o n e ， a i r - c o n d i t i o n ，e v e nt oa c c e s si n t e r n e t v e h i c l en a v i g a t i o n sg r a d u a l l yb e c o m eai n f o r m a t i o n s p l a t f o r m f o rn a v i g a t i o ns y s t e mm a n u f a c t u r e r s ，c o m b i n a t i o nw i t hm o r en e wt e c h n o l o g yb e c o m e s t h eb e s tm e t h o dt ok e e pc o m p a t i b i l i t yo fp r o d u c tg r a d u a l l y 、i nt h i sp a p e r ，i n t e r s e c t i o ns u p p o r t i sr e g a r d e da sar e s e a r c hp o i n t ，f r o mt h i ss t a r tp o i n tw ef i n das e r i e so fi d e a e sa n dt r yt o i m p l e m e n tt h e m f i n a l l y ，w ef i n ds o m eg o o dr e s u l t s c u r r e n t l y ，d r i v e rs u p p o r tf u n c t i o n sm a i n i yi n c l u d ew a r n i n ga b o u tt h es t a t u sa r o u n dt h e v e h i c l e sa n dc o n u m u n i c a t i o nb e t w e e nv e h i c l e sa c c o r d i n gt ot h eh i g hf r e q u e n c yo fa c c i d e n t l m p p e n e do nt h ec a r ，t h i sa r t i c l er e g a r d st h ei n t e r s e c t i o ns u t - p o r t a st h ee n t r yp o i n t ，m a k e sa s e r i e so ff e a s i b l er e s o l u t i o na n di m p l e m e n ti ta tl a s t ，w ef i n dag o o dr e s u l t a tt h eb e g i n n i n go ft h ep a p e r ，t h eb a c k g r o u n di n f o r m a t i o no ft h ew i n c ee m b e d d e d p l a t f o r ma n dr e l a t e ds o f t w a r ea n dh a r d w a r es y s t e ma i ei n t r o d u c e df i r s t l y ，a f t e r t h a t w e d e s c r i b et h ea r c h i t e c t u r eo ft h ed r i v e rs u p p o r ts y s t e ma n dt h ed e s i g na n di m p l e m e n to fs o m e m a i nf u n c t i o n si ni t f i n a l l y , s o m er e s u l ti sg i v e nb yi m a g e k e yw o r d s ：e m b e d d e ds y s t e m ，v e h i c l en a v i g a t i o ns y s t e m ，i n t e r s e c t i o ns u p p o r t i i i 獨(dú)創(chuàng)聲明 零a 聲髓所至交瓣學(xué)位論文是在罨爨熬攢導(dǎo)下競(jìng)賊夔。論文孛取褥戇磷究戲票狳鴦l l 以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的講究成果，也不覦括本人為 獲褥茭鏈擎蘊(yùn)露蕊麓避匏褥餐。與我霹工俸靜霹愨對(duì)奉醑究掰骰黲任薄貢獻(xiàn)跨已在論 文中作了明確的說明并表示誠(chéng)摯的謝懣。 學(xué)位論文作者然名： 確 簽字日期：歹，卵彩母。4 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本擎煎論文話寒霸撂導(dǎo)轂幫完壘了簿末j g 大學(xué)有關(guān)爨留、菠焉學(xué)經(jīng)論文鼢蔑定：姆 學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)泳有關(guān)擲門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借 藤。本天瓣意東j l 大學(xué)爵駐游學(xué)位論交夔全部蓑幫分淹容縭入有關(guān)數(shù)攥庫避孬檢索、交 流。 ( 如作者秘導(dǎo)師辯意瓣壘交流，請(qǐng)?jiān)谙路胶灻悍袼 裰為不褥意) 學(xué)位論文 乍者簽名： 導(dǎo)師簽名： 簽字蜀期： 簽字e 熟： 東北太學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 第一章緒論 本系統(tǒng)怒基予嵌入式系統(tǒng)w i n c e 平臺(tái)下，實(shí)斑車載導(dǎo)靛系統(tǒng)串豹交叉患支疆予系 統(tǒng)。為了便于對(duì)以下章節(jié)的理解，首先介紹一下車載導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r和嵌入式系統(tǒng) 的一贍背景知識(shí)。 1 1 嵌入式操作系統(tǒng)麓介 隨著數(shù)字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，我們已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)碼時(shí)代。建立在其基 舔上盼嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛圭彀滲入臻稀擎研究、工稔設(shè)計(jì)、軍事技術(shù)、靛天技術(shù)、裔盈 文化芑術(shù)、娛樂業(yè)以及我們?nèi)粘Ｉ畹雀鱾€(gè)方面。國(guó)內(nèi)外一魑嵌入式產(chǎn)品( 如機(jī)頂畿、 p d a 、車載毫腦等) 的開發(fā)設(shè)計(jì)和推廣，使褥人們的生活與嵌入式技術(shù)更加緊密相關(guān)了。 1 1 。l 嵌入式操作系統(tǒng)購(gòu)發(fā)展 嵌入式這個(gè)概念衽2 0 世紀(jì)6 0 年代的時(shí)候就已綴存在了。當(dāng)時(shí)在通信方面用于對(duì)電 子輥禳毫話交換耱控籟，被髂舞“存儲(chǔ)式程序控翻系統(tǒng)”( s t o r e dp r o g r a mc o n 9 0 1 ) 1 1 。 而真姬的發(fā)展時(shí)期是從1 9 7 1 年1 1 月i n t e l 公司推出的第一款處理器i m e l 4 0 0 4 開始的， 之后嵌入式系統(tǒng)經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)震階段。尤其怒進(jìn)入9 0 年代后以計(jì)算機(jī)和軟件為核心的 數(shù)字化技術(shù)取褥了迅猛發(fā)展，不僅廣泛滲透到社會(huì)經(jīng)濟(jì)、軍事、交通、通信等相關(guān)行業(yè)， 而且深入到家電、娛樂、藝術(shù)、社會(huì)文化等器個(gè)領(lǐng)域，掀起了場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)革命。多 媒體技術(shù)與i n t e m e t 的應(yīng)用迅速普及，消費(fèi)逛子、計(jì)算機(jī)、邋信( 3 c ) 一體化趨勢(shì)e | 趨 明顯，嵌入式技術(shù)再鷹成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。煉觀嵌入式技術(shù)的發(fā)展，大致經(jīng)歷了表1 i 中接述粒4 個(gè)聆莰【2 l 。 l ，l 。2w i n c e 系統(tǒng)平臺(tái)介紹 w i n d o w sc e 作娥系統(tǒng)最w i n d o w s 家族中最新的成員，專門設(shè)計(jì)給掌上型電腦 ( h p c s ) 所使用的電腦環(huán)境。這樣的作業(yè)系統(tǒng)可使完艇的可攜式披術(shù)與現(xiàn)有的w i n d o w s 桌面技術(shù)整合工作【3 l 。 w i n d o w sc e 數(shù)談鯔麩可以隨時(shí)驥遮使月豹毫艟鍘餐慧裂家電瘸器及豐鬻的多媒體 家庭劇院，m i c r o s o f t w i n d o w s c e 為工作、采庭及其間的任何一點(diǎn)開啟了動(dòng)悉的、嶄新 懿牙發(fā)送景。這個(gè)接綴純、可鏊訂酶 擘監(jiān)系統(tǒng)將w i n d o w s 平臺(tái)筵鋅裂巢囂之舞，到達(dá)更 小、更機(jī)動(dòng)性、更特別的裝罨之上，然而它的w i n d o w s 血統(tǒng)則保證了它的相容性，并且 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 支援了更廣泛的開發(fā)基礎(chǔ)。m i c r o s o f tw i n d o w sc e 揭露了革命性的系統(tǒng)架構(gòu)，可以為開 發(fā)者或科技領(lǐng)導(dǎo)者擴(kuò)展消費(fèi)者及工業(yè)電子上的新市場(chǎng)。 表1 1 嵌入式技術(shù)發(fā)展階段 ! 業(yè)! ! ! ：! 衛(wèi)! ! 塑塑塹迦! ! ! n 嬰蜓! ! 量些! ! ! i 四! ! ! 叢! ! ! 型 發(fā)展階段系統(tǒng)表現(xiàn)形式應(yīng)用領(lǐng)域及特點(diǎn) w i n d o w sc e 允許嵌入式應(yīng)用軟件在公開接口上產(chǎn)生產(chǎn)品數(shù)據(jù)的功能將激起一股控 制和h m i 產(chǎn)品涌入市場(chǎng)的潮流，提供您需要的操作系統(tǒng)和開發(fā)工具以創(chuàng)建高級(jí)嵌入式 應(yīng)用程序。 w i n d o w sc ep l a t f o r mb u i l d e r 改變了嵌入式軟件工具獲得和使用的方式，大幅降低 了嵌入式產(chǎn)品開發(fā)的成本。w i n d o w sc e 和p l m f o r mb u i l d e r 不僅僅是改變了嵌入式系統(tǒng) 開發(fā)的經(jīng)濟(jì)模型，它們還改變了評(píng)估模型。w i n d o w sp l a t f o r mb u i l d e r 可通過零售渠道獲 得，在價(jià)格上與其他同類型嵌入是開發(fā)工具比起來也具有相當(dāng)優(yōu)勢(shì)。微軟的開發(fā)工具在 結(jié)合高性能和突出的價(jià)值方面一向做得非常好，p l a t f o r m b u i l d e r 也不例外。 當(dāng)今的嵌入式設(shè)計(jì)隊(duì)伍處于高度分化狀態(tài)中。有著多得讓人眼花繚亂的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)和 工具，包括微控制器、微處理器、定制和專用的操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)附件和內(nèi)核， 以及非標(biāo)準(zhǔn)化的嵌入式開發(fā)系統(tǒng)和重要的工具。目標(biāo)和工具上的多樣化也困擾著嵌入式 系統(tǒng)的主要購(gòu)買者，使得支持所有平臺(tái)的環(huán)境的維護(hù)變得幾乎不可能。這一障礙導(dǎo)致制 造商和主要銷售團(tuán)體堅(jiān)持嵌入式系統(tǒng)開發(fā)者必須遵守標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)和開發(fā)工具的原則。作為 嵌入式平臺(tái)的w i n d o w sc e 滿足甚至超過了這些需求。w i n d o w sc e 和p l a t f o r mb u i l d e r 的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)滿足了嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的需求，是過去那些昂貴的專用嵌入式開發(fā)工具的 亟需的替代方案一】。w i n d o w sc e 操作系統(tǒng)及相關(guān)開發(fā)工具之所以具有吸引力，其大部 2 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 分原因在于他們提供了廣為人知并廣為使用豹開發(fā)環(huán)境，著強(qiáng)和具有嵌入式應(yīng)用所需的 高健能、高效率和便攜式操作系統(tǒng)緒合在一起。w i n d o w sc e 的高級(jí)特性，諸如網(wǎng)絡(luò)、 遙髏以及強(qiáng)形功栽，秘摸塊化設(shè)詩終合在一起，為中級(jí)開發(fā)人員創(chuàng)建裹復(fù)雜疫嵌入式系 統(tǒng)撮供了理想的環(huán)域。 璦有菝術(shù)著不熬開發(fā)臻肇薪鍪i o 系統(tǒng)豹擴(kuò)最聚入式系統(tǒng)。w i n d o wc e 提供象u s b 這樣的外圍接口，允許高級(jí)i o 系統(tǒng)的即時(shí)支持。w i n d o w sc e 驅(qū)動(dòng)程序模型在驅(qū)動(dòng)程 寄體系結(jié)稿方面有麓很大的熒活性。允許蕊肖驅(qū)動(dòng)穗序技術(shù)豹茯速引入。對(duì)嵌入式市場(chǎng) 的這一新的開放性也是w i n d o w sc e 最具希望的所在。 現(xiàn)今的嵌入式系統(tǒng)并不接受開放數(shù)據(jù)接口。與域在的嵌入式系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的進(jìn)程數(shù)據(jù)依 靠一個(gè)捆綁予系統(tǒng)上的單獨(dú)的監(jiān)控計(jì)算極收集獲锝。w i n d o w sc e 熬網(wǎng)絡(luò)積通信功能使 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)鬻和用戶能夠使遮些開放接口對(duì)嵌入式環(huán)境本地化。這一“基礎(chǔ)架構(gòu) 開放牲”也怒w i n d o w sc e 褒嵌入式棗場(chǎng)獲褥空 ；蓍歡逐茲主要瑟翟之一。 w m d o w sc e 的基本設(shè)計(jì)目標(biāo)之是簡(jiǎn)化嵌入式開發(fā)過程，這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)借助于 當(dāng)今焱a 式系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在編程囂最為廣泛侵露懿w i n 3 2a p i 豹雩 入，勢(shì)幫m i c r o s o f t v i s u a lc + + 等開發(fā)系統(tǒng)結(jié)合程起。間時(shí)，w i n d o w sc e 提供一個(gè)穩(wěn)定、靈活且被廣泛支 靖懿操作系統(tǒng)來處瓔建立在嵌久式系統(tǒng)上的多釋多攆的硬件平臺(tái)稻軟俘應(yīng)用程序。對(duì)嵌 入式系統(tǒng)的開發(fā)者和用戶來說，w i n d o w sc e 帶來的實(shí)實(shí)在在的好處是無可磷認(rèn)的。 1 2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)簡(jiǎn)介 車載導(dǎo)舷系統(tǒng)燕一季孛車羧宅予設(shè)備，它除了髓夠顯示毫子繡銎釉確定鑫身位置歲 ， 還能夠進(jìn)行信息查詢和規(guī)劃剮達(dá)目的地的最優(yōu)路徑，并能引導(dǎo)車輛端駛者到達(dá)目的地， 欣麗捷高道路通幸亍效率。 l 。2 。l 車載囂靛系綾能發(fā)鼴歷程 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的研究是從本世紀(jì)7 0 年代末開始研究的。8 0 年代初誕生了v n s ( v e h i c l en a v i g a t i o ns y s t e m ) ，這類繯統(tǒng)一經(jīng)蘑整，藏戮箕裰大靜應(yīng)粥徐蕊，廣瓣的市 場(chǎng)前景引起了各國(guó)政府、研究機(jī)關(guān)、企業(yè)、院校的廣泛注意，成為交通、車輛、電子等 糟關(guān)專盈靜熱門研究領(lǐng)蠛。麓靜，霜本、歐美等許多發(fā)達(dá)國(guó)家都紛紛推出了逡己的發(fā)展 規(guī)劃，越來越多的廠商加入到導(dǎo)航系統(tǒng)的研究中。與之相比，我國(guó)越步較晚吼 綴旱的包含有電子元件的車載導(dǎo)航儀器楚美國(guó)研制的車輛記程襲。這種儀器用磁羅 盤測(cè)避車輛的航向，髑輪速測(cè)量車輛哥亍駛過的距離，再用挽壤計(jì)算機(jī)瓣算出車凝於位辮。 ，3 東北太學(xué)碩士學(xué)位論文 第一童緒論 - _ _ h _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，_ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ - _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一一 分原因在于他們提供了廣為人知并廣為使用的開發(fā)環(huán)境，并且和具有嵌入式應(yīng)用所需的 高性能、高效率和便攜式操作系統(tǒng)結(jié)臺(tái)在一起。w i n d o w sc e 的高級(jí)特性，諸如網(wǎng)絡(luò)、 通信以及圖形功能，和模塊化設(shè)計(jì)結(jié)合在一起，為中級(jí)開發(fā)人員創(chuàng)建高復(fù)雜度嵌入式系 統(tǒng)提供了理想的環(huán)境。 現(xiàn)有技術(shù)并不能開發(fā)附帶新型1 1 0 系統(tǒng)的擴(kuò)展嵌入式系統(tǒng)。m n d o w c e 提供象u s b 這樣的外圍接口，允許高級(jí)i o 系統(tǒng)的即時(shí)支持。w i n d o w sc e 驅(qū)動(dòng)程序模型在驅(qū)動(dòng)程 序體系結(jié)構(gòu)方面有著很大的靈活性，允許現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)程序技術(shù)的快速引入。對(duì)嵌入式市場(chǎng) 的這一新的開放性也是w i n d o w sc e 最具希望的所在。 現(xiàn)今的嵌入式系統(tǒng)并不接受開放數(shù)據(jù)接口。與現(xiàn)在的嵌入式系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的進(jìn)程數(shù)據(jù)依 靠一個(gè)捆綁于系統(tǒng)上的單獨(dú)的監(jiān)控計(jì)算機(jī)收集獲得。w i n d o w sc e 的網(wǎng)絡(luò)和通信功能使 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)者和用戶能夠使這些開放接口對(duì)嵌入式環(huán)境本地化，這一“基礎(chǔ)架構(gòu) 開放性”也是w i n d o w sc e 在嵌入式市場(chǎng)獲得空前歡迎的主要原因之一。 w i n d o w sc e 的基本設(shè)計(jì)目標(biāo)之一是簡(jiǎn)化嵌入式開發(fā)過程，這 目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)借助于 當(dāng)今嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在編程時(shí)晟為廣泛使用的w m 3 2a p i 的引入，并和m i c r o s o f t v i s u a lc + 。等開發(fā)系統(tǒng)結(jié)合在一起。同時(shí)w i n d o w sc e 提供個(gè)穩(wěn)定、靈活且被廣。泛支 持的操作系統(tǒng)來處理建立在嵌入式系統(tǒng)上的多種多樣的硬件平臺(tái)和軟件應(yīng)用程序。對(duì)嵌 入式系統(tǒng)的開發(fā)者和用戶柬說，w i n d o w sc e 帶來的實(shí)實(shí)在在的好處是無可西認(rèn)的。 1 2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)簡(jiǎn)介 車載導(dǎo)航系統(tǒng)是一種車載電子設(shè)備它除了能夠冠示電子地圖和確定白曳位置外， 還能夠進(jìn)行信息查詢和規(guī)劃到達(dá)目的地的晟優(yōu)路徑，并能引導(dǎo)車輛駕駛者到達(dá)目的地， 從而提高道路通行效率。 1 2 1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展歷程 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的研究是從本世紀(jì)7 0 年代末開始研究的。8 0 年代初誕生了v n s ( v e h i c l en a v i g a t i o ns y s t e m ) ，這類系統(tǒng)經(jīng)問世，就以其極大的應(yīng)用價(jià)值，廣闊的f h 場(chǎng)前景引起了各國(guó)歧府、研究機(jī)關(guān)、企業(yè)、院校的廣泛注意，成為交通、車輛、電子等 相關(guān)專業(yè)的熱門研究領(lǐng)域。目前，日本、歐美等許多發(fā)達(dá)國(guó)家都紛紛推出了自己的發(fā)展 規(guī)劃，越來越多的廠商加入到導(dǎo)航系統(tǒng)的研究中。與之相比，我國(guó)起步較晚【5 1 。 最早的包含有電子元件的車載導(dǎo)航儀器是美國(guó)研制的車輛記程表。這種儀器用磁羅 盤測(cè)量車輛的航向，用輪速測(cè)量車輛行駛過的距離，再用機(jī)械計(jì)算機(jī)解算出車輛的位置。 盤測(cè)量車輛的航向，用輪速測(cè)量車輛行駛過的距離，再用機(jī)械計(jì)算機(jī)解算出車輛的位置。 一3 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 分原因在于他們提供了廣為人知并廣為使用豹開發(fā)環(huán)境，著強(qiáng)和具有嵌入式應(yīng)用所需的 高健能、高效率和便攜式操作系統(tǒng)緒合在一起。w i n d o w sc e 的高級(jí)特性，諸如網(wǎng)絡(luò)、 遙髏以及強(qiáng)形功栽，秘摸塊化設(shè)詩終合在一起，為中級(jí)開發(fā)人員創(chuàng)建裹復(fù)雜疫嵌入式系 統(tǒng)撮供了理想的環(huán)域。 璦有菝術(shù)著不熬開發(fā)臻肇薪鍪i o 系統(tǒng)豹擴(kuò)最聚入式系統(tǒng)。w i n d o wc e 提供象u s b 這樣的外圍接口，允許高級(jí)i o 系統(tǒng)的即時(shí)支持。w i n d o w sc e 驅(qū)動(dòng)程序模型在驅(qū)動(dòng)程 寄體系結(jié)稿方面有麓很大的熒活性。允許蕊肖驅(qū)動(dòng)穗序技術(shù)豹茯速引入。對(duì)嵌入式市場(chǎng) 的這一新的開放性也是w i n d o w sc e 最具希望的所在。 現(xiàn)今的嵌入式系統(tǒng)并不接受開放數(shù)據(jù)接口。與域在的嵌入式系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的進(jìn)程數(shù)據(jù)依 靠一個(gè)捆綁予系統(tǒng)上的單獨(dú)的監(jiān)控計(jì)算極收集獲锝。w i n d o w sc e 熬網(wǎng)絡(luò)積通信功能使 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)鬻和用戶能夠使遮些開放接口對(duì)嵌入式環(huán)境本地化。這一“基礎(chǔ)架構(gòu) 開放牲”也怒w i n d o w sc e 褒嵌入式棗場(chǎng)獲褥空 ；蓍歡逐茲主要瑟翟之一。 w m d o w sc e 的基本設(shè)計(jì)目標(biāo)之是簡(jiǎn)化嵌入式開發(fā)過程，這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)借助于 當(dāng)今焱a 式系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在編程囂最為廣泛侵露懿w i n 3 2a p i 豹雩 入，勢(shì)幫m i c r o s o f t v i s u a lc + + 等開發(fā)系統(tǒng)結(jié)合程起。間時(shí)，w i n d o w sc e 提供一個(gè)穩(wěn)定、靈活且被廣泛支 靖懿操作系統(tǒng)來處瓔建立在嵌久式系統(tǒng)上的多釋多攆的硬件平臺(tái)稻軟俘應(yīng)用程序。對(duì)嵌 入式系統(tǒng)的開發(fā)者和用戶來說，w i n d o w sc e 帶來的實(shí)實(shí)在在的好處是無可磷認(rèn)的。 1 2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)簡(jiǎn)介 車載導(dǎo)舷系統(tǒng)燕一季孛車羧宅予設(shè)備，它除了髓夠顯示毫子繡銎釉確定鑫身位置歲 ， 還能夠進(jìn)行信息查詢和規(guī)劃剮達(dá)目的地的最優(yōu)路徑，并能引導(dǎo)車輛端駛者到達(dá)目的地， 欣麗捷高道路通幸亍效率。 l 。2 。l 車載囂靛系綾能發(fā)鼴歷程 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的研究是從本世紀(jì)7 0 年代末開始研究的。8 0 年代初誕生了v n s ( v e h i c l en a v i g a t i o ns y s t e m ) ，這類繯統(tǒng)一經(jīng)蘑整，藏戮箕裰大靜應(yīng)粥徐蕊，廣瓣的市 場(chǎng)前景引起了各國(guó)政府、研究機(jī)關(guān)、企業(yè)、院校的廣泛注意，成為交通、車輛、電子等 糟關(guān)專盈靜熱門研究領(lǐng)蠛。麓靜，霜本、歐美等許多發(fā)達(dá)國(guó)家都紛紛推出了逡己的發(fā)展 規(guī)劃，越來越多的廠商加入到導(dǎo)航系統(tǒng)的研究中。與之相比，我國(guó)越步較晚吼 綴旱的包含有電子元件的車載導(dǎo)航儀器楚美國(guó)研制的車輛記程襲。這種儀器用磁羅 盤測(cè)避車輛的航向，髑輪速測(cè)量車輛哥亍駛過的距離，再用挽壤計(jì)算機(jī)瓣算出車凝於位辮。 ，3 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 六十年代末期，美國(guó)公路局研制的電子線路引導(dǎo)系統(tǒng)( e r g s ) 則采用了另外一種技術(shù) 體制，它在關(guān)鍵地點(diǎn)的路面下埋有環(huán)狀感性天線，車輛經(jīng)過時(shí)即可知道自己的瞬時(shí)位置。 1 9 9 3 年在佛羅里達(dá)的奧蘭多進(jìn)行的i t s 試驗(yàn)，所用的車載導(dǎo)航設(shè)備是t r a v e t e k ， t 黜w e t e k 用了推算導(dǎo)航、地圖匹配和g p s 。 日本于1 9 7 3 年在政府資助下開始了為期6 年的i t s 路線引導(dǎo)計(jì)劃，所采用的技術(shù) 方案是埋在地下的電感環(huán)行天線，只是試驗(yàn)的規(guī)模比當(dāng)年的電子路線引導(dǎo)系統(tǒng)大的多。 1 9 8 1 年有許多公司在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上推出了第一代車載導(dǎo)航系統(tǒng)，這些系統(tǒng)放棄了依賴埋 地天線的方法而采用了車輛獨(dú)立定位的方案。它們都以推算導(dǎo)航作為導(dǎo)航器，能給出用 戶的大概位置和路線。 在歐洲，主要是德國(guó)，車載導(dǎo)航的起步比日本晚些。七十年代末由b o s c h 公司和 大眾汽車公司聯(lián)合研制出a l i 路線引導(dǎo)系統(tǒng)，它采用的技術(shù)與e r g s 類似，即在車輛 走進(jìn)時(shí)檢測(cè)車載設(shè)備并與之進(jìn)行通信。b o s c h 公司于1 9 8 3 年演示了車輛獨(dú)立導(dǎo)航與 引導(dǎo)系統(tǒng)e v a ，該系統(tǒng)使用推算航位地圖匹配技術(shù)，1 9 8 9 年與美國(guó)e t a k 公司合作 研制成了t r a v e lp i l o t ，于1 9 9 1 年推入市場(chǎng)。 特別是1 9 9 4 年，美國(guó)g p s 系統(tǒng)投入全面運(yùn)行后，世界上使用g p s 的車載導(dǎo)航系統(tǒng) 逐漸成為市場(chǎng)主流。 1 _ 2 2 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的擴(kuò)展 車載導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)在發(fā)達(dá)國(guó)家得到較廣泛的應(yīng)用。日本最早從1 9 9 2 年開始大規(guī)模 應(yīng)用g p s 導(dǎo)航系統(tǒng)，從1 9 9 6 年開始車載導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)入快速發(fā)展期，截止到2 0 0 2 年6 月已累計(jì)銷售達(dá)到9 6 2 萬臺(tái)。目前年銷售量維持在幾百萬套，超過6 0 的新車出廠時(shí)就 已安裝了車載導(dǎo)航系統(tǒng)。在歐洲，2 0 0 2 年汽車智能導(dǎo)航產(chǎn)品的銷售量為2 0 0 萬臺(tái)；在美 國(guó)，預(yù)計(jì)2 0 0 5 年汽車智能導(dǎo)航產(chǎn)品的年銷售量將超過1 5 0 萬臺(tái)，到2 0 1 0 年將達(dá)到1 1 0 0 萬輛。在我國(guó)，車載導(dǎo)航系統(tǒng)的產(chǎn)品也已經(jīng)開始上市5 1 。 當(dāng)今先進(jìn)的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)將g p s 、慣性導(dǎo)航元件、t v 、c d 、a m f m 、視頻影碟、 通訊終端等裝置和功能集成在一起，除了具備傳統(tǒng)導(dǎo)航功能以外，還可以通過導(dǎo)航設(shè)備 控制空調(diào)、電話、t v 等設(shè)備，甚至可以進(jìn)行i n t e m e t 信息的訪問，導(dǎo)航設(shè)備已經(jīng)逐漸的 開始發(fā)揮車載信息平臺(tái)的作用。 原有導(dǎo)航系統(tǒng)中導(dǎo)航技術(shù)主要集中于向駕駛者提供可供選擇的經(jīng)路并提示前方可 能出現(xiàn)的道路信息，包括交叉路口、高速設(shè)施、鐵路道口等，信息的主要來源是對(duì)既有 d 一 末靶太學(xué)頸士學(xué)位論交 第一聿緒論 電子地圖數(shù)據(jù)的加工以及使用g p s 、陀螺儀感度等信息進(jìn)行的車輛位鬣定位。 在此基礎(chǔ)上，得到進(jìn)一步發(fā)展的引導(dǎo)功能可以根據(jù)f m 、光波等媒介以固定的格式 囊孳簸發(fā)送奎茲熬路凌售惠，憊戇疆塞度、突發(fā)事 孛等。 在日本，v i c s ( v e h i c l ei n f o r m a t i o na n dc o m m u n i c a t i o ns y s t e m ) 已經(jīng)作為全國(guó)性質(zhì) 的路況信息機(jī)構(gòu)得到充分的利用。所謂v i c s 是指以提高道路交通的安企性為目的構(gòu)筑 茲遵黲交逶癌愨旋談s y s t e m 。 被提供的道路交通信息有以下幾項(xiàng)； ( 1 ) 道路上的阻塞狀沉、通過某一條或菜段道路所需要的時(shí)間： ( 2 ) 速度疑鍘及禁壹遙季亍餐瓣援毒l 售感； ( 3 ) 從車輛渴前位置到行讖方向上的城市所要的時(shí)間等。 這些信息由道路管理者、或各級(jí)交通警漿收集然后集中于v i c sc e n t e r 。在這里各 類薅惑被轉(zhuǎn)籩藏絞豹捂式孬遴避各耱媒夯瓣貘繪駕駛謄。麓移臻寒逡行v i c s 信惑簧 輸?shù)拿浇榘╢ m 、電波、和光波3 種。 v i c s 提供的倍息又分為文字表示型、簡(jiǎn)茹圖形表示型和地圖表示烈3 個(gè)類型。 l ，2 ，3 駕駛員支援輔助功襞辮麓狀 無論是傳統(tǒng)的導(dǎo)航功能( 地圖顯示、經(jīng)路計(jì)算、經(jīng)路引導(dǎo)等) 還是后期發(fā)展的擴(kuò)充 功能( 多媒體、車載設(shè)備管理、v i c s 信息使用等) ，這些功能都是在已有信息數(shù)據(jù)的逃 行憝遴籀佬純，囪駕駛者提供麓耪倍惠。 假由于這些信息的制作是建立在固定的電子地圖數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，因此從實(shí)時(shí)的角度 上考慮，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際駕駛過程中千變?nèi)f他的各種隨機(jī)事件的發(fā)生，麗這些隨機(jī)攀 睪幫怒駕駁者在駕黢過程中需要密切注意靜。 為了能夠在行駛過程向駕駛潛提供更加實(shí)時(shí)的信息，備種駕駛者支援輔助功能應(yīng)運(yùn) 而生，并成為各大汽車導(dǎo)航廠襄投入大量資源迷行研究開發(fā)的熱點(diǎn)技術(shù)。 交叉點(diǎn)支援技寒作為駕駛者支援轄韻技術(shù)翡棱心蠹褰，邕經(jīng)被監(jiān)態(tài)人著成楚支簿 車的發(fā)全的主要技術(shù)之一。 鯔前駕駛者支援輔助功能主要包括車輛周邊狀況的提示以及和其他車輛的信息交 互強(qiáng)個(gè)大靜方藹鶼。 車輛周邊狀況提示功能中目前投入研究較多的是交叉點(diǎn)通過支援和車線變更支援。 交叉點(diǎn)通過支援是針對(duì)車輛在經(jīng)過交叉點(diǎn)附近時(shí)車輛速度變更比較大，行駛方向通常也 ，5 一 東魏大學(xué)硪士學(xué)位論走 第一章姥論 會(huì)發(fā)生較大變化而設(shè)計(jì)的。麗車線變更支援是在駕駛者變更車線之前提示捆鄰車線上的 車輛行駛狀況。 車闋遐信功能 7 1 是通過簧這、魄諾以及無線羽絡(luò)搏為載體，在車與車之超彼此交互 當(dāng)前的位置狀況等信息，可以在導(dǎo)航地圖上同時(shí)顯示兩輛或多輛車的位置。在生活中經(jīng) 鬻會(huì)凄褒這撐毅壤滋，援友之闊事籠舞定裂瓣一個(gè)舞鏨方集會(huì)，毽經(jīng)鬻霹蔻囂法漬楚告魏 對(duì)方自己當(dāng)前的位鼴而煩惱，而車間通信功能很好地解決了這樣的問題，使得不同車輛 之淹瓣祓茂了嫠交褥非常方便。 1 3 論文課題的提出 每天有數(shù)以百萬計(jì)的車輛在道路上行駛，各種交通事故頻頻發(fā)生，其中相當(dāng)一部分 事故篷車與車翡耪系俸霜下發(fā)生，瑟下透瑟辯穗琵筑夠占裂蘧類事敬翁半數(shù)蘇上，純髑 分別是追尾漆故和撾頭( 迎頭相撞) 事故。 在蘺露濾弱豹駕毅員支援輔韻功雛中，牟輛饜邊狀況提示功麓藏是針對(duì)這些狀落提 出的。目前，已經(jīng)產(chǎn)生了用以解決追尾事故的c m s 技術(shù)( c o l l i s i o nm i t i g a t i o nb r a k e s y s t e m ) ，假對(duì)于撞頭事故，還沒有成熟的技術(shù)能夠很好地解決此類問題。 因此，拽選擇了這一技術(shù)的研究作為我的碩士畢業(yè)論文設(shè)計(jì)。 1 4 論文的組織 本文逶過對(duì)酲蓊車載導(dǎo)靛系統(tǒng)的分析，攆密了一個(gè)遙過分轎路線前方的道路信患， 結(jié)合車輛運(yùn)行狀態(tài)栩駕駛者提供警告信息以減少撞頭事故發(fā)生的技術(shù)方案，并提出了系 統(tǒng)設(shè)計(jì)，接稽詳緬論述討論了其實(shí)現(xiàn)。全文共分八章： 第一章練述了嵌入式操 乍系統(tǒng)w i n c e 平翕的鬻崠，以及車載導(dǎo)靛系絞的楚介及其 發(fā)展。并概述了車裁導(dǎo)航系統(tǒng)中的交叉點(diǎn)支援子系統(tǒng)的課題的提出。 第二章未要分纓了開發(fā)該系絞騷必須鑊建夔穗寂軟硬件系統(tǒng)熬關(guān)鍵鼓零濤援，主要 說明了圖像識(shí)別技術(shù)，基于c a n b u s 總線的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，電子地圖數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和應(yīng)用 援術(shù)以及當(dāng)藩導(dǎo)靛系統(tǒng)中豹纂本功熬耱?qū)嵀a。 第三章對(duì)該系統(tǒng)的進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，包括可行性分析，主要是結(jié)構(gòu)和技術(shù)方寨的 選擇，最屆穗出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 第四章詳細(xì)論述了子系統(tǒng)中數(shù)據(jù)加工及對(duì)象交叉點(diǎn)抽出齙算法毆計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 第五章詳細(xì)論述了子系統(tǒng)中c a n b u s 總線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的定制與實(shí)現(xiàn)。 第六章詳纓論述了警告語音與警告圈像敬設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 6 一 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 慧七奄嶷示了針對(duì)該礤究課題制作的一個(gè)調(diào)試建的可視化工然。 最后題論文中涉及的關(guān)鍵技術(shù)文獻(xiàn)的一個(gè)資源索引。 結(jié)愿襲達(dá)了黠我磅究黛孥韭設(shè)計(jì)幫生添孛繪予我蘩動(dòng)秘支持豹天懿感謝。 7 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章與實(shí)現(xiàn)交叉點(diǎn)支援系統(tǒng)相關(guān)的若干關(guān)鍵技術(shù) 第二章與實(shí)現(xiàn)交叉點(diǎn)支援系統(tǒng)相關(guān)的若干關(guān)鍵 技術(shù) 交叉點(diǎn)支援系統(tǒng)作為一項(xiàng)研究課題，有一些功能還沒有能夠加載到整體導(dǎo)航環(huán)境 中，因此需要導(dǎo)航系統(tǒng)和p c 之間協(xié)同完成課題的研究。導(dǎo)航設(shè)備上完成和電子地圖數(shù) 據(jù)相關(guān)的功能以及危險(xiǎn)警告信息的輸出、p c 機(jī)上進(jìn)行圖像識(shí)別相關(guān)功能的開發(fā)，導(dǎo)航 設(shè)備和p c 之間使用c a n b u s 進(jìn)行連接和數(shù)據(jù)通信。 在本章中針對(duì)本系統(tǒng)將會(huì)用到或者需要考慮的關(guān)鍵技術(shù)及其背景知識(shí)進(jìn)行介紹，為 下一章的方案設(shè)計(jì)與分析打下基礎(chǔ)。 2 1 圖像識(shí)別技術(shù) 圖像識(shí)別的過程就是圖形刺激作用于感覺器官，人們辨認(rèn)出它是經(jīng)驗(yàn)過的某一圖形 的過程，也稱圖像再認(rèn)。在圖像識(shí)別中，既要有當(dāng)時(shí)進(jìn)入感官的信息，也要有記憶中存 儲(chǔ)的信息。只有通過存儲(chǔ)的信息與當(dāng)前的信息進(jìn)行比較的加工過程，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的 再認(rèn)【。 圖像識(shí)別是人工智能的一個(gè)重要領(lǐng)域。為了編制模擬人類圖像識(shí)別活動(dòng)的計(jì)算機(jī)程 序，人們提出了不同的圖像識(shí)別模型。模板匹配模型認(rèn)為，識(shí)別某個(gè)圖像，必須在過去 的經(jīng)驗(yàn)中有這個(gè)圖像的記憶模式，又叫模板9 1 。當(dāng)前的刺激如果能與大腦中的模板相匹 配，這個(gè)圖像也就被識(shí)別了。原型匹配模型則認(rèn)為，在長(zhǎng)時(shí)記憶中存儲(chǔ)的并不是所要識(shí) 別的無數(shù)個(gè)模板，而是圖像的某些“相似性”。從圖像中抽象出來的“相似性”就可作 為原型，拿它來檢驗(yàn)所要識(shí)別的圖像。如果能找到一個(gè)相似的原型，這個(gè)圖像也就被識(shí) 別了。泛模識(shí)別模型把圖像識(shí)別過程分為不同的層次，每一層次都有承擔(dān)不同職責(zé)的特 征分析機(jī)制，它們依次進(jìn)行工作，最終完成對(duì)圖像的識(shí)別。 圖像識(shí)別系統(tǒng)包括圖像輸入、圖像的預(yù)處理、特征的提取和圖像的解釋( 識(shí)別) 等 技術(shù)環(huán)節(jié)和設(shè)備【1 0 1 。其關(guān)鍵技術(shù)或難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能在一種略加控制的環(huán)境下，針對(duì) 移動(dòng)目標(biāo)實(shí)時(shí)地運(yùn)行，這些目標(biāo)通過靜止攝像機(jī)可能會(huì)產(chǎn)生大小不同、角度不同及光照 效果不同的圖像。 這就要求系統(tǒng)采用適當(dāng)?shù)膱D像輸入方法和預(yù)處理技術(shù)，以保證圖像特征有效地提取 或模板的生成。圖像識(shí)別( 分類、解釋) 的方法基本上分為統(tǒng)計(jì)方法和結(jié)構(gòu)分析兩類， 前者是以數(shù)學(xué)決策理論為基礎(chǔ)，建立統(tǒng)計(jì)學(xué)的識(shí)別模型，指紋、掌形的識(shí)別多采用這種 。9 一 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章與實(shí)現(xiàn)交叉點(diǎn)支援系統(tǒng)相關(guān)的若干關(guān)鍵技術(shù) 方法，其特點(diǎn)是穩(wěn)定、但緩少裂用瀚豫本身豹結(jié)構(gòu)關(guān)系。斌嚳裂主要是分 廳圖像豹結(jié)構(gòu)， 它充分地發(fā)揮了圖像的特點(diǎn)，但容易受圖像生成過程中噪聲干擾的影響。 塑像談澍技零貔應(yīng)露胃分勢(shì)驗(yàn)涯霹識(shí)魏薅耱方式。驗(yàn)逶戇囂戇是把當(dāng)攀久茲巍份與 正在發(fā)生的行為聯(lián)系在一越，確認(rèn)行為的合法性，通常是驗(yàn)汪“你是他? ”的一對(duì)( 或 較少的螢) 的琵對(duì)系統(tǒng)。談?wù)榇髋q系統(tǒng)靜輸入黼像( 可德是攝像稅拍攝靜活俸黼像) 與存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的大量的參考圖像進(jìn)行比對(duì)，來確定輸入圖像( 目標(biāo)) 的身份，所以 也稱為是識(shí)別“你是誰? ”的一對(duì)多的比對(duì)系統(tǒng)。驗(yàn)證系統(tǒng)因可對(duì)圖像的輸入加以更多 的控制，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性好，也相對(duì)成熟，已廣泛媳應(yīng)用予出入管理系統(tǒng)中。識(shí) 別慈統(tǒng)則闋環(huán)境祭件的限制，還沒有成熟的產(chǎn)品。但其應(yīng)用的效果及在安全防范中的作 鼴已效火們?cè)囎R(shí)積籬定，楚硬究的耋點(diǎn)瀑題，其圭要方囪蹩： 高質(zhì)擻圖像輸入予系統(tǒng)，保證在各種環(huán)境條件下能采巢到足夠分辨率、適當(dāng)方位和 灰愛交訖瓣蠶像，它涉及黧像儔惑器( 磐疆豫祝) 稔逮耩、安裝方式、與入侵探測(cè)熬關(guān) 聯(lián)及相關(guān)的數(shù)字化操作n 】。 基于不同平臺(tái)( p c 、服務(wù)器或多處理籜、網(wǎng)絡(luò)的) 靜處理硬件，能提供系統(tǒng)所需的 處理能力、運(yùn)算速度、靈活性和儲(chǔ)息存儲(chǔ)能力。 圖像處理和解釋與分析軟件的開發(fā)，綜合自動(dòng)模式識(shí)別和計(jì)簿機(jī)視覺技術(shù)，開始開 發(fā)各靜實(shí)用的軟件。如輸入圖像的分割、楚位、輪廓提取j 釃西像圖像的加光技術(shù)；基于 人面重心橫板的實(shí)時(shí)面像檢測(cè)：器官的位鬣信息和面像特征的提取以及各種比對(duì)算法 等。 2 2c a n b u s 數(shù)據(jù)總線技術(shù) 2 2 1c a n 總線簡(jiǎn)介 隆蓑車蠲電氣沒善越采越多，熬發(fā)動(dòng)極控裁至傳動(dòng)系統(tǒng)控制，馱行駛、裁動(dòng)、轉(zhuǎn)囪 系統(tǒng)控制到安全保證系統(tǒng)及儀表報(bào)警系統(tǒng)，從電源管理到為提高舒適性而作的各種努 力，往汽車電氣系統(tǒng)形殘一個(gè)復(fù)雜靜大系統(tǒng)，而量這系統(tǒng)都集中在駕駛窒控鑲。男井， 隨著近年來i t s 的發(fā)展，以3 g ( g p s 、g i s 和g s m ) 為代表的新型電予邋信產(chǎn)品的出 現(xiàn)，對(duì)汽車的綜合布線和信怠的共享交互提出了更高的要求。 從布線角度分據(jù)，傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)大多采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單一通擦方式，棚互之聞少有 聯(lián)系，這樣必然需疆龐大的布線系統(tǒng)。從而加劇了粗大的線束與汽車有限的可用空間之 闥豹矛詹。無論扶孝芎辯殘本還是工髂效搴溪，傳統(tǒng)毒線方法零將不戇逶瘦汽車鼢發(fā)震。 1 0 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章與實(shí)現(xiàn)交叉點(diǎn)支援系統(tǒng)相關(guān)的若干關(guān)鍵技術(shù) 從信息共享角度分析，為了滿足各子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求，有必要對(duì)汽車公共數(shù)據(jù)實(shí) 行共享，如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車輪轉(zhuǎn)速、油門踏板位置等，但每個(gè)控制單元對(duì)實(shí)時(shí)性的要求 是因數(shù)據(jù)的更新速率和控制周期不同而不同的。這就要求其數(shù)據(jù)交換網(wǎng)是基于優(yōu)先權(quán)競(jìng) 爭(zhēng)的模式，且本身具有較高的通信速率。c a n 總線正是為滿足這些要求而設(shè)計(jì)的。 控制器局域網(wǎng)c a n ( c o n t r o l l e r a r e a n e t w o r k ) f 1 2 1 是由b o s c h 公司在2 0 世紀(jì)8 0 年代初 開發(fā)的一種串行多主站總線通訊協(xié)議。它具有高傳輸速率，高抗電磁干擾性，并且能夠 檢測(cè)出發(fā)生的幾乎任何錯(cuò)誤。由于其卓越性能，c a n 已廣泛應(yīng)用于交通工具、工業(yè)自 動(dòng)化、航天、醫(yī)療儀器以及建筑、環(huán)境控制等眾多領(lǐng)域。c a n 技術(shù)在我國(guó)也正迅速普 及推廣。 使用c a n 通信技術(shù)組成汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，可滿足汽車各e c u ( e l e c t r o n i cc o n t r o lu n i t ， 電子控制單元) 對(duì)控制和數(shù)據(jù)通信的需要1 3 。c a n 總線是一種現(xiàn)場(chǎng)總線，它是為解決 現(xiàn)代汽車中e c u 之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的，可用來連接汽車和工業(yè)應(yīng)用中的各種電子 控制模塊。任何一個(gè)需要穩(wěn)定、可靠的低成本網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或設(shè)備，都有可能成為c a n 節(jié) 點(diǎn)。 2 2 2c a n 總線的技術(shù)特點(diǎn) c a n 總線可有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制，通信介質(zhì)可以是雙絞線，同軸電纜 或光纖，其主要特點(diǎn)是 1 4 】： ( 1 ) c a n 總線為多主站總線，各節(jié)點(diǎn)可在任意時(shí)刻向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息， 不分主從，通信靈活： ( 2 ) c a n 總線采用獨(dú)特的非破壞性總線仲裁技術(shù)，優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)優(yōu)先傳送數(shù)據(jù)， 可滿足實(shí)時(shí)性要求； ( 3 ) c a n 總線具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播傳送數(shù)據(jù)的功能； ( 4 ) c a n 總線采用短幀結(jié)構(gòu)，每幀有效字節(jié)數(shù)最多為8 個(gè)，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間短，并 有c r c 及其他校驗(yàn)措施，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低； ( 5 ) c a n 總線上某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，可自動(dòng)脫離總線，而總線上的其他操 作不受影響； ( 6 ) c a n 總線系統(tǒng)擴(kuò)充時(shí)，可直接將新節(jié)點(diǎn)掛在總線上，因而走線少，系統(tǒng)擴(kuò)充 容易，改型靈活： ( 7 ) c a n 總線最大傳輸速率可達(dá)1 m b s ( 此時(shí)通信距離最長(zhǎng)為4 0 m ) ，直接通信距 東北欠學(xué)碩士學(xué)位論文第二章與糞統(tǒng)交叉點(diǎn)支援系統(tǒng)招關(guān)曲著千關(guān)鍵攝術(shù) 離最遠(yuǎn)可達(dá)1 0 k m ( 速率5 k b p s 以下) ； ( 8 ) c a n 總線上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路。在標(biāo)準(zhǔn)幀( 1 l 位報(bào)文標(biāo)識(shí)符) 可這1 1 0 個(gè)，兩在擴(kuò)鼴頓( 2 9 位掇文掭識(shí)鎊) 其個(gè)數(shù)幾乎不受疆鍘。 2 2 3c a n 總線技術(shù)在汽車中的應(yīng)用 c a n 總線技術(shù)奩汽車中漪應(yīng)用熬有良下優(yōu)勢(shì)”5 l ： ( 1 ) 信息共享 采用c a n 總線技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)各e c u 之間的信息共享，減少不必瑟的線柬和傳感器。 鍘如矮有c a n 總線接嗣鮑彀噴發(fā)動(dòng)枧，其它電爨可共享其提供的轉(zhuǎn)速、水灄、枧演壓 力、機(jī)油溫度、油量瞬時(shí)流速等，這樣一方麗可省去額外的水溫、油壓、油溫傳感器， 男一方蘑哥激將這些數(shù)據(jù)顯示在儀表土，便予司輟梭! 壅發(fā)動(dòng)稅運(yùn)行王猿，鼠囂矮子發(fā)動(dòng) 機(jī)的保養(yǎng)維護(hù)。 ( 2 ) 減少線索 新型電子通訊產(chǎn)晶的出現(xiàn)對(duì)汽車的綜合布線和俗息的共摩交互提出了更高的要漿， 傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)大多采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單一通信方式，相互之問少有聯(lián)系，這樣必然造成龐 大的布線系統(tǒng)。c a n 總線可露效減少線束，節(jié)省空間。例如車門、后視鏡、搖窗機(jī)、 門鎖控制等盼傳統(tǒng)布線需要2 0 - 3 0 根，應(yīng)用總線c a n 剃只需瑟2 根。 ( 3 ) 關(guān)聯(lián)接鍘 在一定事故下，需要對(duì)備e c u 進(jìn)行關(guān)聯(lián)控制，而這是傳統(tǒng)汽車控制方法難以完成 麴。c a n 總線按術(shù)可以實(shí)瑗多e c u 熬實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)控裁。在發(fā)生袋撞謄羧跨，汽車上魏多 個(gè)氣囊可通過c a n 協(xié)調(diào)工作，它們通過傳感器感受碰撞信號(hào)，通過c a n 總線將傳感器 信號(hào)傳送舅個(gè)中央處理器肉，控鑭各安全氣囊靜痿動(dòng)彈帶動(dòng)作。 剎用c a n 總線構(gòu)建一個(gè)車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題有i ：1 6 1 ： ( 1 ) 總線傳輸信怠的速率、容：鼴、優(yōu)先等級(jí)、節(jié)點(diǎn)容鬣等技術(shù)闖題； ( 2 ) 高電磁于擾環(huán)境下嬲可靠數(shù)據(jù)磚輸； ( 3 ) 確定最大傳輸時(shí)的延時(shí)大??； ( 4 ) 嬲絡(luò)數(shù)窶鐐技術(shù)； ( s ) 網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)撩和故障診斷功能。 遽過c a n 技術(shù)弱鑊臻，可使汽車曼蠡安全、努遴、可靠，閶時(shí)可隧更麓單、遇迷 地實(shí)現(xiàn)車輛的在線編程實(shí)現(xiàn)診斷功能。c a n 總線技術(shù)在我國(guó)汽車中將很快得到普及。 一1 2 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章與實(shí)現(xiàn)交叉點(diǎn)支援系統(tǒng)相關(guān)的若干關(guān)鍵技術(shù) 它是汽車發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)”】。 2 3 電子地圖數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù) 汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是使用于汽車這一特定移動(dòng)環(huán)境下的一種移動(dòng)計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，它在車輛 的行駛中為駕駛者提供各種駕駛信息和幫助。這套系統(tǒng)的基石之一就是支撐著該系統(tǒng)的 地理信息系統(tǒng)電子地圖。 從8 0 年代中期第一部電子地圖問世以來，電子地圖的開發(fā)研制與應(yīng)用都取得了長(zhǎng) 足的進(jìn)展。 2 3 1 電子地圖信息系統(tǒng)的特點(diǎn) 今天的電子地圖已經(jīng)是集存儲(chǔ)、閱覽、分析基于決策支持為一體的綜合電子地圖信 息系統(tǒng) 1 8 】。這種信息系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn)： ( 1 ) 圖形、文字、聲音和數(shù)字多媒體集成。把圖形的直觀性、數(shù)字的準(zhǔn)確性、聲 音的引導(dǎo)性和親切感相結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)讀者的感觀。 ( 2 ) 查詢檢索。電子地圖首先是一個(gè)圖形信息庫，能夠支持從地圖圖形到屬性數(shù) 據(jù)庫和從屬性數(shù)據(jù)到定位圖形雙向檢索的功能。 ( 3 ) 決策支持。電子地圖為某種決策提供數(shù)據(jù)組織上的支持。 ( 4 ) 動(dòng)態(tài)變化支持。電子地圖要支持地圖的動(dòng)態(tài)顯示，直至多維圖形模擬，呈現(xiàn) 千變?nèi)f化的感受效果。 ( 5 ) 多級(jí)比例變化。支持多級(jí)比例尺的地圖信息存儲(chǔ)和顯示。 ( 6 ) 客觀自然狀況的模擬支持。為使用戶更好地融入系統(tǒng)，模擬客觀自然狀況會(huì) 產(chǎn)生良好效果。 2 3 2 信息的存儲(chǔ)方式 由于地域的廣闊、地理信息量的巨大，將所有信息放在一個(gè)存儲(chǔ)邏輯單元里面是不 明智的做法。信息分“塊”存儲(chǔ)將帶來管理、查詢上的方便和快速。在每一個(gè)“塊”里， 所有應(yīng)該為它擁有的客觀地理信息都應(yīng)存在并有序存放。 適合于人們?nèi)趾途植康乃伎挤绞胶涂紤]查詢上的方便快速，“級(jí)”的概念也就應(yīng) 運(yùn)而生。“級(jí)”是比例尺的概念，但“級(jí)”的概念包涵了各比例尺地理信息間的邏輯關(guān) 系。 由“塊”和“級(jí)”而形成了如圖2 1 所示的地理信息存儲(chǔ)方式。 在圖2 1 中，每一個(gè)方格就是存儲(chǔ)的一個(gè)單位，我們稱為“圖葉”。最高層的圖葉是 一1 弓一 查些查主嬰主蘭堡笙查 苧三主量壅墨壅墨：墨皇莖墨型! 墨墮莖! ! 生! i 叁生 最主要的地理信息，數(shù)據(jù)量最小，但它有眾多的子圖葉和孫子圖葉，為它補(bǔ)充記述所有 應(yīng)該有的信息。 需要注意的一點(diǎn)是，在高層的圖葉中記述的所有地理信息在其所有子圖葉和孫子