基於SH7764處理器的車載導航優化方案
發布時間:2013-06-06 責任編輯:lynn
【導讀】隨著經濟的不斷提升,汽車也越來越年輕化,而導航也受到大多數人的追捧。導航功能可以解決以往繞路、碰撞等問題,文中主要在車載導航的軟硬件的優化上進行了一番探討,使車載導航更能方便人們的生活。
車輛遠程診斷儀的主要功能是導航。導航功能的重點是行車路線設計、自動車輛定位、綜合信息服務、路徑引導服務等。導航功能是GIS技術、通訊技術、嵌入式技術和GPS定位等技術相結合的綜合應用係統。係統通過對GPS定位全天候、高精度、實時性強的特點,可實現對車輛準確實時的跟蹤,通過應用GLS技ji術shu,則ze可ke在zai電dian子zi地di圖tu上shang顯xian示shi車che輛liang的de定ding位wei信xin息xi,明ming確que用yong戶hu所suo在zai的de準zhun確que位wei置zhi。文wen中zhong在zai介jie紹shao了le典dian型xing的de導dao航hang係xi統tong軟ruan硬ying件jian構gou成cheng的de基ji礎chu上shang,重zhong點dian探tan討tao了le車che載zai導dao航hang電dian子zi地di圖tu設she計ji和he實shi現xian,對dui於yu車che載zai導dao航hang的de進jin一yi步bu優you化hua具ju有you現xian實shi意yi義yi。
1 車載導航電子地圖的體係結構
1.1 係統硬件設計方案
嵌入式係統作為電子地圖的載體時,硬件係統需采用32位的微處理器,工作頻率在400 HMz以上,以便能夠處理大量的數據和流暢的運行操作係統。硬件係統需能夠支持多媒體功能,支持LCD觸摸屏輸入、具有大容量SD卡的加載功能,所選取的操作係統應具有信息數據庫和地圖數據庫的管理功能。
SH7764作為診斷儀的核心處理器,其最高工作頻率為324MHz,可實現583MI/S的處理性能。FPU支持單、雙精度運算,可實現2.3GFLOPS的最高性能。並具有豐富的硬件資源,包括硬件音頻解碼功能、正玄/餘玄操作以及向量元算操作功能。外設執行存儲功能包括NAND閃存控製器和存儲卡控製器、以太網控製器(10/100BASE—T)、USB接口(全速/高速)、I2C總線接口、帶有FIFO的串行通訊接口,顯示支持功能是由2D圖形引擎、LCD控製器和數字RGB輸出功能提供的。
SH7764高速的數據處理性能和豐富的外設功能,使得SH7764處理器可以低廉的成本構成一個高性能的車載診斷處理係統。使用SH7764構成車載遠程診斷儀時,電路框圖如圖1所示。

圖1 使用SH7764構成車載遠程診斷儀時的電路框圖
1.2 操作係統
WinCE操作係統是一個功能強、可裁剪、易移植的係統,且具備了係統所必須的用戶信息數據庫和數字地圖數據庫的存儲及管理功能。
在WinCE操作係統中,虛擬專用網絡(Virtual Private Network,VPN)的操作性和適用性較強,其主要是利用公用網絡作為用戶信息傳輸的媒體,通過附加的隧道封裝、信息加密、用(yong)戶(hu)認(ren)證(zheng)和(he)訪(fang)問(wen)控(kong)製(zhi)等(deng)技(ji)術(shu)實(shi)現(xian)對(dui)信(xin)息(xi)傳(chuan)輸(shu)過(guo)程(cheng)的(de)安(an)全(quan)保(bao)護(hu),從(cong)而(er)向(xiang)用(yong)戶(hu)提(ti)供(gong)類(lei)似(si)專(zhuan)用(yong)網(wang)絡(luo)的(de)安(an)全(quan)性(xing)能(neng)。相(xiang)對(dui)而(er)言(yan)安(an)全(quan)性(xing)大(da)幅(fu)提(ti)升(sheng),因(yin)此(ci)這(zhe)種(zhong)基(ji)於(yu)網(wang)絡(luo)信(xin)息(xi)安(an)全(quan)係(xi)統(tong)一(yi)般(ban)會(hui)采(cai)用(yong)複(fu)雜(za)的(de)密(mi)碼(ma)身(shen)份(fen) 驗證機製,得以保證係統賬戶的安全。係統采用嚴格的權限管理,用以確保係統運行的安全性。
(1)網絡操作係統層:通tong過guo網wang絡luo和he操cao作zuo係xi統tong的de管guan理li機ji製zhi並bing借jie助zhu相xiang應ying的de管guan理li軟ruan件jian和he防fang火huo牆qiang技ji術shu,防fang止zhi病bing毒du和he黑hei客ke入ru侵qin企qi業ye的de信xin息xi管guan理li網wang絡luo,對dui重zhong要yao的de數shu據ju和he傳chuan輸shu的de數shu據ju進jin行xing加jia密mi處chu理li,防fang止zhi非fei法fa人ren員yuan登deng錄lu數shu據ju庫ku和he應ying用yong係xi統tong,保bao障zhang在zai網wang絡luo環huan境jing下xia的de各ge項xiang業ye務wu順shun利li進jin行xing。
(2)數據庫係統層:通過數據庫操作係統ORACLE等管理機製和相應的管理軟件,實現對登錄數據庫用戶的檢驗,數據各種操作權限的控製,數據及時備份和曆史數據的管理。
(3)係統應用層:主要是係統平台提供的管理功能測試,有功能權限設置、數據權限設置、時間權限設置、應用控製機製和操作日誌管理。
1.3 GIS軟件設計
GIS軟件的設計基礎在於數據結構以及數據庫結構的定義兩方麵,其直接決定了係統的穩定性、合理性、功能完整性、可擴充性等方麵。GIS軟件所具備的查詢檢索功能、圖像功能、分析功能均依次為基礎來進行開發的。
1.3.1 電子地圖的文件格式與數據組織
zaidianziditudilixinxixitongzhong,shixingshuxingshujuyukongjianshujudefenkaichucun。qizhong,kongjianshujuyidianziditudezishengeshizaiwenjianzhongjinxingbaocun,ershuxingzeyishujulianxingshizaiyifenbiao 中實現儲存。且兩者利用一定索引機製便可有效地關聯。電子地圖以土層為依據進行地理管理。每個圖層均由屬性數據表結構文件、屬性數據文件、交叉索引文件、 空間數據文件多個基本文件構成。空間數據包括空間對象的顏色信息、坐標信息、幾何類型等,當用戶對索引字段加以規定後,索引文件便會在地理信息係統中自動生成。
電子地圖通過“Table”的(de)形(xing)式(shi)來(lai)建(jian)立(li)屬(shu)性(xing)數(shu)據(ju)與(yu)空(kong)間(jian)實(shi)體(ti)間(jian)的(de)對(dui)應(ying)關(guan)係(xi),並(bing)以(yi)此(ci)為(wei)基(ji)礎(chu)建(jian)立(li)起(qi)電(dian)子(zi)地(di)圖(tu)的(de)查(zha)詢(xun)檢(jian)索(suo)係(xi)統(tong)。通(tong)過(guo)定(ding)義(yi)空(kong)間(jian)數(shu)據(ju)結(jie)構(gou),對(dui)空(kong)間(jian)實(shi)體(ti)類(lei)型(xing)進(jin)行(xing)確(que)定(ding)。數(shu)據(ju)庫(ku)關(guan)係(xi)模(mo)型(xing)選(xuan)用(yong)一(yi)組(zu)邏(luo)輯(ji)嚴(yan)密(mi)、結構簡單的二維平麵表為操作對象,Table中嚴禁重複存儲,從而保障空間內唯一的實體記錄。在描述 空間實體類型的多種屬性時,將其進行多個Table的分解,從而使其形成多重的鏈表關係,多個Table屬性信息同空間實體發生聯係,進而構成屬性數據同空間實體間多重對應的關係。
1.3.2 電子地圖的數據索引機製
電子地圖數據索引機製的索引設計過程如下:dangcongshuxingxinxizhongjinxingkongjianxinxidezhaxunshi,dianziditushouxianyingzaishuxingwenjianzhongzhaodaoshujukuzhongdexiangyingshuju。cishijiukezaisuoyinwenjianzhongxuanquxiangyingzhizhen,qisuozhidedituduixiangjiweitongshujukujilukongjianxiangduiyingdeduixiang。congernenggouzaikongjianxinxizhongjinxingshuxingxinxidezhaxun。(如對於某一空間對象已在地圖上查 出chu,電dian子zi地di圖tu便bian可ke在zai空kong間jian文wen件jian中zhong讀du出chu同tong空kong間jian信xin息xi相xiang對dui應ying的de記ji錄lu號hao,以yi此ci為wei依yi據ju,便bian可ke實shi現xian該gai地di圖tu對dui象xiang底di性xing信xin息xi在zai屬shu性xing數shu據ju文wen件jian中zhong的de查zha詢xun。)而MapInfo地理信息數據格式的應用,則可較好地落實上述索引思路,且能夠按照土層間的疊加關係進行存放與顯示。
1.3.3 電子地圖的圖層與圖元
在MapX中,對於MapInfobiaodeditubiaoshijunshiyitucengdexingshijinxingxianshide,zhexietucengzhongchuyoudiwuyuansuweizhiwai,morenweitouming。diejiatucenghou,biankekandaoditudegezhongfangmian。tuyuanzebaokuoquyuduixiang、點對象、線對象。在MapX中,通過對Feature對象的利用便可實現對上述地圖對象的房問題,可完成創建、自定義、編 輯、顯示等操作。
1.3.4 應用Geoset,實現地圖管理
對於滿意的地圖,便可進行保存,在驅動器中將其寫入Geoset文件當中。將Geoset文件打開,全部地圖的設置和土層均為保存時狀態。此時,可應用MapX自帶工具Geoset Manager可對.gst文件進行管理,來對管理縮放級別、圖層、表和其他屬性進行修改。
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2 電子地圖模塊的二次開發
基於Active技術的MapX控件為開發人員的二次開發提供了方便。在VC++等可視化開發環境中,將MapX控件嵌入到窗體中即可進行編程、設置屬性等操作,完成空間數據查詢,地理空間數據的可視化,編碼等地圖信息係統功能。
2.1 安裝MapX mobile
在MapX安裝完畢後,添加MapX空間便可對地圖進行顯示。具體設計步驟為:建立標準exe於編程環境當中,從“工程”菜單中選取“部件”,隨即將 “部分對話框打開”,於部件列表內,將“MapX mobile V5.02”找到,完成複選後,點擊“確定”。隨後工具欄中便會將Map空間圖標顯示出來,此時,單擊“控件”,便完成了工程中Map空間的引入。
2.2 地圖的基本操作
車載嵌入式車載導航中,主要通過DataSet對象和Layer對象操作來完成MapX地圖操作。對同此類型對象的應用,仍可將地圖土層添加到應用程序當中。而屬性數據操作的完成,則可通過建立數據綁定、數據源設置的方式實現。而電子地圖的加載主要通過以下兩種設計形式實現。一是在MapX中加載一個Geoset對象,加載完成後,MapX將各個圖層自動打開,在地圖窗口中進行疊加,並對圖層屬性信息進行設置。二是在MapX中加載一個圖層,該種方法是對一個MapInfo文件的直接加載,待圖層打開後,其將在地圖窗口內完成自動的疊加。
2.3 地圖的刷新
MapX首(shou)先(xian)繪(hui)製(zhi)動(dong)態(tai)圖(tu)層(ceng)以(yi)外(wai)的(de)全(quan)部(bu)圖(tu)層(ceng),並(bing)在(zai)某(mou)一(yi)地(di)方(fang)進(jin)行(xing)存(cun)儲(chu),當(dang)其(qi)他(ta)圖(tu)層(ceng)未(wei)變(bian)而(er)動(dong)態(tai)圖(tu)層(ceng)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)時(shi),便(bian)可(ke)通(tong)過(guo)已(yi)存(cun)儲(chu)的(de)動(dong)態(tai)圖(tu)層(ceng)和(he)數(shu)據(ju)來(lai)實(shi)施(shi)覆(fu)蓋(gai)處(chu)理(li),進(jin)而(er)現(xian)實(shi)處(chu)理(li)結(jie)果(guo)。地(di)圖(tu)的(de)刷(shua)新(xin)過(guo)程(cheng)設(she)計(ji)為(wei)依(yi)次(ci)全(quan)部(bu)刷(shua)新(xin)的(de)形(xing)式(shi),從(cong)最(zui)小(xiao)外(wai)界(jie)矩(ju)形(xing)窗(chuang)口(kou)區(qu)域(yu)開(kai)始(shi),來(lai)完(wan)成(cheng)整(zheng)合(he)刷(shua)新(xin)過(guo)程(cheng)。該(gai)方(fang)法(fa)的(de)優(you)點(dian)是(shi)相(xiang)比(bi)於(yu)整(zheng)個(ge)地(di)圖(tu)窗(chuang)口(kou)的(de)刷(shua)新(xin)形(xing)式(shi)要(yao)更(geng)加(jia)快(kuai)速(su)。同(tong)時(shi),因(yin)受(shou)地(di)圖(tu)刷(shua)新(xin)速(su)度(du)的(de)影(ying)響(xiang),MapX難以同時完成多目標的刷新,這時就可進行統一刷新鬧鍾的設置,從而使每個一定時間間隔,目標地圖便會自動刷新一次。
2.4 地圖調用
首先,在工程中加入MaoX.cpp和MapX.h文件。在菜單“Project”中選擇“Files”命令,隨後將對話框打開選取 MaoX.cpp和MapX.h文件加入到MapX係統當中。將MapX對象頭文件加入到視圖(包含MapX)中。針對MapX進行一個資源ID的創建,通過“新建一名稱輸入”的操作來完成。進行消息映射函數SIZE和CREATE的創建,在“視圖/類導向”中選擇視圖類,並將兩個信息在消息框中完成分別選擇,之後通過函數的條件,來對代碼進行編輯,導入地圖。通過類向導,來進行SETFOCUS映射函數的創建,使得窗口在獲得焦點的同時,地圖空間也可獲取焦點。
2.5 圖層的控製
GIS軟件中,通常需對圖層屬性進行設置,而通過對顯示圖層控製方法的應用便可實現此項功能,借助於MapX中可選擇、可顯示、自動標注、可編輯的四種屬性設置來實現地理信息維護與查詢功能的發揮。
2.6 鷹眼圖的實現
鷹眼圖是基於嵌入式車載導航電子地圖的一項基本功能,其實現思路為:進行一個無模式對話框的創建,確立HAWK為ID。建立MapXkongjianlaiduiyingyantujinxingkongzhi,bingchuangjianyixintucengyuyingyantuzhong,yicitianjiajuxingkuang,duizhushituzhongdituzuochubiaoshi,qiegaijuxingkuangdeweizhihedaxiaobusuizhushitubianjiebianhuaerfashengbianhua。tianjiayigeanniuyuduihuakuang,yijuanniuxiadexiangyinghanshulaicaozuoyingyantuMapX空間,從而使其對Map空間的操作得以實現,且當按下對話框按鈕後,便可對CLICK信息進行發送。依靠此 設計程度的鷹眼圖可在EVC模擬器上運行,並具備了車載導航電子地圖的基本功能。
3 結束語
qianrushichezaidaohangzaichezaidaohanglingyuzhongyouguangfandeyingyong,suizheshehuixinxihuadefazhan,qianrushichezaidaohangdianziditudegongnengbijiangjinyibuwanshan。yinci,qianrushichezaidaohangdeyingyongqianjingjiangshifenguangkuo。
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