GPS车载导航系统路径规划的研究

江苏大学毕业论文

GPS车载导航系统路径规划的研究

学 院： 计算机科学与通信工程学院 班 级： 计 算 机 002 班 学生姓名： 指导教师：

二00四 年 六 月

江苏大学 学士学位论文

摘要

路径规划系统是根据GPS车载导航系统的需要开发的。本论文详细介绍了GPS车载导航系统的组成、功能、实现过程、路径规划算法以及SuperMap地理信息系统的功能。并以SuperMap为开发平台，在路径规划系统中实现了地图的基本操作。本文重点研究了车载导航系统的路径规划问题。综合考虑并比较了了多种最短路径选择算法。在原始Dijkstra算法的基础上提出了改进，节省了很大的存储空间，提高了效率。

关键词： GPS ，GIS , 车载导航系统 ，路径规划 ，Dijkstra算法

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Abstract

The Route-Planning system is developed for the Vehicle navigation System. The structure, function and the realization of the whole system are demonstrated in detail in this thesis. The GIS(Geographic Information System) theory is introduced .By using SuperMap software as a supporting platform, basic operation of map are realized. The algorithms of Route Planning are discussed in detail. Think over and compare many shortest path algorithms and present a improved algorithm based on the original Dijkstra algorithm in this thesis . It saves memory space and increases efficiency. KEY WORDS: GPS, GIS, Vehicle navigation System , Route-Planning, Dijkstra algorithm

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目录

摘要 ................................................................................................................................................... - 1 - Abstract ........................................................................................................................................... - 2 - 第一章 绪论 ...................................................................................................................................... 1

1．1 引言 ................................................................................................................................ 1 1．2 本课题相关技术基础 ....................................................................................................... 1

1．2．1 全球定位系统GPS .............................................................................................. 1 1．2．2 地理信息系统GIS .............................................................................................. 2 1．3 本课题研究的目的及意义 ............................................................................................... 2 1．4 本课题完成的主要内容 ................................................................................................... 3

1．4．1 本课题的任务 ..................................................................................................... 3 1．4．2 本文的内容安排 ................................................................................................. 3

第二章 GPS车载导航系统体系结构与关键技术 ............................................................................ 4

2．1 车载导航系统的产生与发展 ........................................................................................... 4 2．2 车载导航系统总体结构与关键技术 ............................................................................... 4

2．2．1 总体结构 ............................................................................................................... 4 2．2．2 关键技术 ............................................................................................................... 5 2．3 车载导航系统结构分析 ................................................................................................... 5 2．4 系统的功能要求 ............................................................................................................... 6 2．5 系统技术要求 ................................................................................................................... 6 2．6 路径规划子系统的总体框架 ........................................................................................... 7 第三章 SuperMap GIS简介 .............................................................................................................. 8

3．1 SuperMap Deskpro的概述 .............................................................................................. 8 3．2 SuperMap Objects的概述 .............................................................................................. 8 3．3 SuperMap中数据组织的基本概念 .................................................................................. 9

3．3．1 工作空间（Workspace） ..................................................................................... 9 3．3．2 数据源(Datasource) ........................................................................................ 10 3．3．3 数据集(Dataset) .............................................................................................. 10 3．3．4 图层 ................................................................................................................... 10 3．3．5 地图 ................................................................................................................... 10 3．3．6 布局与资源 ....................................................................................................... 11 3．3．7 记录集 ............................................................................................................... 11 3．3．8 上述概念之间的关系 ........................................................................................ 11 3．4 SuperMap Objects 空间数据引擎 ............................................................................... 12 第四章 路径规划子系统的分析与设计 ......................................................................................... 13

4. 1 系统简介....................................................................................................................... 13 4. 2 系统体系结构设计 ....................................................................................................... 14 4． 3 路径规划算法的设计 ................................................................................................... 14

4．3．1 现有的路径规划算法 ....................................................................................... 14 4．3．2 经典Dijkstra算法 ......................................................................................... 15 4．3．3 改进 Dijkstra 算法 ....................................................................................... 15

第五章 路径规划子系统的实现 ..................................................................................................... 18

5．1 地图的制作..................................................................................................................... 18 5．2 路网拓扑处理 ................................................................................................................. 19

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5．3 系统界面程序设计 ......................................................................................................... 20 5．4 地图显示与浏览操作 ..................................................................................................... 21 5．5 路径规划程序设计 ......................................................................................................... 21

5．5．1 路径规划模块的实现 ......................................................................................... 21 5．5．2 最短路径算法实现 ............................................................................................. 22 5．5．3 程序运行结果 ..................................................................................................... 23

第六章 结论与展望......................................................................................................................... 24

6．1 设计小结......................................................................................................................... 24 6．2 路径规划系统的展望 ..................................................................................................... 24 参考文献 .............................................................................................................................................. 26 致谢 ...................................................................................................................................................... 27

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