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交通信息感知技术在中心导航系统中的应用与研究

郑啸天  
【摘要】:随着我国的社会经济的高速发展,城市化水平不断提高,另外汽车的保有量也出现大幅度增长,同时由于在交通运输领域中的相关管理和设施没有健全,因此出现了城市交通拥堵、事故频发等问题。由于交通不畅严重影响了人们的日常生活,为出行造成了困难,同时也导致了经济上的损失。车辆导航系统的出现和广泛应用其中一个目的就是利用先进的信息技术对人们驾车出行进行合理的引导,从而尽量避免不必要的时间和经济损失。车辆导航系统中的车载自主式导航系统是目前应用最为广泛和成熟的系统,该系统通过存储于本地的道路网信息可以提供单车的导航路径规划,这极大的提高了人们出行的便利,但是城市中的交通拥堵现象日益严重,不能掌握实时路况的导航系统已经很难适应当前的用户需求,因此远程中心式导航系统应运而生。中心式导航系统在中心端可以掌握城市中的实时路况和交通信息,并根据这些信息结合道路网数据向外界车辆用户提供动态的导航服务。 传统的实时路况和交通信息的获取手段主要依靠线圈、红外传感器和雷达等固定设备,这些固定的检测方式普遍存在诸如监测覆盖面小、设备安装周期长、安装使用成本高和设备维护较为困难等问题,而浮动车信息采集系统能很好的对固定检测手段进行补充。使用浮动车信息采集系统可以完成道路的平均车速估计、路段流量和车辆密度等交通信息以及地图修正等工作。在中心式导航系统中使用浮动车作为交通路况的感知手段是合理且高效的。 本文研究了在中心导航系统中使用浮动车轨迹数据进行交通信息感知的技术和方法,并且给出了相应的模型和解决方案。本文的主要工作是:完成了基于浮动车轨迹数据的道路平均车速的估算模型、交通转向限制信息的获取方案以及与路网拓扑结构的融合并且提出了利用浮动车轨迹数据的新增道路自动检测算法和方案等;另外由于交通路口转向限制信息的加入导致传统Dijkstra最短路径算法的不可用,因此本文提出了改进的最短路径算法并用于导航模块中;在卫星定位方面提出了北斗/GPS双切换的定位算法。通过实验验证了所提出算法的可行性。另外完成了具备基本功能的中心导航系统的搭建和车载客户端的设计。


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