嵌入式車載導(dǎo)航信息系統(tǒng)研究

該系統(tǒng)的定位模塊和無線通訊模塊需借助相應(yīng)裝置，導(dǎo)航信息系統(tǒng)直接收發(fā)這些裝置數(shù)據(jù)，處理后為系統(tǒng)所用；路徑規(guī)劃和路線引導(dǎo)模塊功能的實(shí)現(xiàn)算法研究已相當(dāng)深入，這里不再贅述。而對于導(dǎo)航電子地圖模塊，為便于功能實(shí)現(xiàn)和后期擴(kuò)展，按其功能分為矢量圖形系統(tǒng)和導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，前者是按特定要求顯示矢量圖形，后者是存儲和管理圖形元素的幾何數(shù)據(jù)(如坐標(biāo)等)、屬性數(shù)據(jù)(如道路等級等)以及其
他相關(guān)數(shù)據(jù)(如交通信息等)。

2 導(dǎo)航矢量圖形系統(tǒng)
2．1 基于EVC的矢量圖形系統(tǒng)
分析地圖發(fā)現(xiàn)，地圖矢量化后矢量圖形的元素類型有：點(diǎn)(Point)、線(Line)、連續(xù)折線(Polyline)、區(qū)域(Region)、弧線(Arc)、文本(Text)、矩形(Rectangle)、圓角矩形(Rounded Rectangle)、橢圓(Ellipse)、圓(Circle)、符號(Symbol)等11個類型。導(dǎo)航電子地圖中，符號只用于顯示，而且類型有限，該系統(tǒng)采用柵格方式在矢量圖形上透明顯示。其余10種圖形元素并非獨(dú)立分類，比如，元素點(diǎn)可用其他若干個元素組合表達(dá)：矩形元素(在嵌入式C++中有直接函數(shù)支持)實(shí)質(zhì)是一個特殊區(qū)域。
考慮以上每個對象類都有如線型、顏色等的公共數(shù)據(jù)，可抽象一個基類。本文共建立了15對象類及結(jié)構(gòu)：基類Class CDraw、線類Class Cline：public CDraw、多線類Class CPline：public CDraw、區(qū)域類Class CArea：public CDraw、橢圓弧類Class CEarc：public CDraw、圓類偽代碼描述Class CCirele：public CDraw、矩形類Class Crectangle：public CDraw、圓角矩形類Class CroundedRectangle：public CDraw、橢圓類Class CEllipse：public CDraw、文本類Class CText：public CDraw、符號類Class CSvmbol:public CDraw、繪制矢量圖形參數(shù)類Class CgraphPara、圖層屬性結(jié)構(gòu)typedef struct、當(dāng)前畫面屬性結(jié)構(gòu)tvoedef struct、導(dǎo)航目標(biāo)屬性結(jié)構(gòu)typedef stmct。
車載導(dǎo)航電子地圖一般采用小液晶顯示屏顯示。為了實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航，顯示的畫面內(nèi)容應(yīng)盡可能簡單明了，所以矢量圖形將數(shù)據(jù)分層組織，在圖形元素的基類中設(shè)有表示元素所處圖層的信息。除了將元素分類為不同的顯示圖層，簡化顯示內(nèi)容，基類還可設(shè)置該元素是否顯示標(biāo)志位，這樣可提高顯示速度，節(jié)省資源。例如。在同一圖層元素，如果有些元素不在當(dāng)前顯示窗口，可以不進(jìn)行與顯示有關(guān)的后臺操作(坐標(biāo)變換等)。DPtoVP和VPtoDP方法是實(shí)際坐標(biāo)(地理坐標(biāo))和圖形坐標(biāo)相轉(zhuǎn)換。通過矢量化得到的圖形元素的位置數(shù)據(jù)一般是某種坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，而本系統(tǒng)用戶可見的顯示坐標(biāo)范圍為從(0，0)至(640，480)，所以需進(jìn)行坐標(biāo)變換。每個圖形元素都需Draw(繪制)方法，但不同元素的繪制方法各不相同，為了方便Draw方法使用，在基類中將Draw定義為純虛函數(shù)，在子類中重載時再具體賦以不同繪制內(nèi)容。
2．2 矢量圖形系統(tǒng)優(yōu)化
嵌入式車載導(dǎo)航系統(tǒng)硬件平臺一般采用低功耗設(shè)計(jì)，運(yùn)算能力有限。但導(dǎo)航電子地圖顯示畫面往往含有大量圖形元素，圖形顯示一次需花費(fèi)大量時間。如果采用每次全部繪制所有電子地圖內(nèi)容并直接輸出到畫面，則會導(dǎo)致畫面刷新慢和重繪閃爍明顯。因此需優(yōu)化矢量圖形的繪制方法。
2．2．1 提高圖形的顯示速度
一般繪圖方法是繪制所有圖形元素，而這樣嚴(yán)重影響繪圖速度。為了加快繪圖速度，在顯示一個圖形元素前，先判斷該圖形元素是否在當(dāng)前視圖屏幕中，如果不在，則無需繪制，從而節(jié)省繪制時間州。而判斷一個圖形元素是否在當(dāng)前視圖屏幕．需計(jì)算判斷圖形元素與當(dāng)前視圖屏幕矩形是否相交，但此方法需大量計(jì)算，影響顯示速度。采用的判斷圖形元素是否需要繪制的方法應(yīng)允許不太嚴(yán)密，但要計(jì)算簡單。在每次重繪圖形元素前，首先判斷元素是否顯示，并只繪制所需部分。這樣就大大加快繪圖速度，并能滿足導(dǎo)航電子地圖系統(tǒng)顯示要求。