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多功能汽车导航系统的设计与实现 经MCS-51单片GPS接收板接收卫星的导航数据， 机处理，截取所需的有效数据，当GPS接收板接收到 输出的数据的导航数据无效时，用航位推算系统（DR） 作为导航数据，经处理，截取所需的有效数据。将有效数据送入PC/104机的串口。 为了消除各种误差和干扰对定位精度的影响，对数据进行卡尔曼滤波，提供给电子地图使用。卡尔曼滤波是线性无偏差最小方差递推滤波，能够满足实时 本设处理的要求。由于采用了较高配置的PC/104机， 计采用软件实现卡尔曼滤波。 技术可以很好地解决车辆在电子地图匹配（MM） 地图上显示的轨迹与实际行驶轨迹不相符的问题。与空中导航和海上导航不同，陆地车辆只局限于道路交通系统，因此地图匹配系统可以大大提高定位的准确性，有效地消除了累积误差。 ，能充分发挥各自的优这样的组合（GPS/DR/MM） 势，进行优劣互补，从而获得满意的导航定位精度。2.2硬件系统的开发 汽车导航系统的工作环境一般比较恶劣，系统工作时常受到高温、灰尘、振动、电磁干扰等诸多影响，使系统不能正常工作。在选择硬件产品时，除了考虑实现系统功能外，还要考虑部件是否能在较恶劣的环境下正常工作。随着电子技术和集成技术的飞速发展，硬件产品的品种越来越多，功能越来越强，性能越来越可靠，体积越来越小，价格越来越低。这为导航系统的硬件选择提供了条件。 导航计算机。选用PC/104机作为导航计算（1） 低功耗和抗干扰能力强的机。PC/104机具有小型化、 特点。其CPU板和扩展板之间采用垂直的金属插针式的插接方式连接。各板层叠插接后靠插板之间的螺纹支柱级连固定，构成稳定的整体。实验表明，插针方式连接要比插槽方式连接牢固可靠，满足车载环境的要求。用3块不同功能的模板叠接起来就可以构成完整的PC机系统。PC/104CPU板上提供了多品种、大容量的存储器接插座，可以根据需要使用不同的存储 电子盘、硬盘、。媒质（如：DRAM、SDRAM、CD-ROM等） 高速网32位高速宽带PCI接口可以满足多媒体设备、 卡等的要求。强化了的并行口和串行口可灵活使用。 或定义为其他I/O并行口可定义为标准PC机打印口， 口，用于连接LCD等设备。串行口可以作为标准通信口或扩展为控制台接口。板上的USB接口带宽为 可以方便地与电话、电视盒、调制解调器、数字12Mbps， 北京长安自动化工程集团 化仪器、音像设备等连接。 （2）GPS-OEM板。目前，GPS-OEM板的品种很多。选用体积小、重量轻、功耗低、定位和重捕获时间短、抗遮挡能力强、工作温度范围宽、操作简单、易于开发、配件丰富、价格适中的产品。在满足上述条件下，选用复 同时可合12通道GPS接收机。它可以快速捕获卫星， 以减小GPS-OEM板上CPU的计算负担。 （3）航位推算系统。本汽车导航系统采用角速度传感器、里程仪和霍尔传感器组成航位推算系统。 根据GPS-OEM板有车速脉冲输入口和角速度输入口， 这些数据进行推算定位。当GPS定位数据无效时， 输出定位数据。GPS接收机自动切换至进行推算定位， 可选的存储器有（4）存储器。根据系统的要求， 硬盘、电子盘和PCMCIA卡。目前，CD-ROM驱动器、 而且价格较高；电子盘和PCMCIA卡的存储容量较小， 硬盘和CD-ROM驱动器的存储容量大，技术成熟，品种繁多，价格适中，所以选用硬盘和CD-ROM驱动器作为存储器。硬盘采用有防震设计的2.5英寸硬盘，其容量足以满足导航软件和电子地图的需要。采用带有电 采子防震系统的4倍速CD-ROM驱动器。为了防尘， 用双门结构设计。CD-ROM驱动器不仅可以作为装载软件及电子地图的工具，而且还可以播放软件组成 实现娱乐功能。电子地图和导航应VCD机和CD机， 用软件存于硬盘中。为了提高硬盘和CD-ROM驱动器的工作稳定性，系统采用多级缓存技术，即操作系统和导航软件存于硬盘，硬盘上设置CD-ROM缓存区。当 将光盘的数据调入硬盘的缓存需要CD-ROM数据时， 区。这样做保证了在大多数情况下，只有一个驱动器工作，提高了可靠性。 人机接口。人机接口由显示器和触摸屏组成。（5） 由于系统不仅要显示高清晰、多层次、内容丰富的地理 电视图像等视频信息，因此信息，而且还要显示VCD、 采用6.4英寸TFT-LCD显示器作为输出设备。为了简化驾驶员和乘客对导航系统的操作，提高安全性和可