日本：日本也是当今车辆定位与导航系统 和智能交通系统发展最成功的国家之一。它的 研 究 始 于 1971 年 的 CACS(Comprehensive Automobile Traffic Control System：综合车辆 交通控制系统），该计划与美国的 ERGS 极为 相似。
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§1.2 车辆定位导航系统研究现状
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§1.2 车辆定位导航系统研究现状
欧洲：欧洲对车辆定位导航系统的研究始 于70年代的ALI工程。80年代，名为CARIN和 EVA的车辆自主导航系统先后推出。CARIN利 用了推算定位和地图匹配技术及彩色显示器来 显示地图，它是第一个采用CD-ROM存储数字 地图的导航系统。
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§1.2 车辆定位导航系统研究现状
智能车辆定位导航系统及应用
北京理工大学
成绩说明

平时成绩：20分
包括课堂（考勤及大作业，不能补交）


期末考试：卷面100分，折合80分。
期末考试：半开卷
2
参考书目

付梦印等，《智能车辆导航技术》，科学出版社 王美玲等，《地图投影与坐标变换》，电子工业出 版社

张其善等，《智能车辆定位导航系统及应用》， 科学出版社
时，产生的无机铅随尾气排出，造成土壤的铅污染。
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§1.1.1 道路交通的现状

堵车还造成了严重的经济损失。
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§1.1.1 道路交通的现状

交通事故大量增加，道路安全受到挑战。
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应对措施

新建必要的道路、完善路网布局以及加强对现 有道路系统的管理。 大力发展高效、安全的公共交通系统。包括发 展大容量、高速度的轨道交通。 积极研发低污染、低消耗的新型汽车，减少或 消除小汽车本身存在的缺点。 加强城市停车设施的建设。 积极发展新一代智能交通系统（ITS）。
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§1.1.2 智能车辆定位导航系统
ITS 研究的范围十分广泛，内容丰富，使 用的技术和手段多样。但其中，最关键的组成 莫过于智能车辆定位导航系统。
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§1.1.2 智能车辆定位导航系统
智 能 车 辆 定 位 导 航 系 统 （ Intelligent Vehicle Location and Navigation System，简称 IVLNS）是集成应用了自动车辆定位技术、地 理信息系统与数据库技术、计算机技术、多媒 体技术和现代通信技术的高科技综合系统。
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§1.1.2 智能车辆定位导航系统
智能交通系统ITS是将先进的科学技术（信息技 术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术 、控制技术、运筹学、人工智能等）有效地综 合运用于交通运输、服务控制和车辆制造，加 强车辆、道路、使用者三者之间的联系，从而 形成一种保障安全、提高效率、改善环境、节 约能源的综合运输系统。
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§1.1.2 智能车辆定位导航系统
3、路径引导服务 可在出行过程中产 生语音或图形方式的实 时引导指令使驾驶员沿 预定行车路线顺利抵达 目的地。
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§1.1.2 智能车辆定位导航系统
4、综合信息服务 可向用户提供与电子地图有关的信息检索 与查询服务，如按用户要求显示停车场、主要 旅游景点、宾馆等服务设施的位置的数据资料， 并在电子地图中指示其所处的位置。
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§1.1.2 智能车辆定位导航系统
2、地理信息系统引擎（Map Query）是操 作和查询电子地图数据库的接口，提供了电子 地图的显示、浏览、动态刷新、缩放等功能和 相关的信息检索和查询服务。
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§1.1.2 智能车辆定位导航系统
3、定位模块（Position Module）由定位传 感器和数据处理以及滤波电路组成，提供实时 连续的车辆位置估计。
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§1.2 车辆定位导航系统研究现状
交通部于 1998 年成立了“ ITS 工程研究中 心”，完成了“智能运输系统发展战略研究” 科研课题。2001年，“车载导航信息终端”等 研究作为“十五”攻关课题。车辆定位导航技 术已经得到足够的重视和发展，并开始步入推 广应用阶段。
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§1.3 车辆定位导航系统关键技术
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§1.2 车辆定位导航系统研究现状
上世纪60年代末期，美国公路局提出了一 种电子路径引导系统 ERGS 。该系统利用短距 离信标（beacon）网络作为通信媒介，具有无 线路径引导能力。
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§1.2 车辆定位导航系统研究现状
70年代初期，美国开发了一种自主导航系 统，这种系统利用航位推算（ dead-reckoning ） 模块，借助于地图匹配（ map-matching ）算法 进行车辆定位，确定车辆沿着路径行驶的位置。
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§1.2 车辆定位导航系统研究现状
1985 年，美国易泰克（ ETAK ）公司推出 了一种称为Navigator的汽车自主导航系统。该 系统配有数字地图库，采用航位推算和地图匹 配技术，定位误差可由已知道路的位置和方向 来修正，航位推算传感器包括磁罗盘和车速传 感器。
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§1.2 车辆定位导航系统研究现状
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§1.1 智能车辆定位导航系统概论
§1.1.1 道路交通的现状

公路交通系统的复杂性和拥挤度与日俱增。
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§1.1.1 道路交通的现状


交通拥堵对生态环境带来了恶劣影响。
道路建设尤其是高速公路工程量大，施工期长，其 施工场地、运输便道、生活设施等用地面积更大， 因而对生物多样性影响更加明显。 汽车尾气是大气环境中铅的重要来源，当汽油燃烧
进入90年代，随着美国全球卫星定位系统 （GPS）的成功发展和建立，为全球范围内的 用户提供了一种廉价、实用的定位手段，使车 辆定位与导航系统的发展进入了高峰。
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§1.2 车辆定位导航系统研究现状
1994年，第一个装有GPS接收机的自主式 导航系统Guidestar投入市场。
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§1.2 车辆定位导航系统研究现状
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§1.1.2 智能车辆定位导航系统
典型的智能车辆定位导航系统由8个主要 功能模块构成。
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§1.1.2 智能车辆定位导航系统
1 、电子地图数据库（ Vehicle GIS ）是车 辆导航系统中不可缺少的组成部分，它包含以 预定格式存储的数字化导航地图，为系统提供 地理特征、道路位置、交通规则以及基础设施 等多种信息。
定位方法 优点 缺点 不受时间、天气限制； 易受干扰，产生信 无线电定位 精度高；作用距离远； 号衰减和多路径效 测量时间短 应 卫星定位 全球覆盖，功能多，精 设备成本高、易受 度高，定位速度快；抗 天气和位置的影响 干扰性好，保密能力强
独立定位
具有误差累计效应， 完全自主，受外界因素 其定位精度会随定 的影响小 位过程的进行不断 下降。
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§1.1.2 智能车辆定位导航系统
智能车辆定位导航系统的主要功能有： 1、自动车辆定位 可在出行时准确、实时地确定出车辆当前 的位置，并以图形化方式显示在电子地图背景
中。
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§1.1.2 智能车辆定位导航系统
2、行车路线设计 （路径规划） 可依据驾驶员提供起 点、终点和途经点，自动 规划出旅行代价最少的最 佳行驶路线。
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§1.2 车辆定位导航系统研究现状
从十九世纪开始，磁罗盘和里程计等定位 导航技术被逐渐应用到了现代车辆上。美国于 1895年出版了第一张用于汽车驾驶的交通图， 并在20世纪初开始在公路上建立路标和为道路 编号。
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§1.2 车辆定位导航系统研究现状
美国：1910年，第一台机械路径引导装置 问世。二战期间，美国研制了用于军用车辆的 车辆导航系统，该系统运用机械式计算机从里 程表读取出行距离，并自动在地图上描绘出车 辆轨迹。
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§1.1.2 智能车辆定位导航系统
4 、地图匹配模块（ Map Matching ）将定 位模块输出的位置估计与地图数据库提供的道 路位置信息进行比较，通过适当模式匹配和识 别过程确定车辆当前行驶路段及其在路段中的 准确位置。
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§1.1.2 智能车辆定位导航系统
5、路径规划（Route Plan）是依据电子地 图道路信息，提供从车辆当前位置到目的地之 间最优路径的过程。
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§1.1.2 智能车辆定位导航系统
6、路径引导（Route Guide）根据地图数 据库中的道路信息以及定位模块和地图匹配模 块提供的当前车辆位置，产生适当的实时驾驶 指令。
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§1.1.2 智能车辆定位导航系统
7、无线通信模块（Wireless Communication Module）能够增强车载导航系 统的功能，可以实现车辆与交通管理系统之间 相互交换实时交通信息。
80年代，日本生产了配备彩色显示器并使 用CD-ROM存放数字地图的自主式导航系统。 1987年，丰田皇冠上首先配置了含有电子地图 的导航仪。
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§1.2 车辆定位导航系统研究现状
在1990年，先锋公司的第一台零售导航仪 正式上市，当时售价40万日元。此后随着GPS、 地图匹配、语音引导等最新技术的应用，各式 各样的车载导航系统产品不断被推向市场。
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§1.1.2 智能车辆定位导航系统
8、人机交互界面（Human Computer Interface）提供用户与车载计算机系统之间的 交互接口。
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§1.2 车辆定位导航系统研究现状
车辆定位导航系统的历史可以追溯到几千 年前中国古代的指南车和计里鼓车，其原理类 似于现代的磁罗盘和差分里程计。
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§1.2 车辆定位导航系统研究现状
2003年丰田公司在威驰车上首次配备了前 装车载导航系统，是国产汽车安装车载导航系 统的开端。
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§1.2 车辆定位导航系统研究现状
从 1995 年起，我国开始派团参加每届的 ITS 世界大会。交通部在制定《公路、水运” 九五”科技发展计划和2010年远景规划》时也 将ITS的发展列入其中。