基本信息
- 项目名称：
- DIY嵌入式导航系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 当前市面上的导航软件普遍存在一个较大的缺陷即当用户进入观光景点等有限区域范围（后面统称园区）后，导航地图信息缺失严重。DIY嵌入式导航系统创新性地将地图编辑软件，定位导航软件与开放性的网络地图信息系统相结合，针对具体园区为用户提供详尽地图信息的定位导航体验。
- 详细介绍：
- 随着我国智能手机与汽车普及度越来越高，GPS定位导航也开始受到人们越来越多的关注。当前市面上无论是手机导航软件还是车载导航系统普遍存在一个较大的缺陷，即当用户进入观光景点、大学校园或企事业单位大院等有限区域范围（以下统称园区）后，导航地图信息缺失严重，甚至在一些偏僻的地点，如大学新校区，森林公园等，导航地图一片空白，给用户出行带来不便。DIY嵌入式导航系统针对此问题开发，结合实际需求，将现代通信技术、信息处理技术与计算技术等相结合，力求为用户提供精确、详细、立体的园区定位导航体验。 DIY嵌入式导航系统由DIY导航地图编辑软件、终端定位导航软件与开放性的网络地图信息共享平台(网站)三部分构成，采用GPRS为主的通信网络。园区负责人通过DIY导航地图编辑软件制作出一幅信息详细的园区导航地图并上传至网络地图信息共享平台。用户可通过将所需园区的导航地图下载至移动终端中，并通过终端中的定位导航软件打开，实现园区中的定位导航功能。 当前园区导航软件运行环境为WinCE 5.0,以micro2440ARM9开发板作为移动终端硬件基础。如项目后续进展顺利，可将园区导航软件移植至手机操作系统中，如Android2.2、Windows Phone7等。在充分利用当前智能手机强大硬件资源的同时为用户提供更加精确，更加舒适的园区定位导航体验。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- ★作品设计、发明目的：市面上的导航软件普遍存在一个较大的缺陷即当用户进入观光景点等有限区域范围后，导航地图信息缺失严重。DIY嵌入式导航系统创新性地将地图编辑软件，定位导航软件与开放性的网络地图信息系统相结合，针对具体园区为用户提供详尽地图信息的定位导航体验。 ★基本思路： 1)园区负责人通过导航地图编辑软件制作园区导航地图。2)园区负责人将已编辑好的导航地图文件上传至网络地图数据库中供用户下载。 (3)用户将所需园区的导航地图下载至移动终端中，并通过终端中的定位导航软件打开，实现园区中的定位导航功能。★创新点：(1)制作导航地图时软件使用位图作为园区导航地图的背景图(底图)为用户提供园区内详细地理信息。在底图上覆盖抽象层，GPS坐标层由这三层信息组合后一同构成导航地图。(2)导航地图编辑软件中输入任意两个底图像素点所对应的GPS坐标，软件随即生成位图坐标系与地球坐标系间的映射关系，并计算出全图所有像素点所对应的GPS坐标。(3)将统一的DIY地图编辑软件与开放性网络地图信息平台结合，形成园区与网站双赢的模式。★技术关键：(1)导航地图抽象层的添加。(2)位图坐标系与GPS地球坐标系映射关系的建立。(3)导航地图中景点间最短路径的生成。 (4)利用映射关系与接受到的GPS坐标计算出当前用户位置所对应的位图坐标。★主要技术指标：(1) GPS模块每秒输出一次数据，软件计算并显示延迟在1.2ms。(2)小组对西安电子科技大学新校区20个不同位置实地测试，平均定位误差在5.4m左右
科学性、先进性
- (1)详细的园区导航地图信息。系统所使用导航地图由位图底图层、景点道路抽象层、GPS坐标层，三层信息叠加而成。由于使用该园区位图地图作为底图(背景图)，因而能够提供详细的导航地图地理信息描述。 (2)解决了繁重的测绘工作问题。园区负责人往往手上获有园区电子版的位图地图。该系统鼓励园区负责人使用系统提供的DIY地图编辑软件制作并上传其园区内的导航地图。这样一方面增加了网站地图资源，丰富了用户的下载使用。另一方面通过上传导航地图使得该园区获得了一定的宣传效应。这种开放性的地理信息系统一旦成为主流，无需测绘工作的展开即可丰富地图信息数据库中的导航地图资源，并为网站提供不菲的收益。 (3)解决了庞大的信息存储量问题。用户在定位导航时只需下载其感兴趣园区的导航地图。一张园区导航地图虽是以位图数据量计算，但因其覆盖区域有限，其空间大小往往限定在5MB至10MB之内，相对于当前动则10G以上的移动设备存储空间而言可以忽略不计。
获奖情况及鉴定结果
- 第二届“北斗杯”全国青少年科技创新大赛 二等奖（2011.5）。 第二是二届西安电子科技大学校"星火杯"特等奖（2010.12）
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 暂未进行技术转让
作品可展示的形式
- 实物、产品 图片 录像 户外演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- ★技术特点和优势：(1)该系统利用位图作为导航地图底图，提供了编辑详细园区导航地图基础。(2)通过系统计算出位图地图坐标系与地球坐标系的映射关系，导航软件可在接收到GPS坐标后迅速计算出当前的位图坐标 ★适应范围及推广前景：DIY嵌入式导航系统针对大学校园，公园，景区等有限园区范围为用户提供详细，精确，立体的园区定位导航体验。当前项目移动终端以ARM9板作为底层硬件基础，项目后期推广时可将移动终端以智能手机代替。移植后园区导航软件能够充分利用当前手机强大的硬件资源，各方面实用性都将大大增强。 ★市场分析和经济效益预测：该系统依托于网络地图共享平台，使用嵌入式设备作为移动终端。随着用户增多，一方面软件提供商将通过付费软件下载的方式得到回报，另一方面随着用户下载导航地图数量的增多，网站的点击率将成倍增长，这将对上传导航地图的园区起到了不错的宣传效果。不错的宣传效果将使得更多的园区相继上传其园区内的导航地图，这又将吸引更多的用户使用该系统下的软件，形成良性循环。
同类课题研究水平概述
- 定位导航技术随着汽车与智能手机的普及正以前所未有的趋势走进广大民众的日常生活中，而精确、优质的定位导航也成为各厂商间核心竞争价值的体现。 在导航地图方面首先看看谷歌地球(Google Earth)。它可以结合卫星图片，地图，以及强大的Google搜索技术为用户提供搜索服务；园区地图详细，导航精确并提供3D地形和建筑物，其浏览视角支持倾斜或旋转。但由于其对硬件、网速等要求较高，暂时未在智能手机领域推广开来。因而当前所有版本的谷歌地球都不支持实时GPS卫星定位。如此一来用户使用谷歌地球时，导航的时效性大大降低。 深圳市凯立德计算机系统技术有限公司（中国GPS导航软件第一品牌）旗下手机导航软件V2.1(家园版)虽然提供全国范围内的电子地图，语音诱导，实时路口图，电子眼安全警示等功能，但经过具体测试，凯立德手机软件在具体园区内，如西安电子科技大学新校区，秦岭野生动物园等，导航地图信息缺失极为严重，几乎一片空白，导航地图无法使用，令用户一头雾水。而此类现象基本覆盖了当前国内市面上所有的定位导航软件或系统。 全球汽车导航第一品牌通腾(TOMTOM)新版地图覆盖超过二百七十万公里的道路以及超过300个城市，六百四十万个兴趣点。然而其主要针对方向还是城市，公路，车道上导航，至于园区内导航效果也因为地图信息的缺失十分不理想。 从以上分析中可以看出当前定位导航软件主要发展的瓶颈在于导航地图提供的信息是否详细，能否真正能够满足用户的需求。当前市面上的导航地图主要局限在城市间街道与公路车道上，尚无一款针对园区定位导航或具有实际意义上的园区定位导航功能的导航软件与系统。 设想，如能将市面上导航系统原有的导航地图与各园区负责人上传的园区导航地图通过实时网络进行有机的结合，将为用户提供前所未有的从宏观城市到城市中各园区内精确，细致的定位导航体验。
