0 引言

　　隨著汽車等各種車輛交通工具的普及，車輛導(dǎo)航設(shè)備的需求也變得日益旺盛,。作為車載設(shè)備．不僅要有可靠的性能,，而且需要具有便攜、低功耗和低價格等特點,。而采用基于ARM微處理器的嵌入式系統(tǒng)與GPS模塊相配合的GPS導(dǎo)航終端機的設(shè)計方案,，可以很好的滿足這一系統(tǒng)需求。為此,，本文介紹了一種利用ARM9開發(fā)板和GPS模塊實現(xiàn)GPS導(dǎo)航功能的終端機的軟硬件結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法,。

　　1 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　本文所介紹的GPS全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)按功能可分為嵌入式主控模塊、GPS模塊,、顯示模塊,、擴展模塊及供電模塊等五大部分。

　　嵌入式主控模塊基于S3C2440處理器,，主要負責對GPS導(dǎo)航模塊數(shù)據(jù)的響應(yīng),、處理和控制。在硬件上,，主控模塊就是一個嵌入式開發(fā)板,，包括觸摸LCD接口電路、SD卡接口電路,、FLASH,、SDRAM等。而在軟件上,，主控模塊上應(yīng)當運行嵌入式Linux系統(tǒng),。而嵌入式Linux操作系統(tǒng)的主要作用是管理程序模塊進程并調(diào)度進程等。

　　GPS模塊主要用于接收導(dǎo)航衛(wèi)星數(shù)據(jù),，并以特定的格式發(fā)送給主控模塊,。顯示模塊可選用3．5寸TFT帶觸摸屏LCD,，主要用于與用戶進行交互。擴展模塊主要指的是SD卡,。供電模塊主要為系統(tǒng)正常工作提供電源,。圖1所示是該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

　　2 GPS數(shù)據(jù)的提取

　　GR-87型GPS模塊的輸出語句遵循NMEA-0183標準,。該標準的語句都是以“$”開始,，以結(jié)束。 “$”之后是5字符地址,，頭兩個字符為發(fā)送者識別碼(GPS為“GP”),，后3位為語句名稱。定位信息中的數(shù)據(jù)由“,，”來劃分,。GPS模塊一般每秒可以輸出一次NMEA-0183格式語句。在導(dǎo)航系統(tǒng)中,，一般只需要用到時間,、日期、經(jīng)緯度,、速度,。而由于RMC語句完整包含了系統(tǒng)所需的上述信息，因此,。只需要對RMC語句進行提取即可,。圖2所示是對GPS數(shù)據(jù)進行提取的具體流程。

 　　3 導(dǎo)航地圖的實現(xiàn)

　　在獲得了經(jīng)緯度等定位信息之后,，還需要將它們直觀的顯示在電子地圖或其它顯示媒體上,，這樣才能真正起到導(dǎo)航的作用。要想將其準確的顯示在電子地圖上,，就需要用一定的算法進行轉(zhuǎn)化,，即地圖匹配算法。

　　一般來說,，地圖匹配的基本思路是通過車輛的GPS軌跡與地圖上矢量化的路段對象進行匹配,，從而尋找當前所行進的道路，并將當前的GPS定位點投影到道路上,。

　　地圖匹配的關(guān)鍵是確定匹配點,，設(shè)計時可以用投影法來尋找匹配點。投影法的基本思路是依據(jù)點到直線的距離來確定最小的值為投影的匹配點,，并用最鄰近法進行處理,，然后通過設(shè)置閾值來濾掉錯誤匹配點，得到初步結(jié)果，從而完成點到線的匹配,。

　　具體的實現(xiàn)方法是先預(yù)處理道路層,，再將道路轉(zhuǎn)換為折線段，找到當前道路,，然后把當前定位點投影到道路上,，再找到離定位點最近的公路圖層中的一條線段，之后再計算得到點到線上距離最短的點,，最后查找各層中在誤差范圍之內(nèi)的道路。

　　其算法的基本流程代碼如下：

　　導(dǎo)航地圖的實現(xiàn)可以采用嵌入式圖形界面工具Qt embedded來實現(xiàn),。該圖形界面為人機交互界面,，用戶可以通過屏幕來了解導(dǎo)航信息，也可以直接操作觸摸屏來操作系統(tǒng),，如地圖的縮放,、查看定位信息等。

　　4 結(jié)束語

　　由于ARM處理器具有低功耗,、高性能等特點,，因此可以廣泛用于各種便攜式電子產(chǎn)品中。本設(shè)計在現(xiàn)有的電子產(chǎn)品基礎(chǔ)上,，通過外接GPS模塊來擴展GPS導(dǎo)航功能,，可為用戶在節(jié)省費用的同時又不損失太多的便攜性。為此,，作者希望使用ARM開發(fā)板和GPS模塊相結(jié)合來實現(xiàn)GPS導(dǎo)航功能的方法,，可以為智能設(shè)備擴展GPS功能提供一個參考。