基于A(yíng)ndroid的車(chē)載導航系統的研究與設計

摘要：為了縮短嵌入式車(chē)載導航系統開(kāi)發(fā)進(jìn)程，提高系統維護和升級能力，研究了Android平臺的特點(diǎn)及車(chē)載導航系統的性能需求。建立以Android操作系統、GPS技術(shù)為核心的車(chē)載導航系統終端軟件。此軟件對系統平臺的實(shí)時(shí)路徑獲取、地圖匹配算法校正定位模塊的誤差、地圖的顯示更新以及采用Dijkstra算法實(shí)現最短路徑的導航規劃都進(jìn)行了詳細的分析。實(shí)驗結果表明，開(kāi)發(fā)人員基于Android的通用框架編寫(xiě)的車(chē)載系統的應用軟件，便于在不同平臺間移植和升級。
關(guān)鍵詞：Android；車(chē)載導航；全球定位系統；電子地圖；Dijkstra算法

引言
近年來(lái)隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的飛速發(fā)展，公路交通的復雜性和擁擠度與日俱增，現有的交通運輸管理與服務(wù)手段已不能適應交通運輸的需求，這已成為長(cháng)期以來(lái)困擾發(fā)展中國家和發(fā)達國家的問(wèn)題。因此，車(chē)載導航應運而生．在一些發(fā)達國家，車(chē)載導航已成為大眾生活的輔助品。但是在中國由于技術(shù)、資金以及成本等原因，我國的車(chē)載導航市場(chǎng)還是處于發(fā)展初期。車(chē)載導航系統是集中應用了自動(dòng)定位技術(shù)、地理信息系統與數據庫技術(shù)、計算機技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的高科技綜合系統。目前國內市場(chǎng)上的車(chē)載終端技術(shù)不夠完備，市場(chǎng)化程度低，真正達到消費者要求的并不多見(jiàn)。隨著(zhù)對導航系統信息服務(wù)能力要求的進(jìn)一步提高、終端硬件成本的不斷下降以及操作系統的不斷升級，選擇一款易于開(kāi)發(fā)、維護和升級，并且兼容性強的操作系統來(lái)支撐終端硬件系統的運行就顯得異常重要。
由嵌入式Linux和Java虛擬機構成的Android操作系統，為嵌入式移動(dòng)設備帶來(lái)全新的開(kāi)放系統解決方案。本文在眾多的操作系統中選擇Android作為車(chē)載導航的系統終端軟件，因為Android是開(kāi)源的操作系統，有利于開(kāi)發(fā)人員理解平臺框架，降低移動(dòng)終端設備的價(jià)格，同時(shí)也便于軟件的開(kāi)發(fā)、維護和升級。

1 Android操作系統介紹
Google公司于2007年11月發(fā)布的Android操作系統，是一款建立在Linux操作系統2．6版本內核之上的手機操作系統平臺。Google公司是這樣定義Android操作系統的，它是首個(gè)專(zhuān)門(mén)為移動(dòng)終端打造的真正意義上的開(kāi)源且系統完整的移動(dòng)平臺，而且不存在不同設備上的兼容性問(wèn)題。
Android平臺由操作系統、中間件、用戶(hù)界面和應用軟件組成。Linux內核層用來(lái)提供系統的底層服務(wù)，位于硬件和其他軟件層之間，采用YAFFS2文件系統。Android運行庫包含一組核心庫和Dalvik虛擬機，Android提供豐富的類(lèi)庫支持且大部分為開(kāi)源代碼，如采用嵌入式數據庫SQLite。應用框架層為Android開(kāi)發(fā)人員提供了訪(fǎng)問(wèn)框架應用程序接口的全部權限，采用結構化設計簡(jiǎn)化了組件之間的重用。在應用程序層，Android本身附帶了一些核心的應用程序，大大簡(jiǎn)化了Android應用程序的開(kāi)發(fā)。
因此，利用Android操作系統作為車(chē)載導航終端的應用平臺，由于操作系統與軟件免費，導航終端更便宜；同一平臺克服格式問(wèn)題，功能更多元化；使用者決定功能，比個(gè)人電腦更人性化、更貼近消費者。

2 系統框架設計
本系統是一款以三星公司的S3C6410處理器為核心的嵌入式開(kāi)發(fā)板，先開(kāi)發(fā)Bootlader引導程序，接著(zhù)在此基礎上移植Linux內核，然后制作Android文件系統；在移植好Androld操作系統后，進(jìn)行車(chē)載導航功能的開(kāi)發(fā)，任務(wù)集中在通過(guò)GPS實(shí)時(shí)獲取路徑，使用地圖匹配算法校正定位模塊的定位誤差，采用最短路徑導航規劃算法進(jìn)行導航，通過(guò)語(yǔ)音提示實(shí)現路徑的引導，并且通過(guò)電子地圖配合Android系統軟件的API接口，同時(shí)它還具有不斷升級的地圖庫，并能按照用戶(hù)的需求進(jìn)行各種信息查詢(xún)，真正實(shí)現一個(gè)體積小、耗電少、成本低并且人機界面友好的嵌入式操作系統平臺。系統框架圖如圖1所示。