一種嵌入式車(chē)載導航信息系統研究

車(chē)載導航電子地圖一般采用小液晶顯示屏顯示。為了實(shí)現導航，顯示的畫(huà)面內容應盡可能簡(jiǎn)單明了，所以矢量圖形將數據分層組織，在圖形元素的基類(lèi)中設有表示元素所處圖層的信息。除了將元素分類(lèi)為不同的顯示圖層，簡(jiǎn)化顯示內容，基類(lèi)還可設置該元素是否顯示標志位，這樣可提高顯示速度，節省資源。例如。在同一圖層元素，如果有些元素不在當前顯示窗口，可以不進(jìn)行與顯示有關(guān)的后臺操作(坐標變換等)。DPtoVP和VPtoDP方法是實(shí)際坐標(地理坐標)和圖形坐標相轉換。通過(guò)矢量化得到的圖形元素的位置數據一般是某種坐標系下的坐標值，而本系統用戶(hù)可見(jiàn)的顯示坐標范圍為從(0，0)至(640，480)，所以需進(jìn)行坐標變換。每個(gè)圖形元素都需Draw(繪制)方法，但不同元素的繪制方法各不相同，為了方便Draw方法使用，在基類(lèi)中將Draw定義為純虛函數，在子類(lèi)中重載時(shí)再具體賦以不同繪制內容。

　　2．2 矢量圖形系統優(yōu)化

　　嵌入式車(chē)載導航系統硬件平臺一般采用低功耗設計，運算能力有限。但導航電子地圖顯示畫(huà)面往往含有大量圖形元素，圖形顯示一次需花費大量時(shí)間。如果采用每次全部繪制所有電子地圖內容并直接輸出到畫(huà)面，則會(huì )導致畫(huà)面刷新慢和重繪閃爍明顯。因此需優(yōu)化矢量圖形的繪制方法。

　　2．2．1 提高圖形的顯示速度

　　一般繪圖方法是繪制所有圖形元素，而這樣嚴重影響繪圖速度。為了加快繪圖速度，在顯示一個(gè)圖形元素前，先判斷該圖形元素是否在當前視圖屏幕中，如果不在，則無(wú)需繪制，從而節省繪制時(shí)間州。而判斷一個(gè)圖形元素是否在當前視圖屏幕．需計算判斷圖形元素與當前視圖屏幕矩形是否相交，但此方法需大量計算，影響顯示速度。采用的判斷圖形元素是否需要繪制的方法應允許不太嚴密，但要計算簡(jiǎn)單。在每次重繪圖形元素前，首先判斷元素是否顯示，并只繪制所需部分。這樣就大大加快繪圖速度，并能滿(mǎn)足導航電子地圖系統顯示要求。

　　2．2．2 解決畫(huà)面閃爍問(wèn)題

　　窗口圖形繪制包括：上次繪制、本次擦除、本次重繪。其中本次擦除操作是必須的。如果重繪時(shí)未清除原來(lái)繪制圖形，將導致新圖形和原圖形相疊加。而在新圖形繪制出前，在極短時(shí)間內屏幕顯示一個(gè)空的矩形區域，圖形重繪完成后，窗口顯示區才開(kāi)始有內容顯示。所以擦除屏幕會(huì )出現閃爍，這與圖形復雜程度無(wú)關(guān)。采用雙緩存機制解決重繪閃爍。雙緩存就是在內存中新開(kāi)辟一個(gè)緩沖區，原來(lái)的顯示緩沖區作為前臺緩沖區．新開(kāi)辟的緩沖區作為后臺緩沖區。如圖3所示，繪圖時(shí)先把輸出內容寫(xiě)入后臺緩沖區，繪圖完成后再把屏幕的當前顯示緩沖區切換到這個(gè)包含新內容的緩沖區。一旦把屏幕顯示緩沖指向后臺緩沖區，下一幀的輸出內容就可寫(xiě)入原緩沖區，再通過(guò)屏幕顯示。因為是非常規整的內存拷貝，所以前后臺的緩沖區切換速度非?？?，幾乎看不到圖形的擦除過(guò)程。因此使用雙緩沖區取代單緩沖區可成功隱藏繪圖過(guò)程．避免閃爍。

3 導航數據庫管理系統設計

　　所謂數據庫即格式化(結構化)的文件，用戶(hù)完全可自行設計所需格式文件，并提供操作函數。這里使用．dbf文件格式。因為該格式被眾多數據庫管理系統接受，處理方便。這樣實(shí)現的數據管理系統是一種平面文件數據庫。這種數據庫系統實(shí)現簡(jiǎn)單經(jīng)濟，開(kāi)發(fā)周期短，但速度較慢。實(shí)踐表明，車(chē)載導航系統采用這種方法完全可以滿(mǎn)足要求。

　　本文使用16進(jìn)制閱讀工具hex32．exe分析dbf文件結構。經(jīng)分析dbf文件具有以下特征：文件由文件結構說(shuō)明區和文件數據區構成；文件的結束標志為lAH。文件數據區存放記錄(類(lèi)似表格的一行)，每條記錄是等長(cháng)的；每條記錄以20H開(kāi)始，按字段順序存放，沒(méi)有字段分隔符，也沒(méi)有記錄終止符；若刪除該記錄，則記錄的第1個(gè)字節標記為2AH。文件結構說(shuō)明區包括數據庫參數區和記錄結構區。文件的前32個(gè)字節為數據庫參數區。記錄結構區包括各個(gè)字段參數，其中每個(gè)字段占32個(gè)字節。本系統基本表的組織形式與dhf文件組織形式相同。

　　數據庫管理系統實(shí)現的主要函數與普通關(guān)系數據庫接口類(lèi)似，選擇使用必要的函數可以實(shí)現車(chē)載導航所需的基本操作。實(shí)現通用數據庫所支持的全部操作，系統具備較豐富的操作功能。用戶(hù)還可開(kāi)發(fā)實(shí)現特定功能的其他操作，作為系統擴展。

4 結束語(yǔ)

　　針對嵌入式車(chē)載導航信息系統體系結構進(jìn)行研究，并重點(diǎn)討論導航電子地圖的實(shí)現。利用GIS組件實(shí)現導航電子地圖和導航數據庫的傳統方發(fā)法，以EVC(嵌入式VC)為開(kāi)發(fā)工具，設計了電子地圖矢量圖形系統，并自主設計能滿(mǎn)足車(chē)載導航需要的基于文件系統的導航數據庫管理系統。實(shí)踐表明，本文建立的導航電子地圖系統具有較強的靈活性和可擴展性，能方便移植于不同的軟硬件平臺，運行可靠，適合嵌入式系統應用，有一定的應用和推廣價(jià)值。