1、車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)是智能運(yùn)輸系統(tǒng)中當(dāng)前需求較為迫切、應(yīng)用比較廣泛的一個(gè)重要的應(yīng)用系統(tǒng)，是國(guó)際上公認(rèn)的解決城市交通問題的有效途徑之一。它綜合運(yùn)用檢測(cè)、通信、計(jì)算機(jī)、控制、GPS和GIS等現(xiàn)代高新技術(shù)，動(dòng)態(tài)地向駕駛員提供車輛所在位置、實(shí)時(shí)交通信息、路徑規(guī)劃和路徑引導(dǎo)，使交通調(diào)度中心能夠?qū)崟r(shí)、快速地處理隨時(shí)出現(xiàn)的交通擁擠和堵塞。 為有效開展車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究工作，本文圍繞車輛導(dǎo)航定位系統(tǒng)理論和關(guān)鍵技術(shù)展開研究，以學(xué)術(shù)意義和實(shí)用價(jià)值并

2、重為原則，在車輛定位信息融合技術(shù)、地圖匹配方法，道路路阻評(píng)價(jià)、動(dòng)態(tài)最優(yōu)路徑技術(shù)，車輛三維路徑引導(dǎo)、導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施技術(shù)等方面取得了一定成果。論文的主要工作包括以下方面： 為了提高車輛的定位精度，確保定位的可靠性和連續(xù)性，研究了GPS/DR組合定位方法。在組合定位方案中，建立了GPS/DR組合系統(tǒng)的狀態(tài)方程和觀測(cè)方程，設(shè)計(jì)了基于聯(lián)合卡爾曼濾波的組合定位信息融合方法。針對(duì)卡爾曼濾波算法的缺陷，提出了基于模糊理論的自適應(yīng)卡爾曼濾波

3、，對(duì)量測(cè)噪聲統(tǒng)計(jì)特征進(jìn)行了在線自適應(yīng)調(diào)整，提高了濾波器精度。同時(shí)采用模糊加權(quán)推理系統(tǒng)調(diào)整子濾波器的信息分配參數(shù)，確保數(shù)據(jù)融合的最優(yōu)化。由于組合導(dǎo)航系統(tǒng)的復(fù)雜性以及環(huán)境的不確定性，不可能建立精確的模糊控制規(guī)則，為此本文利用遺傳算法來優(yōu)化模糊控制隸屬度函數(shù)，彌補(bǔ)了單憑經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)模糊控制規(guī)則的缺陷。 對(duì)利用數(shù)字地圖信息校正定位系統(tǒng)輸出的地圖匹配技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。分析了影響地圖匹配正確性的因素，提出了基于概率決策和D-S證據(jù)推理理論的

4、匹配道路選擇方法。根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻車輛行駛情況，設(shè)計(jì)了車輛行駛的位置信息和方向信息基本概率分布函數(shù)的計(jì)算方法。根據(jù)D-S合成公式，對(duì)位置和方向信息進(jìn)行融合，引入Pignistic概率理論，有效地利用現(xiàn)有信息擴(kuò)大各匹配道路之間的信度差異，提高了算法的魯棒性。仿真結(jié)果表明，所提出的方法能夠識(shí)別出車輛所在的道路。 最優(yōu)路徑規(guī)劃技術(shù)是車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中的核心技術(shù)之一，是導(dǎo)航功能得以準(zhǔn)確有效實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。本文研究了車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中的自主式導(dǎo)航動(dòng)態(tài)最優(yōu)

5、路徑規(guī)劃技術(shù)方法，設(shè)計(jì)了基于出行者行為特征的綜合路阻評(píng)價(jià)方法，從交通流的連續(xù)特性出發(fā)，建立了分時(shí)動(dòng)態(tài)交通路網(wǎng)模型，以A<'*>算法的啟發(fā)式搜索思想為基礎(chǔ)，提出了一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)最優(yōu)路徑規(guī)劃算法。同時(shí)，為克服傳統(tǒng)路徑規(guī)劃算法的缺陷，設(shè)計(jì)了一種病毒進(jìn)化遺傳算法，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的編碼方案和適應(yīng)度的計(jì)算。通過運(yùn)用隨機(jī)A<'*>最短路徑算法解決遺傳算法中初始種群的產(chǎn)生，將病毒感染操作引入遺傳算法中，在同一代群體中進(jìn)行橫向傳播進(jìn)化信息。該算法能夠較快求出最

6、優(yōu)路徑而且對(duì)路網(wǎng)沒有任何的約束條件，對(duì)離散和連續(xù)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型有效。城市道路交通網(wǎng)絡(luò)的日益復(fù)雜，基于二維電子地圖的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)無法直觀反映道路之間的交錯(cuò)關(guān)系。本文研究了車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的路徑引導(dǎo)技術(shù)，構(gòu)建了基于Multigen Creator的復(fù)雜道路環(huán)境三維虛擬場(chǎng)景，提出了基于Vega的三維路徑引導(dǎo)技術(shù)，并以立交橋?yàn)槔龑?shí)現(xiàn)二維電子地圖與三維虛擬場(chǎng)景的互響應(yīng)，充分結(jié)合二維電子地圖在車輛導(dǎo)航過程中的整體性、宏觀性與局部三維虛擬場(chǎng)景的直觀易懂性