KIWI数据中行车方向引导数据的抽象与存储周长福

1、本科毕业论文（设计）题 目：KIWI数据中行车方向引导数据的研究 学 院 电子信息工程学院专 业 电子信息工程年 级 2009级学 号 0038姓 名周长福指 导 教 师 聂秋玉成 绩 _2013 年 5 月 1 日 KIWI数据中行车方向引导数据的研究周长福西南大学电子信息工程学院，重庆 摘要：KIWI格式是由KIWI-W Consortium制定的标准，它是专门针对汽车导航的电子数据格式，旨在提供一种通用的电子地图数据的存储格式，以满足嵌入式应用快速精确和高效的要求。本系统研究KIWI数据中行车方向引导数据的抽象与存储，并对KIWI格式的来源、用途、特点和KIWI包含的几种数据做了介绍；研

2、究了方向Guide数据的抽象与存储，并设计系统将KIWI数据中行车方向引导数据解析出来，为导航系统的电子地图提供底层数据支持，同时验证解析出来的方向Guide数据是否正确。关键词：导航；KIWI；Parcel；电子地图Study on driving direction data in KIWI dataZHOU ChangFuSchool of Electronics and Information Engineering，Southwest China University, Chongqing , ChinaAbstract:The KIWI format is developed by

3、 the KIWI-W Consortium. It is specialized in electronic data of automobile navigation format. It aims to provide a storage format of universal electronic map data in order to meet the requirement of flushbonading. We mainly talk about KIWI datas one part- the abstract and storage mechanism of the tr

4、avel direction guide data. Several data sources, and KIWI format on the use, characteristics and KIWI content are introduced. The main research is the abstraction and storage of the direction of Guide data. The design of system KIWI data traffic guide, provides the data support for the electronic ma

5、p navigation system. At the same time, the direction of guide data analysis is verified.Keywords: Navigation; KIWI; Parcel ; Electronic map目录第一章 前 言41.1 研究背景41.2 研究目的及意义41.2.1 研究目的41.2.2 研究意义41.3 研究现状5第二章 KIWI格式研究6 2.1 KIWI格式简介62.1.1 KIWI格式来源62.1.2 KIWI 格式用途62.1.3KIWI格式特点62.2 KIWI格式架构72.2.1KIWI格式内容7

6、2.2.2KIWI格式存储82.3 Parcel数据、Guide数据与方向Guide数据122.3.1 Parcel数据简介122.3.2 Guide数据简介142.3.3 parcel数据与Guide数据的关联142.3.4 方向Guide数据与Guide数据的关联17第三章方向Guide数据研究183.1 方向Guide数据介绍183.1.1方向Guide数据的作用和内容183.1.2 方向Guide数据格式详述183.2 方向Guide数据的抽象233.2.1 KIWI格式的抽象原则233.2.2 方向Guide数据抽象举例243.3 方向Guide数据的存储283.3.1 方向Guid

7、e数据存储的总体架构283.3.2 方向Guide数据存储的索引结构30第四章 KIWI格式应用344.1 系统分析344.1.1 可行性分析344.1.2 需求分析344.2 程序设计344.2.1 概要设计（模块，流程图）344.2.2 详细设计364.3 程序实现及测试444.3.1 程序的实现444.3.2 系统测试47第五章 结束语52参考文献53第一章 前 言1.1 研究背景汽车电子产业是一个告诉增长的产业，在国外，单单电子装置就占整辆车生产成本的30%。而我国这个比例虽然只占3%，但也在向着更高的比重发展。电子地图数据是汽车导航的核心。车辆导航系统大多使用卫星定位，定位时要求必须

8、有高精度的电子地图的支持。尤其是对道路复杂的城市，为实现准确导航，道路路网的数据精度要求很高。而且中国在地图采集方面还有很大的发展空间，地图成像质量受到采集质量影响很大。因此，从低质量的地图中转换出更加清晰的导航地图，是一个前景非常广阔的方向。另外国家产业政策也支持企业和科研机构自主创新，拥有自主知识产权的核心技术，提升自主开发能力，中国汽车电子产业正面临着良好的发展环境和机遇。1.2 研究目的及意义1.2.1 研究目的本系统主要研究KIWI数据中行车方向引导数据的抽象与存储，主要包括对行车中车线、转向、高速出入口等信息的提示。通过对该部分数据的解析、显示等工作了解KIWI数据的抽象与存储加工

9、机制，一方面体会KIWI 格式在包含详尽数据的基础上，尽可能的减少数据冗余度，保证各数据模块间既紧密联系又相互独立的严密紧凑结构，另一方面在研究KIWI格式局部数据格式中领会KIWI格式对实际地图的宏观抽象原理以及KIWI格式作为主要电子地图格式的优势与价值！而诱导数据作为KIWI数据的重要组成部分，其还原与抽象直接影响最终用户的使用舒适度与便利度，只有保证底层数据的正确无误，才能毫无顾忌地进行编辑等后续工作，最终开发出符合要求的优质软件。1.2.2 研究意义随着汽车销量加速上升，中国汽车电子行业快速增长，尤其是以车载CD、DVD、GPS等为代表的车载信息娱乐系统，更成为汽车电子市场增长的引擎

10、。美元的快速贬值降低了中国商品出口的竞争力，中国汽车电子信息娱乐产品供应商开始由出口渐渐向内销转变，这造成了国内汽车电子市场竞争加剧，尤其是国际企业兼并整合加快，国内企业面临着越来越大的压力。未来的汽车不只关心能否安全到达目的地，而且应能尽可能的缓解拥堵，改善交通环境，节能，减排，降耗等，使得实时动态信息能在国内跨区域的发布与接收，随着更多企业的加入与产品的推出，会给出行者带来更多更好的服务，促进了实时信息动态导航的发展。1.3 研究现状在国外，汽车导航系统，已开发了三代。广泛使用的是汽车导航系统的第三代，基于网络的导航GPS导航与无线通信。导航系统的特征是一个地图可以存储在信息服务中心和汽车

11、，而不需要找到一个司机正在看地图，可以做的工作，由服务中心，因此，在导航开始不停车。二是可以实现疏通型导航使用有效的实时交通信息，自动避开交通堵塞。三是服务中心的地图更新，这是实现全网更新，即使地图存储在该车还可以在任何时候通过无线下载更新的实现。同时可以提高安全控制，远程检测，网络连接，帮助救援服务内容。在中国，已经有一些软件公司加入了汽车导航系统的研究。汽车导航系统是集GIS，GPS，通信，嵌入式软件和硬件技术为一体的综合性高科技产品。中国导航产业链已经出现，但还处于形成阶段，等到市场领袖强大的发生作用，整合后的可能，最终将导致增加的市场集中度。同时，市场将进一步划分为不同的细分市场。地图

12、数据是导航支持的基础。猕猴桃的格式是由kiwi-w联盟标准开发的，它是专业的汽车导航格式的电子数据，旨在提供通用电子地图数据的存储格式，以满足快速、准确和高效的嵌入式应用要求。该格式是公开的，任何人都可以使用。它的主要优势在于数据模块紧密联系，相互独立，数据冗余，减少数据量；对于不同的应用，数据可以在不同的抽象层次进行的，每个级别的数据存储，参考速度。开放的奇异性和通用性，成熟、升级方便的格式，是一个强大的应用，电子地图数据格式的研究价值。 第二章 KIWI格式研究2.1 KIWI格式简介以下就KIWI格式的来源，用途，特点对KIWI格式进行简单介绍。2.1.1 KIWI格式来源目前世界上最重

13、要的导航电子数据/格式如下：GDF（v3.0/ 4）， KIWI （v1.22），NavTech（V3.0）。KIWI的格式是由日本KIWI-W Consortium制定的，是专门从事汽车导航格式的电子数据，旨在提供通用电子地图数据的存储格式，以满足嵌入式应用需要快速，准确、高效的要求。介绍了KIWI几则轶事，KIWI是一只鸟新西兰的名称，KIWI鸟是尾巴很短的翅膀不能飞的鸟，非常珍贵，为了看到宁静只有在新西兰的森林，因此新西兰的国鸟。KIWI为新西兰人的自豪，因此他们也称自己为KIWI。2.1.2 KIWI 格式用途KIWI的格式是主要的软件公司的汽车导航用于制造汽车导航电子地图，同时，由于

14、它的开放性，任何人都可以从KIWI-W Consortium官方网站下载，所以对它的研究也很强。电子地图数据格式具有很强的应用价值和研究价值。虽然各不相同的地图格式，但电子地图数据的制作是相同的。在一些电子地图格式的版本，版本存储在地图的地图数据按板。地图数据在二进制数据的电子格式；地图板是指数据的磁盘存储电子地图数据；地图格式的地图数据存储的标准，必须读到正确的数据按一定的格式，格式之间的数据组织和相互关系的描述；而版是指地图格式和地图数据的版本，他们不是一对一，一对多的关系，一个版本的格式可能对应于数据的多个版本，一个版本的数据必须被发现和相应的格式。2.1.3KIWI格式特点KIWI格式

15、是国际上通用的数据格式；KIWI格式关联性强；较强的相关性是指KIWI结合物理数据存储的上级机构的逻辑结构和数据。在层次结构的组织图Kiwi格式，和的逻辑结构和物理存储层也联系到了。这是可以做到的水平不同层之间的数据快速参考。因此，针对不同的应用和不同级别的用户，可以使用或提供不同级别的抽象的数据，例如，提供精确的导航应用立交桥数据比较高，与一般的应用只需要上线几路节点立交桥。和数据抽象的两个不同的水平可以通过相同的地图数据确定根据要求生成。同时，在分层的数据参考使用，会使查询，路径分析，连通性分析算法更迅速。KIWI格式具有高度的可扩展性，可以生产各种规格的扩展数据；KIWI格式扩展是指数据

16、的要求按Kiwi格式分为A，B和C的数据，包括数据存储是有意义的数据类型，数据可以存储没有显着的数据，数据如果你不需要微不足道的。使用C数据类型，可以根据数据的项目需求的增加或减少，使KIWI格式的延伸的可能，增加灵活性。KIWI格式的区域数据本身，都有自己的分工，只是在时间的研究数据进行区域数据；区域的数据被用来计算道路，是各种电子地图格式的一个重要组成部分，一般的接触并绘制数据更加紧密。而在KIWI的格式，它是用来描述存储在一个单独的部门包裹的数据，以不同的方式，以减少不同功能的数据之间的依赖关系。没有道路探索的需要，不能使区域数据。KIWI格式是公开的，任何人都可以使用。KIWI格式把用

17、于显示的地图数据和用于导航的数据紧密结合起来，并将数据按照分块方式以四叉树的数据结构保存于物理介质中，不同用途的信息存在不同的块中，从而使数据适合于实时高效应用的要求，其中很多信息以Bit为单位存储，并以Offset量提取其索引，加快了数据的引用速度。2.2 KIWI格式架构以下就KIWI格式的内容和存储对KIWI格式架构进行介绍。2.2.1KIWI格式内容你可以想像的数据映射到一棵树的图像，两个指数的关系这一步一步，在一定程度上，逐渐的详细数据，数据量增加。所有的地图数据和猕猴桃格式化磁盘，这些必须分离使用的数据，并了解的第一件事就是地图格式。介绍了KIWI数据的分类。下面将介绍KIWI包含

18、的几种数据。Parcel数据：主要用于描画，也被称作描画数据。数据存储主要的一些坐标的记录，和相关的属性。根据所存的点，线，面的信息，进行描画显示。Parcel数据包括背景，道路，文字。这些数据是构成地图的基本元素。 Region数据：主要用于道路的探索。这些数据的组织形式也在探索以利于最优路径。探讨最佳路径是如何从地图的任何两个找到最近的道路。在探索的过程中需要设置一些条件，如距离，成本优势等，实现连接取决于探讨最佳道路数据，道路交通规则和道路的成本和其他条件，区域数据主要强调连接，道路交通法规，交通方向等属性因此，可以探测中的应用。诱导数据：主要用于道路诱导，在车里去的过程中提供一些信息。

19、如交叉点的名称，路名，过马路在目的地前等等，通过这些信息，提供各种要走的道路交通信息，这部分是主要的研究内容。画像数据：提供高速道路上主要交叉点的一些情况，表示各个方向上的目的地。声音数据：保存在经路诱导过程中所能提供的所有的声音信息。检索数据：保存了地图数据中主要的点的信息，能够提供这个点上具有的地图要素的详细信息。描画参数数据：保存地图描画时各种要素描画的参数信息。比如某某道路需要描画多宽，某个背景需要使用什么颜色来描画，某种文字需要描画成什么颜色等等，虽然landmark的数据单独保存成一个文件，但把描画参数和landmark统一称为描画参数数据。2.2.2KIWI格式存储 KIWI数据

20、存储的显著特点是分层分块存储。与纸质地图，电子地图也根据不同的尺度来显示详细的表面信息的略有不同。不同层次的需求不同层次的数据的大小，KIWI数据和块存储和包裹，然后分割平衡不同需求层次的数据在不同的需求，使得数据的速度不引用由于不同地区的地图和地图层有明显的差异性。分层存储KIWI数据：为了满足不同规模的数据处理和检索的需要，根据不同层次的细节的地图数据（水平）的分层存储。在一般情况下，底层的数据存储是最详细的，而上逐步提取数据。从0到6层的数据可以由一组映射的数据抽取和数据，即0层是最详细的，1层，0层的数据是数据的一个子集，数据是2层1层数据的一个子集，等等。例如，目前中国地图数据分为7

21、层，0层到6层，前6层可能只会画出整个中国领土（如图2.1所示），中间的标注主要的城市，和0层可能镇的一个详细的道路（如图2.2所示）。 图2.1 6层数据描画图Fig. 2.1 6 layer data description graph 图2.2 0层数据描画图Fig. 2.2 0 layer data description graph块存储Kiwi数据：分层存储将数据映射到一个小的单元，但每层数据甚至因此获得相当大，管理和使用是非常困难的，因此基于分层存储在每一层的数据块存储。如数据的使用和管理也提供了极大的便利，因为在不同的层不同的数据，每一层的多个数据块是不同的，在低层的数据量大，

22、数据块的划分更高，数据量小，数据分块少。KIWI地图数据块，如图2.3所示。 图2.3 KIWI数据中的parcel再分割Figure 2.3 the KIWI data in the parcel segmentation本文要介绍的方向Guide数据是诱导数据的一部分，诱导数据和描画数据一样是以parcel为单位组织和存储的。KIWI格式分level存储（分层存储），在一个Level 中，为了便于数据交换和查询，通常进行多次划分（这里的划分与后面要提到的分割不同）。Level数据首先划分成M*M个BlockSet数据，每一个BlockSet 又分成N*N个Block,每一个Block又分成

23、W*W个Parcel 数据（M，N，W不小于1，level，BlockSet，Block，Parcel都是数据块的单位，它们的层次关系如图2.4所示）。一般来说，Parcel是存储数据的最小的数据块单位，但是在数据特别密集的地方，通常对一个Parcel 进行再分割，而对于数据特别稀少的地区，也会把多个Parcel合并成一个。图2.4 parcel再分割示意图Fig. 2.4 schematic diagram of parcel segmentation在KIWI中parcel分割很常见，parcel的分割也要遵循一些原则。首先，每层的parcel的个数必须是2的幂数，比如2的0次幂，就是1*

24、1分割，因此每层的分割都是非0值。另外每层数据的parcel的分割都是相同的，比如0层有4个blockset, 一个blockset划分为4个block, 其他的blockset也划分为4个block, 每个block下的parcel的分割也是相同的，但是同一层的分割parcel是不相同的，有的分割parcel是2*2分割，有的parcel是4*4分割，这是因为分割parcel的划分是根据数据量划分的缘故，parcel再分割最大支持8*8分割。KIWI格式的逐级索引存储结构:KIWI格式存储的最大特点是逐级索引，在KIWI格式中，涉及到很多的表，这些表从最开始的管理记录，一直到最后的实际数据的

25、保存，都是通过“指针”来实现的。这里的“指针”指的是能够从一个表到另一个表的索引。一般这种索引是通过给出下一个表的Address来实现的。前一级的表通过给出下一级表的相关信息地址和大小，来确定的找到下一级表。这样，整张地图盘都可以用这种关系关联起来。数据和实时数据的存储格式管理：与使用功能按照相应的奇异数据KIWI可分为数据和实际数据的管理。为更方便的参考实体数据业务管理数据。为了使数据为例介绍了KIWI格式数据和管理数据之间的关系。KIWI格式的数据保存在包裹单元感应。在包裹的管理数据管理的感应，在包裹的交叉点有具体到每个管理，即使是一个小的数据记录的数据与相应的管理。实体数据感应是实际使用

26、的数据引起的，如转向，车道信息等。管理数据和实际数据不是独立存储，嵌入在一个实体数据的管理数据，在包裹上的数据，小到一个记录，对KIWI格式相关的管理信息，以提高灵活性和管理数据的紧凑和真实的数据存取方便，数据存储的链接。2.3 Parcel数据、Guide数据与方向Guide数据2.3.1 Parcel数据简介 parcel数据就是我们上面提到的描画数据，parcel是描画数据的最小单位。Parcel数据包括背景数据，道路数据，文字数据三部分。 第一：背景数据包括点，线，面，点就是地图上的mark, mark的坐标信息保存在背景数据中，mark的形状信息保存在landmark数据中。线是指地

27、图上显示的铁道，区域线，比较窄的河流等等，面是指地图上的绿地，比较宽的河流，建筑物等等。如图2.5所示：背景线背景面背景点图2.5 背景图示Fig. 2.5 background 第二：道路数据中保存的就是车能走行的道路信息，和实际的道路的意义相似，地图中的道路使用点和线来表示。道路数据显示如图2.6所示： 图2.6 道路图示Figure 2.6 road Icon第三：文字数据是指地图上显示的各种文字，如图2.7所示。 图2.7 文字图示Fig. 2.7 text illustration2.3.2 Guide数据简介诱导数据隶属于Parcel系数据。Parcel系数据是以Parcel为单位

28、划分和存储的地图描画、行车引导信息数据，包含Parcel系管理部、描画数据、诱导数据三部分。需要注意的是，上面KIWI格式介绍中提到的Parcel数据与Parcel系数据不是同一个概念，Parcel数据即是Parcel系数据中的描画数据。诱导数据包括交叉点名称，道路名称，方面名称，方向Guide, Spot Guide,道路构造物，建筑物设施等七方面的内容。下面就这七方面内容进行简要介绍。第一：路口名称：用来提示名称在交叉点的前司机；第二：道路名称：名字前面的路的司机；第三：名称：从另一条路的交叉点的连接部分连接航行，导航系统的名称看板，名字听起来是司机前面是什么地方；第四：方向Guide：在

29、十字路口，转为司机提供及时，不仅要及时转向，更多的小费给司机，车道是用在这里方向Guide，是本文的重点，着重介绍；第五：Spot Guide：入口，在高高速路复杂的交叉点的位置，如果平面图上描绘的路线，有很多不便，导航系统提供了生动的立体图像引导，即Spot Guide；第六：道路建设：很多地方，道路结构特殊，需要特殊的技巧，如隧道，桥梁，收费站，铁路和公路交叉口，道路结构存储信息；第七：建筑，设施如：在路上，周围，有许多建筑物，设施，这些建筑，设施，通常是驱动器启动，运行到目的地，建筑物，设备存储这些信息。所有这些内容的数据包系统诱导，引导数据的方向（行驶方向的数据）本文的主要内容。以上是

30、Parcel系数据中诱导数据的全部内容，其中方向Guide数据（行车方向引导数据）是本文研究的主要内容。2.3.3 parcel数据与Guide数据的关联第一：Parcel数据与Guide数据的关联点在parcel数据中的道路数据。在介绍道路数据与诱导数据的关联之前，先了解几个概念：Link列，Link和Node。图2.8 link-node接续示意图Figure 2.8 link-node connection diagram图2.8为道路的抽象模型，Link列是整条路的抽象（图中相同颜色的路线为同一个Link列），它由具有共同属性的Link组成，Link是两个Node之间的不交叉的路段的抽

31、象（像图2.8中标识为link1，link2，link3的即为一条条的link），Node是实际道路中交叉点的抽象（图2-3-3-1中的蓝色空心圆圈所示）。第二：从上面的描述我们知道，Parcel数据是描画数据，用来进行地图的描画，描画出背景，道路，文字。Guide数据则是用来进行行车中的经路诱导。顾名思义，经路就是经由道路的意思，所以Parcel数据和Guide 数据的关联实际上就是道路数据和Guide 数据的关联。第三：在KIWI格式中，道路由node和link抽象而成，道路的存储是按照node排列与link排列的形式组织的；诱导数据是按照node进行组织的，每个node存储一套诱导数据，

32、包括诱导管理数据和诱导实体数据，诱导管理数据用于管理对应的诱导实体数据，诱导实体数据则存储实际的诱导信息，如交叉点名称，道路名称，方向guide信息等。这样，在诱导数据中，存储了每个node的实体诱导信息，而在道路数据中，node排列中每个node都有一个node附加情报，node附加情报中存储了该node对应的诱导信息存储位置的 offset偏移量，利用该offset就可以找到该node的诱导信息，实现了道路数据到诱导数据的关联。图2.9 道路数据与诱导数据关联示意图Figure 2.9 road data and inducing data association diagram由道路数据

33、可以找到诱导数据，同样由诱导数据也可以找到诱导数据中某个node对应道路数据中的哪个node。上面提到诱导数据包括诱导管理数据和诱导实体数据，在诱导管理数据中存储了该node的node信息，可以唯一定位一个node，实现诱导数据到道路数据的关联。2.3.4 方向Guide数据与Guide数据的关联方向Guide数据包含七方面的内容，但并不是每个node的Guide数据都包含这七方面的内容。所以并不是所有的Guide数据都有方向Guide数据，因为并不是所有的node都需要行车方向的诱导，例如有的node为尽头node，行车方式只有掉头这一种，驾驶者能够明显感觉到的，那么这种node就可以不做方

34、向Guide数据。一个node的方向Guide数据是否存在由每个node的管理头中数据有无flag中的“方向Guide数据有无”数据项指定。由于方向Guide数据中转向数据与实际地形直接相关，同一个行车方向，不同的人理解方式可能不一样，尤其是各条岔路间夹角较小的时候，区分起来比较困难，值得深入研究。第三章 方向Guide数据研究3.1 方向Guide数据介绍3.1.1方向Guide数据的作用和内容在岔路口，为驾驶者提供转弯的提示，包括转向和沿前方哪个车道行驶。方向Guide数据主要包括案内Code（“案内”为日语的音译，对应中文意思为“引导”）,勾配情报，Lane情报三部分。案内Code描述了

35、在当前路口上汽车应做的转向信息，如“左转”、“右斜前方”等。在有些道路还存在上坡、下坡的问题，勾配情报存储了这些信息。一条道路上很可能有多条车道（又称车线），Lane情报存储了这些车道信息，如车道数量、车道宽度等等。3.1.2 方向Guide数据格式详述为了便于理解，以一个简单的四叉路为例介绍KIWI数据中行车方向引导数据的数据格式（“行车方向引导数据”和“方向Guide数据”含义相同）。如图3.1为一个四叉路的路口。容易看出中间是一个路口，与该路口相连接的有四条道路，假设每条道路都为双行道。我们将该路口抽象为一个node，每条道路都抽象为一根link。图3.1 实际路口模拟图Figure 3

36、.1 the actual intersection graphs图3.2路口抽象图Fig. 3.2 the intersection graph abstraction如图3.2所示，对应交叉点的进入共有四个，进入1、进入2、进入3和进入4。对应每个进入都会制作一套诱导数据。以进入1为例，对诱导数据中的方向Guide数据进行介绍。表 3.1 KIWI格式中方向Guide数据内容Table 3.1 KIWI format Guide data 方向Guide 数据记录方向Guide 属性头 (1)案内point管理记录数 (2)案内point管理记录的排列 (3)专用车线属性情报 (4)（1）

37、方向Guide Attribute Header数据内容方向Guide 属性头Link方向（全，顺，逆，双方向） 交叉点进入车线数交叉点前增加车线数（左侧）交叉点前增加车线数（右侧）交叉点前减少车线数（左侧）交叉点前减少车线数（右侧）交叉点前直前增加车线数Link方向 Link方向存储进入link时的进入方向与link列方向的关系，与link列方向相同时存为顺方向，与link列方向相反存为逆方向。 跟Link列方向相同的Link，设定为顺方向进入；跟Link列方向相反的Link，设定为逆方向进入。如图3.2所示，从link1进入node，进入link1的方向与link1所在link列的方向相同

38、，所以存link方向时存为“顺”。 假设图3.2中进入1的车线情况如下表中左侧所示，则相应方向Guide属性头各数据项值为下表中右侧所示。表 3.2Guide属性头各数据项值Table 3.2Guide property of the data item value Link方向顺交叉点进入车线数5交叉点前增加车线数（左侧）1交叉点前增加车线数（右侧）1交叉点前减少车线数（左侧）0交叉点前减少车线数（右侧）0交叉点前直前增加车线数0（2）案内point管理记录数 案内point管理记录数对应脱出的个数，有几个脱出就要制作几个案内point管理记录，图3-1-2-1中自进入1进入，可以分别从四个

39、link脱出，所以案内point管理记录数存为“4”。（3）案内point管理记录的排列这里的“案内point管理记录的排列”是“案内point管理记录”的排列，排列的个数即为“案内point管理记录数”。所以这里“案内point管理记录的排列”共包括四个“案内point管理记录”。表 3.3 案内point管理记录数据的内容Table 3.3 case point management record data content 案内point管理记录案内point管理属性头 脱出方向的连接node数 交叉点情报 交叉点附加情报 接续node情报记录的排列 案内point管理属性头 案内poin

40、t管理Record数Link列数据记录识别情报 脱出Link方向 字符串data有无 交叉点附加情报有无flag 交叉点类别 地点类别 脱出方向车线flag link列数据记录识别情报KIWI格式中对每个link列都有编号，如图3-1-2-2中设蓝色link编号为100，红色link编号为101。则若从Link1和Link3脱出，“link列data Record识别情报”存为0，表明脱出和进入link在同一个link列上；若从link2和link4脱出，“link列data Record识别情报”存为1（100-99=1），表明脱出Link所在link列编号是进入link所在link列编号加

41、1。脱出Link方向脱出link方向若与脱出link所在link列方向相同，则为顺方向，若与之相反则存为逆方向。图中各脱出对应的脱出link方向如下表所示;表3.4 脱出link方向Table 3.4 off the link direction脱出link脱出link方向Link1逆Link2顺Link3顺Link4逆字符串data有无 占一个bit位，存为0时：无字符串dataOffset情报。交叉点附加情报有无flag 标志案内point管理记录中的交叉点附加情报是否存在。交叉点类别 KIWI格式中根据交叉点复杂情况的不同，为便于理解和制作数据，将交叉点分为简单交叉点，统合交叉点，复杂交

42、叉点等。如图3-1-2-1中的交叉点即为简单交叉点，统合交叉点和复杂交叉点情况较复杂，此处不再介绍。地点类别 标志该node是否是高速出入口或城市快速出入口。脱出方向车线flag “脱出方向车线flag”是指对应某个脱出时，每个车线是否都是可达的。该数据项在诱导数据中是很重要的一部分。数据抽象部分会详细介绍。脱出方向的连接node数 “脱出方向的连接node数”中有两个数据项，一个是“连接node情报记录数”，该项与“交叉点种别”有关系，当为简单交叉点时“脱出方向的连接node数”为0，统合交叉点时，若在同一个link列上为1，在不同的link列上为2。由于统合交叉点没有介绍。知道“脱出方向的

43、连接node数”意思是从进入link和脱出link之间接续的node数（去掉本身node）即可。 第二项是“案内code”，即转向信息。该项在方向Guide，也可以说在整个诱导数据中处于很重要的地位，是诱导数据的重要组成部分。由于地形的复杂性和电子地图制作精度的限制，区分度必须足够细致，如果一个交叉点的接续link较多并且相互间夹角较小，如“左转”“左斜前方”“左斜后方”等区分起来不是很容易制作时也只能尽可能精确。“案内code”的抽象会在数据抽象部分详细介绍。交叉点情报 交叉点情报存储两项数据：一项是从进入link到脱出link时是否需要诱导，第二项在第一项为需要诱导时有效，存储从进入到脱出

44、需要转的角度，范围为0-359度。交叉点附加情报 交叉点附加情报存储“购配flag”，购配是指高度信息，在中国现在不做购配情报，所以KIWI格式中的这项暂时不制作，但在其他国家时则可能有制作的必要。接续node情报记录排列“接续node情报记录排列”由“接续node情报记录”的排列组成。该部分主要在统合交叉点里用到，在简单交叉点里涉及不到，不再详细介绍。3.2 方向Guide数据的抽象KIWI中数据的抽象笔者理解为从存在和需求到形成KIWI格式的映射，存在的是地物，交通规制，需求的是诱导，也就是导航。KIWI格式在它的发展历程中，不是一成不变的，而是一直发展不断改进的，好的抽象模型是发展的不竭

45、动力。3.2.1 KIWI格式的抽象原则KIWI格式中数据的抽象要遵循以下原则：准确性；详尽性；观感一致性；应用性；规模。 （1）准确性：显然抽象出来的数据模型应当是准确无误的，应该与实际道路的路况相符，只有这样才能保证抽象出来的数据模型是可用的，这是数据抽象的基础。 （2）详尽性：抽象出来的数据模型应该是全面没有遗漏有用信息的。举个例子，如果导航中丢失了某个node的一个案内code值，那么还原到现实中就是砍掉了一个岔路，实际存在的岔路到导航机中消失了，这是不容许出现的。可见，一个小错误就有可能造成荒诞离奇的后果。 （3）观感一致性：顾名思义，抽象出来的数据模型应该尽可能的“像”，不能把道路

46、抽象成背景，也不能把背景抽象成道路。比如KIWI中把道路抽象成link和node的接续，link是一段段的路段，node是交叉点，很符合人们的思维和感受习惯。 （4）应用性：数据抽象的目的是应用，应用性强的数据模型才有可能是成功的数据模型。 （5）规模：KIWI在技术上的目标，即加速数据的引用和压缩数据的量。尽可能减少数据的冗余并追求尽可能高的运行效率，在这两个矛盾冲突中寻求一个平衡点需要持之以恒的研究与探索。3.2.2 方向Guide数据抽象举例3.2.2.1 方向Guide数据的制作时机在制作KIWI诱导数据时，一个node做成一个基本data，在一个基本data中方向Guide数据组织结

47、构如图所示，上面介绍过link列的概念。需要说明的是，如果一个node是多个link列的交叉点，那么对每个link列都要制作该node的诱导数据，并且一个进入制作一套，一个Link列对应该node的几个进入就要做几套诱导数据。虽然看上去好像有重复冗余的嫌疑。但这样做是合理且必要的。这种在不同link列上的相同node称为同一node，如图3.3所示。图3.3同一node图示Figure 3.3 with a node icon 这里着重介绍了同一node是因为绝大部分node是多个link列的交叉点，交叉到该交叉点的link列称为交叉link列，对于每个交叉link列对该交叉点的诱导信息都要存

48、储。并且虽然是同一node，但在不同的link列上对应的诱导信息是不同的，这就好比从教室的前后门去教室里的同一个座位走的方向和路线可能都是不同的。3.2.2.2 案内Code抽象示例实景图(路口、Lane情报、方面名称)图3.4交叉路口转向指示牌Figure 3.4还是以图3.4 实际路口模拟图为抽象原型进行介绍。（1）抽象模型描述：对图所示node制作方向Guide数据中的案内code时，将其抽象为图2-3-5-2所示模型：Node：中间的黑色圆点为抽象出来的node；Link：与node接续的为4根link：link1、link2、link3、link4； Link列：一般将在一条直线上的

49、link看作一个link列，所以图中两条蓝色link（link1、link2）看作link列1，两条绿色link（link3、link4）看作link列2。Link列方向：KIWI格式中link列的方向是以link-node的存储顺序为参照的。与存储方向一致的方向为link列的顺方向，与存储方向相反为逆方向。图3.5中蓝色link列的link列方向设为自左至右，绿色link列方向设为自上而下。图3.5数据抽象举例1Fig. 3.5 data abstraction example 1（2）案内code制作：如图所示，假设汽车自左边的蓝色路线(Link1)驶入，对于不同的脱出方向，应做不同的转向

50、提示：自Link1方向脱出，与进入夹角为180度，则行车方向为“U Turn”；自Link2方向脱出，与进入夹角为0度，则行车方向为“直进”；自Link3方向脱出，与进入夹角为90度，则行车方向为“左转”；自Link4方向脱出，与进入夹角为270度，则行车方向为“右转”；自其它Link驶入的情况抽象方法与上面相同。导航机在进入此交叉点时，需要探索经路在将进入的交叉点的转向，以便于提示汽车在脱出路上时，须沿哪条车线行驶。3.2.2.3 脱出方向lane flag（车线信息）抽象示例图3.6车道实景图Fig. 3.6 Lane real map抽象模型描述：假设下图所示的四叉路与node接续的下方

51、link的车线如图3.6所示，假设从下方link进入。进入交叉点前共有(1)(2)(3)(4)(5)五条车线。根据交通规制，其中车线(1)(2)可以左转，车线(2)(3)(4)可以直进，车线(4)(5)可以右转。驶入交叉点前，导航机应能根据下面将要进行的转向提示正确的驶入车线。 图3.7 数据抽象举例2Fig. 3.7 data abstraction example 23.3 方向Guide数据的存储3.3.1 方向Guide数据存储的总体架构从2.2.2节KIWI格式存储部分我们已经知道KIWI格式存储的显著特点是分层、分块存储。诱导数据的存储也遵循这个大原则，需要注意的是诱导数据只在0层

52、制作，其他层均不存在诱导数据。分块的最小单位是parcel，诱导数据也是以parcel为单位组织的。如图3.8所示：最上面的管理文件存储了每个诱导数据存储parcel的offset（偏移量）和size（大小）。从管理文件读取“parcel1的经路诱导dsp”，可以找到第一个parcle的诱导数据，我们把一个parcel的诱导数据叫做一个“经路诱导DataFrame”。上面介绍过诱导数据是关联在node上的，所以在一个parcel内部，即在一个“经路诱导基本DataFrame”内，诱导数据是以node为单位进行组织的，我们把一个node的诱导数据成为一个“基本data”。下面详细介绍“经路诱导基

53、本DataFrame”（一个parcel的诱导数据）和“基本data”（一个node的诱导数据）。其中方向Guide数据是“基本data”的一部分，图中绿色部分所示，下面也会详细介绍。图3.8 方向Guide数据存储索引图Figure 3.8 the direction of Guide data storage, index map3.3.2 方向Guide数据存储的索引结构（1）“经路诱导DataFrame” 如图3.9所示，“经路诱导DataFrame”分为三大块“经路诱导Distribution Header”（管理数据） 、“经路诱导基本DataFrame”（实体数据） 和“经路诱导

54、扩充DataFrame”。“经路诱导Distribution Header”中存储了“经路诱导dataFrame”的offset和size。有了“经路诱导基本dataFrame”的offset就可以找到“经路诱基本DataFrame”。图3.9 经路诱导DataFrameFig. 3.9 the road induced by DataFrame（2）经路诱导基本DataFrame经路诱导基本DataFrame包括两大块：“诱导数据Frame”和“文字列数据Frame”。“文字列数据Frame”存储诱导文字。这里主要研究“诱导数据Frame” 。“诱导数据Frame”中是一个个“基本data”

55、的排列，即一个个node的诱导数据的排列。图3.10 经路诱导基本DataFrameFig. 3.10 the road induced by DataFrame（3）基本data图3.11 基本dataFig 3.11 data一个基本data包括node的管理头“基本Distribution Header”和诱导实体数据的七项内容：交叉点名称DataTable，道路名称DataTable，方面名称DataList， spot Guide DataList，方向Guide DataList，道路构造物DataList，建筑物设施DataList。“基本Distribution Header”又包括 “基本Data的size” ， “Data有无标识信息”， “Node信息”和诱导实体数据的offset和DataRecord数。“基本Datasize”存储这一个node的“基本data” 数据的大小，以字节为单位。并不是所有的