智能导航系统的研究与设计

智能导航系统的研究与设计摘要如今，随着我国社会的不断发展，国内旅游业的发展以及交通工具的增加。智能导航成为了解决交通困难的急切需求。目前室外导航技术已经相当成熟，通过GPS导航可以规划出一条最优的路线到达目的地。但随着楼盘的不断增加，人们在室内寻路的困难逐渐上升。室内的错综复杂的地形使得GPS并不能精准的导航定位，所以室内定位导航系统的应用前景十分的广泛。本文主要是对于智能导航系统研究与设计。首先对于现有的多种无线技术与几种定位导航算法的研究与比较，然后对于最优路径选择算法的研究，主要选取常规的导航系统所用到的两种经典算法，并对于A*算法、Dijkstra算法这两种算法进行阐述。通过MATLAB平台进行算法的实现，最后对于已有的算法进行比较、改进。关键词导航最佳路径选择算法算法优化MATLAB平台实现Research

and

Design

of

Intelligent

Navigation

SystemAbstractNowadays,withthecontinuousdevelopmentofoursociety,thedevelopmentofdomestictourismandtheincreaseofmeansoftransportation.Intelligentnavigationbecomesanurgentneedtosolvethetrafficproblems.Atpresent,outdoornavigationtechnologyhasbeenquitemature,throughGPSnavigationcanplananoptimalroutetothedestination.Butwiththecontinuousincreaseoftherealestate,people'sdifficultiesinfindingtheirwayindoorsaregraduallyincreasing.Becauseofthecomplexindoorterrain,GPScannotaccuratelynavigateandlocate,sotheapplicationprospectofindoorpositioningandnavigationsystemisverywide.Thispaperismainlyabouttheresearchanddesignofintelligentnavigationsystem.Firstofall,theresearchandcomparisonoftheexistingwirelesstechnologyandseveralpositioningandnavigationalgorithms,andthenfortheresearchoftheoptimalpathselectionalgorithm,mainlyselectthetwoclassicalalgorithmsusedintheconventionalnavigationsystem,andelaboratetheA*algorithmandDijkstraalgorithm.ThroughtheMATLABplatformtoachievethealgorithm,finally,theexistingalgorithmiscomparedandimproved.KeywordNavigationOptimalPathSelectionAlgorithmAlgorithmOptimizationMatlabPlatformImplementation 目录引言 [14]p1，即已确定全局变量且已知没有动态障碍物时，才可执行此算法获得最优路径，此算法的运行效率受到动态障碍物的显著影响。编写的这种算法，并未充分考量行动物体宽度，障碍物通常会与行动物体在拐点处发生碰撞，甚至出现危险情况。基于传统A*算法，增加转弯半径，求解物体在拐点处的转动角度及方向，直角转弯可用曲线转向替换。对于此过程而言，增大转弯半径具有举足轻重的意义。在搜索环境下，可运用A*算法规划最佳路径，然而环境条件变化时，已知的最佳路径不再适用。对于传统的A*算法而言，若环境条件不确定，可适当更改搜索所得路径的结点序列及部分障碍物节点，促使障碍物对路径的影响最小，进而获得最佳搜索路径。如表5所示：表SEQ图表\*ARABIC5改进后的A*算法求解的最优路径所需时间遍历节点数路径距离0.214013s18123.54650.187992s0.122643s11614121.848123.49484.3对于算法比较分析及优化通过上面所展示的图片以及表中的内容，我们可以清晰直观的比较两种算法的优劣，并且对其进行分析比较。相比较两种路径我们不难发现，Dijkstra算法相比于A*算法，该算法搜索的范围很大，效率却很低。而A*算法相比较之下搜索的范围不大，但效率却极其的高。其中A*算法当中最为核心的部分就是会在下一次选择搜索的节点之前，先将周围所有已知的但是还未搜索的节点当中，搜索时，首先要选取最小f值结点。按照f值从大到小的顺序一次排列全部已探知却并未搜索过点。进行搜索时，可基于与广度优先算法框架类似的框架，及时获知队首元素，通常f值为第1个元素，求解可能子结点的f值，g值与h值，优先队列无解或搜索到终点时，整个搜索过程结束。运用迪杰斯特拉算法可求解某路网中的最优路径。值得关注的是，动态导航系统通常需要进行安全便捷且准确高效的数据处理，但路网中包括海量数据时，此算法的运行速率较慢。由此可见，在设计这种导航系统时不宜运用此算法。深入全面的剖析迪杰斯特拉算法可知，其不足之处是进行全局搜索，因此速率较慢，所需时间较长；若系统具有非常庞大的路网，需要占据较大空间存放相应的中间结果。便捷高效的A*算法可以有效的管控搜索规模。这种启发搜索算法运用了估价函数，促使其具有良好的搜索效果，因此在设计灵活安全且便捷高效的动态导航系统时可运用此算法。估价函数可表示为h(n)，对于此算法具有至关重要的作用，若结点n与目标结点之间的实际距离比h(n)估价小，此时相应的算法节点数较少，但算法运行速率较快，所得结果不一定是最优解。若二者相等，则可快速求得与实际值非常接近的最优解。若h(n)为0，则表明算法启发过程中并未应用现有信息，即为Dijkstra算法。结论随着人们在室内的活动时间越来越久，室内定位导航越来越受到大众的欢迎。而当人进入到新的环境时，无法获取当前位置的射频信号和位置，组合导航定位精度也会大大折扣。因此，未来的研究焦点是开发便捷高效的室内导航系统，科学合理的应用最优路径算法具有举足轻重的意义。便捷的导航系统能够大大提高人们在室内复杂建筑物中快速寻找到自己所要的目的地。比这所学知识有限，所得的研究结论具有一定局限性，需要在今后的研究过程中不断完善。研究内容如下：（1）分析研究国内外智能导航系统的研究与发展趋势，本文通过各种数据的对比，对于室内定位技术的无线通信技术的分析对比。定位算法的介绍分析。（2）对路导航算法中的关键路径选择算法的选择，已经对于现有的几种经典的路径选择算法的分析与比较，选择出适合算法应用于合适的场景。（3）对于已有的算法有可能的进行优化，使其在运用过程当中能够对于Array数组的优化，并且打开关闭标记，换掉不用重置。本文主要对于智能导航系统的研究与设计，并对其进行了实验验证，实验结果表明，本文中所分析对比的三种算法能够充分应用到现实的导航定位当中，而就整体效果而言，目前的算法仍然有较大的提升空间，更深入的研究有待进一步的展开，后续的工作内容将继续对于路径选择算法的深度学习，对于用户在使用定位导航的时候能够更加快速的贴切的为用户规划出一条路线。对于自己的一些不足，将会多加学习多加思考，对于此类进行更加深层次的研究。

参考文献[1]莫愁.附有轨道信息约束的动态GNSS周跳探测与修复方法[D].西南交通大学,2015.[2]李冰.超声波室内定位导航的设计与实现[D].哈尔滨理工大学大学,2017.[3]梁焰松.室内导航路径规划算法的实现研究[D].华中科技大学,2015.[4]关惠平.全球卫星导航定位系统及其定位原理，兰州铁道学院报自然科学版.2003,8,4(22):66-71.[5]毛勤.基于WIFI位置指纹的室内定位算法的研究与优化[D].广东工业大学,2016.[6]BahlP,PadmanabhanVN.RADAR:AnIn-BuildingRF-basedUserLocationandTrackingSystem[J].Proc.IEEEINFOCOM2000,2:775-784.[7]丁晔.基于RFID信号特征的室内定位技术研究与实现[D].南京邮电大学.2018.[8]刘建业.基于WLAN的室内WiFi的室内定位技术的研究与实现[D].云南财经大学,2013.[9]徐定杰,刘明凯,沈峰等.基于MBOC调制的北斗导航信号的多径误差分析[J].哈尔滨工业大学学报.2013,45(8):122-128.[10]NingY,Zhong-QinW,MalekianR,etal.DesignofAccurateVehicleLocationSystemUsingRFID[J].ElekstronikaIrElektrotechnika.2013,19(8):1105-110.[11]徐静.室内移动导航系统的路径规划方法研究：[D].长春：长春理工大学,2009.[12]陈锐志,陈亮.基于智能手机的室内定位技术的发展现状和挑战[J].测绘学报，2017，46(10)：1316-1326.DOI:10.11947/j.AGCS.2017.20170383.[13]宗传苓,李相勇,王英涛.出行前路径选择的多目标规划模型[J].交通运输系统工程与信息,2005,15(16):58-61.[14]李志健,郑新奇,王淑晴等.改进A*算法及其GIS路径搜索中的应用[J].系统仿真学报,2009,21(10):3116-3119.[15]徐伟.基于Android手机的室内定位技术研究与实现[D].华中师范大学,2014.

HYPERLINK电脑文件整理懒招从来都是不会经常整理文件的，不过时间一长，众多的文档分布在硬盘的各个角落，用目录进行整理保存，工作量大、查看起来也不方便且还会浪费不少的磁盘空闻；用压缩工具打包，尽管可以节约空间但是却无法直接编辑修改或查看压缩包中的文件。这些招，懒人怎么会用，他们自有妙招!再多再乱的文件也能整理得井井有条，关键是不费力哦!

懒招1，自动提取乱中取胜

小张起初将照片、Office文档、电影、音乐等文件一股脑地存放在某一个磁盘分区，刚开始文件少使用起来倒也方便，但随着时间的推移，文件数量剧增，每次找所需的文件都要瞪大眼睛，不过有了MY文档管理器(下载地址：)就不用担心了。

第一步，下载MY文档管理器，解压到任意目录，直接双击其中的可执行性文件即可使用。依次单击“节点操作→添加节点”，分别添加多个节点，如“办公文档”、“电影”等分类，这样做的目的是方便归类。

第二步，在小张的F盘中的TEST目录下有众多的RM、MP3、JPG、DOC、TXT格式的文件，现在他要把JPG格式的文件提取到“照片”类别中。依次单击“系统配置→文件过滤”选项，打开Dialog对话框，输入“*.doc”，单击“添加”按钮，意思是过滤掉所有类型为“.DOC”的文件。然后按照同样的方法，将“*.txt”、“*.rm”、“*.MP3”一一添加进来。

第三步，双击左侧窗格中的“照片”节点，然后依次单击“记录操作→导入记录树”命令，在打开的对话框中单击浏览按钮，打开“F:\test”目录，单击“确定”按钮之后就可以将格式为JPG的文件提取出来并添加到“照片”节点中了。

懒招2，不同的电脑统一的管理

小张是电爱的Fans，工作之余常常为杂志写稿，他写完的和正在处理的稿件一般都存在一个稿件文件夹里。不过时间一长，家里的电脑(PC1)和单位的电脑(PC2)上都有这个文件夹。时常需要通过移动硬盘(U盘)在两台电脑之间传递，使用和管理都很不方便。不过他现在用优盘就可以统一管理了。

第一步，将上文提到的那个MY文档管理器解压后直接拷贝到优盘上。把优盘插到PC1上，并运行软件，依次单击“记录操作→导入记录树”命令，在随后弹出的对话框中设置好“稿件”文件夹的根目录，将“导入深度”设置为“5”，单击“确定”后，稍等片刻，软件就把PC1上的“稿件”导入到MY文档管理器中。

小提示：通过这种方式导入到程序中的仅仅是文件的路径、文件名等属性信息，并不是文件本身。

第二步，把优盘插到PC2上，按照同样的方法导入PC2上的“稿件”文件。以后要编辑“稿件”里的文件，你自己根本不用记住哪台电脑的哪个路径，只要把优盘插入到电脑，运行MY文档管理器，就可以直接编辑了。

第三步，为方便在异地使用，小张决定为当前正在处理的稿件增加一个副本。在需要异地处理的稿件上右键单击，选择“复制文件到(自动添加副本)”命令，在弹出的对话框中将保存目录设置为优盘上的某个目录即可。这样，就可以在优盘上编辑PC1或PC2的稿件了。

小提示：对于PC1、PC2上的同名文件，MY文档管理器以不同的磁盘号+文件路径来标识文件记录，因此，对于不同电脑上的同名文件，甚至是路径和文件名完全相同的文件，程序也可以准确识别哪个是哪个。

懒招3多种文件批量移动

要将文件管理得井然有序，就免不了要进行复制、删除、移动等等操作，如果一个个进行操作，工作量是非常巨大的。这时我们就需要借助于BelvedereAutomated(下载地址：.com/assets/resources/2008/03/Belvedere%200.3.exe)进行批量操作了。例如我们想把“F:\test”目录中的所有照片移动到F盘中的“北京游照片”目录中，可以按以下方法进行。

第一步，建立“F:\test”目录后在“rule”一栏中，单击“+”按钮，建立一个规则。在“Descriptior”文本框中为当前规则起一个名字如“批量整理移动”。单击第一个下拉列表，在这里可以选择Name(文件名)、Extension(扩展名)、Size(大小)等进行操作，这里选择扩展名“Extension”。单击第二个下拉列表，在这里设置的是操作条件，有is(是)、isnot(不是)、contains(包含)等操作可供选择，这里选择的是“is”。接下来，在最后的文本框中输入图片文件的扩展名，示例中是“JPG”。定义的规则合起来的意思就是“扩展名是JPG”。

第二步，在“Dothefollowing”区域设置操作动作，单击第一个下拉列表进行操作动作的选择，有“Movefile(移动)、Renamefile(重命名)、Deletefile(删除)”等动作可供选择，我们要批量移动，那就选择重命名“Movefile(移动文件)”。接下来，单击后面的按钮选择“F:\北京游照片”目录。

第三步，规则设置完毕，单击“Test”按钮应用规则，程序即可一次性地将所有扩展名为“JPG”的图片文件移动到“F:\北京游照片”目录中了。

懒招4提纲挈领一点即得

在前面几大懒招的帮助下，你电脑里的文件应该已经有点类别了吧。如果从此想告别懒人的生活，那就要养成管理文件的好习惯了。

第一步，在你保存资料的电脑分区中，要接类别建立多个文件夹，可以按用途分为：学习、娱乐、暂存、工作、下载，在娱乐下又可以建立二级目录：电影、歌曲、动画等。也可以按照常见的文件性质进行分类，例如分为：图片、电影、电子书、安装文件等，当然也可以按照你的需要再建立二级目录，以后每有文件需要保存就按这个类别保存到相应的目录。

第二步，虽然现在已经把文件分门别类存放了，但时间长了，目录太深，一层一层查找也很麻烦的，在EXCEL里建一个目录就可以统一管理了。运行EXCEL后，新建一个表格，然后按照我们的分类方式隔行输入：图片、电影、电子书，在图片分类下再建立二级目录名，例如明星、汽车、壁纸等。

第三步，右键单击“图片文字”，选择“超链接”，在弹出的对话框中选择电脑里图片目录文件夹，单击“确定”后EXCEL里的“图片”文字就变成彩色。用同样的方法为一级目录的“电影、电子书”和二级目录的“明星、汽车、壁纸”等添加超链接。然后将这个EXCEL文件命名为文件目录，保存到桌面上，以后打开这个文档，直接单击相应的文字，比如单击“壁纸”，就可以切换到壁纸文件夹了。

小提示：如果要更改某个超链接，直接右键单击该文字，选择“编辑超链接”就可以了。本人的电脑分类原则简述如下。

硬盘的第一层(请在自己的件夹中右键“按组排列”查看)

第一位字母表示A生活娱乐B教学C工作D安装程序

第二位字母表示只是流水号

AA影视

AB音乐

AC阅读

AD图片

AE相册

生活娱乐

BA计算机

BB英语

BC运动

BD游戏攻略

BE衣食住行

BF文艺

教学

CA管理制度

CB流程图

CC程序文件

工作

DA娱乐

DB其它

安装程序

硬盘的第二层(进入“AA影视”的文件夹举例)

第一位字母表示只是流水号

第二位字母表示只是流水号

AA电影

BA电视剧

CAMTV

硬盘的第三级(进入“AA电影”的文件夹举例)

第一位字母表示A动作片B剧情片C动画片

第二位字母表示A未看过B已看过

AA导火线

AB尖峰时刻

动作片

BA独自等待

剧情片

CB机器猫

CB狮子王

动画片

利用“字母排序”和“按组排列查看”可以使文件查看和存放简洁明了，结合自己资料的特点和实际需求，给自己定一个分类原则并严格执行。个人电脑资料的资源会得到高效而充分的利用。电脑文件管理八条小技巧

在电脑的内部，在电脑的桌面上，在“资源管理器”中，充斥着无序与混乱,这种虚拟的混乱极大地影响了电脑的性能和我们办公的效率，当大家面临这个问题时，通常认为硬盘空间又不够了，电脑性能又不跟不上了，需要再换一台新的电脑了。事实上，我们真正需要的是坐下来，好好花时间将电脑里的文件真正管理起来，会为自己日后省下更多的时间。

文件管理的真谛在于方便保存和迅速提取，所有的文件将通过文件夹分类被很好地组织起来，放在你最能方便找到的地方。解决这个问题目前最理想的方法就是分类管理，从硬盘分区开始到每一个文件夹的建立，我们都要按照自己的工作和生活需要，分为大大小小、多个层级的文件夹，建立合理的文件保存架构。此外所有的文件、文件夹，都要规范化地命名，并放入最合适的文件夹中。这样，当我们需要什么文件时，就知道到哪里去寻找。

这种方法，对于相当数量的人来说，并不是一件轻松的事，因为他们习惯了随手存放文件和辛苦、茫无头绪地查找文件。

下面，我们将帮你制订一套分类管理的原则，并敦促您养成好的文件管理习惯。以下是我们总结出的一些基本技巧，这些技巧并不是教条，可能并不适合你，但无论如何你必须要有自己的规则，并坚持下来，形成习惯。

一、发挥我的文档的作用

有很多理由让我们好好地利用“我的文档”，它能方便地在桌面上、开始菜单、资源管理器、保存/打开窗口中找到，有利于我们方便而快捷地打开、保存文件。我们可以利用“我的文档”中已有的目录，也可以创建自己的目录，将经常需要访问的文件存储在这里。至于“我的文档”存储在C盘，在重装系统时可能会误删除的问题，可以在非系统盘建立一个目录，然后右击桌面上的“我的文档”，选择“属性”。在弹出的“我的文档属性”窗口中，单击目标文件夹下的“移动”按钮，然后在新的窗口中指定我们刚创建的文件夹。重装系统后再次执行以上操作，再重新指向此文件夹即可，即安全又便捷。

小提示：如果你使用Windows2000/XP，则移动“我的文档”文件夹时，其下的所有文件会自动移过去，但如果你使用Windows9x，则需要手工将C:MyDocuments下的所有文件手工移到新指定的文件夹中，否则可能会丢失数据。

二、建立最适合自己的文件夹结构

文件夹是文件管理系统的骨架，对文件管理来说至关重要。建立适合自己的文件夹结构，需要首先对自己接触到的各种信息、工作和生活内容进行归纳分析。每个人的工作和生活有所不同，接受的信息也会有很大差异，因此分析自己的信息类别是建立结构的前提。比如，有相当多的IT自由撰稿人和编辑就是以软件、硬件的类别建立文件夹;而很多老师，就是以自己的工作内容比如教学工作、班主任工作建立文件夹。

同类的文件名字可用相同字母前缀的文件来命名，同类的文件最好存储在同一目录，如图片目录用image，多媒体目录用media，文档用doc等等，简洁易懂，一目了然，而且方便用一个软件打开。这样，当我们想要找到一个文件时，能立刻想到它可能保存的地方。

三、控制文件夹与文件的数目

文件夹里的数目不应当过多，一个文件夹里面有50个以内的文件数是比较容易浏览和检索的。如果超过100个文件，浏览和打开的速度就会变慢且不方便查看了。

这种情况下，就得考虑存档、删除一些文件，或将此文件夹分为几个文件或建立一些子文件夹。另一方面，如果有文件夹的文件数目长期只有少得可怜的几个文件，也建议将此文件夹合并到其他文件夹中。

四、注意结构的级数

分类的细化必然带来结构级别的增多，级数越多，检索和浏览的效率就会越低，建议整个结构最好控制在二、三级。另外，级别最好与自己经常处理的信息相结合。

越常用的类别，级别就越高，比如负责多媒体栏目的编辑，那多媒体这个文件夹就应当是一级文件夹，老师本学期所教授的课程、所管理班级的资料文件夹，也应当是一级文件夹。

文件夹的数目，文件夹里文件的数目以及文件夹的层级，往往不能两全，我们只能找一个最佳的结合点。

五、文件和文件夹的命名

为文件和文件夹取一个好名字至关重要，但什么是好名字，却没有固定的含义，以最短的词句描述此文件夹类别和作用，能让你自己不需要打开就能记起文件的大概内容，能就是好的名称。要为电脑中所有的文件和文件夹使用统一的命名规则，这些规则需要我们自己来制订。最开