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精细化导航地图动态服务关键技术及产业化应用

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《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》和《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》等文件明确指出导航与位置服务作为国家大力培育的战略性新兴产业。导航与位置服务正在成为继互联网、移动通信之后的全球第三大信息技术新的增长点,实现“人、车、路”协同的动态智能服务是国家的重大需求,是导航与位置服务的必然趋势。一方面,低空、地面移动测量系统的广泛应用产生了路网空间大数据;另一方面,移动互联网引发了位置服务大数据,如:动态交通信息、生活服务类信息等。但存在数据源泛化和信息孤岛,导航与位置服务面临要素提取不精细、信息更新不及时、服务计算不精准的难题。新一代的导航与位置服务是以具有环境感知的导航电子地图为基础设施,关联耦合动态位置服务信息,实现“人、车、路”协同的动态服务计算,完成从静态地图服务到动态地理信息服务的转变。高效整合路网空间大数据和位置服务大数据是建立新一代导航与位置服务的关键和前提。 本项目针对导航电子地图内容丰富度不足、现势性差、更新周期长、服务能力弱等瓶颈问题,充分利用移动测量技术、地理信息技术、互联网技术、计算机与通讯技术等,突破分布式动态导航与位置服务动态信息精细化提取、泛在关联、增量更新、动态服务计算等关键技术,提出导航要素的精细化提取方法,提升导航电子地图内容的丰富性和现势性,填补安全辅助驾驶要素缺失的空白;建立车道级精细化导航电子地图模型与按需增量更新技术体系,缩短导航电子地物的更新周期;研制面向位置服务需求的动态服务计算系列算法,形成具有“智能环境感知、全新位置地图、按需推送服务”的新一代导航与位置服务平台与技术体系,将目前用户独立、单向通讯、静态为主、类型单一的导航与位置服务升级为用户组网、双向通讯、动态为主、类型多样的智能导航与位置服务。 

(1)国家863计划,城市多模式动态路网信息智能处理与出行服务技术,2006AA12Z209,2006-2009,90万 

(2)国家863计划,基于网络的车辆导航服务技术,2006AA12Z308,2006.1-2008.12,92万 

(3)国家863计划,基于动态信息的智能导航软件与应用系统,2007AA12Z241,2007.6-2010.6,417万 

(4)国家863计划重大项目,位置信息搜索与智能服务,2012AA12A211,2012.1-2014.12,847万 

(5)国家自然科学基金,自然语言表达城市交通信息的融合与应用技术研究,40871184,2009.1-2011.12,38万 

(6)国家自然科学基金,基于模式识别的道路网LOD数据表达,40871185,2009.1-2011.12,35万 

(7)湖北省自然科学基金重点项目,基于动态信息的智能导航与位置服务,CDA019,2008.01-2010.12,20万 

(1)提出基于移动测量的高级导航要素自动提取方法,填补高级导航要素缺失的空白 

(2)提出面向众包数据的自然语言理解与专题服务信息抽取方法,提升动态服务信息的丰富度 

(3)提出多源、多维时空数据的动态建模方法,解决路网、动态信息的实时关联与耦合的难题 

(4)提出一种自适应的增量更新的方法,通过用户按需进行定制更新服务与版本内容,实现导航数据的动态、增量更新 

(5)提出行程时间分布稳健估计和预测方法,实现行程时间均值和方差信息的联合估计和预测 

(6)引入行程时间可靠度,发展可靠最短路径规划理论与高效算法,建立可靠最短路径的多目标最优条件 

(7)研制了9套软件系统,有力推动导航与位置服务的发展 

(1)提出了高级辅助驾驶(ADAS)地图要素精细化提取方法,填补了我国ADAS地图要素缺失的空白,使我国跨进拥有高端导航电子地图生成技术的四个国家之一 

(2)提出了按需增量更新与服务生成工艺流程,解决了我国导航电子地图快速更新的难题,将导航电子地图的更新周期由原来的6个月缩短到1个月 

(3)提出并实现了可信动态路径规划服务技术,相比现有EV算法性能提高一千倍以上,满足了动态随机网络中可靠最短路径实时计算的需求 本项目的部分关键技术已经趋于成熟,并成功应用于导航电子地图生成、智慧城市建设、智能交通等领域到2012年12月止,项目的部分关键技术已成功服务我国三大导航电子地图生产商(四维图新、瑞图万方、凯立德),广泛用于汽车导航、便携导航、互联网和移动通信等领域,极大地丰富了导航电子地图的内容、缩短了更新周期、填补了高级导航要素缺失的空白,应用服务商提供了高精度、现势性、内容丰富的基础服务数据。通过我国三大导航电子地图生产商辐射多个行业和领域,包括:国内外12大主流车厂的60多款上市车型,世界10大导航仪硬件厂商;23家著名互联网服务商、上千个门户和专业网站的位置搜索和地图服务频道(包括为BAT、央视等)、移动和联通手机导航业务的地图供应商,并辐射到欧洲。 在智慧城市基础设施建设方面,多源数据的高精度配准与要素自动化提取关键技术已服务于立得空间信息技术股份有限公司,已经完成全国100余个城市的数字城市、数字城管方面的数据生产与系统建设,提高效率3-5倍。 在位置服务方面通过第三方服务,已覆盖武汉、北京、上海、深圳等39个国内大中城市。根据Enfodesk易观智库最新监测数据显示,截至2012年5月底,手机注册用户总数突破260万,市场份额高达65%,稳居导航与位置服务行业榜首,累计创造近2亿的经济效益。