专利名称：一种便携式多媒体智能数码终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种便携式电子数码设备，具体是一种便携式多媒体智能数码终端。
背景技术：
随着信息工业、卫星导航产业、移动通信业和互联网的发展，对于融合移动通信、 卫星定位、互联网等应用技术的产品和技术已经成为市场应用和技术发展的主要趋势。结 合通话、导航、应急援助、信息交互及便利性和个性化服务，特别是结合高速无线数据通信 实现高速上网、(结合服务中心的)助理式服务、实现实时动态导航、移动办公等功能是下 一代便携式信息终端的发展趋势。其核心的技术基础是与高速移动通信技术融合的软、硬 件技术。随着人们对无线通信、网络等技术的认识的逐步加深，面向移动用户、针对特殊应 用环境、将移动通信技术、互联网技术与卫星定位、导航技术相结合的系统会得到快速的发 展，交互式智能化、多功能高度集成的便携式移动信息终端产品将具有广阔市场空间，本实 用新型将GPS技术结合应用到电子导游系统中是一种创新。本实用新型提出了一种具备通讯功能的导航仪的PDA技术架构，采用模块化的设 计思想搭建了一套可支持各种通讯方式，可方便加载各种类型服务内容的软件架构。目 前，便携式多媒体数码终端的主要功能是音视频媒体文件播放、电子游戏、GPS导航等，主要 应用于个人休闲娱乐、驾车道路导航等领域，在电子导游、旅游导航等领域的应用仍处于空 白，其原因是由于缺乏基于对GPS、PDA和GIS的集成运用的便携式多媒体智能终端设备。
发明内容本实用新型为了解决在电子导游、旅游导航等领域缺乏基于对GPS、PDA和GIS的 集成运用的便携式多媒体智能终端设备的问题，提供了一种便携式多媒体智能数码终端。本实用新型所述的便携式多媒体智能数码终端是采用如下技术方案实现的一种 便携式多媒体智能数码终端，基于对GPS、PDA和GIS的一种集成运用，包含壳体和壳体内的 内部电路，壳体上设有配套使用的IXD显示屏和4. 3寸表面声波式触摸屏Touch Screen, 内部电路包含中央处理器芯片(CPU)SIRF三代；PPC电路板、中央处理器芯片(CPU)、触摸屏 Touch Screen与1600mAh锂电池构成主体功能结构，并设置了蓝牙模块、USB输入/输出接 口和CF卡槽，PPC电路上设计组合了功能模块组件及各种功能的输入/输出端口 ；中央处 理器芯片的视频输入/输出端口连接有包含视频编码/解码芯片的视频输入/输出电路， 与视频编码/解码芯片连接有配套使用的触摸屏和显示屏。本实用新型所述的便携式多媒体智能数码终端以SIRF三代CPU为核心，在CPU的 相应端口连接有触摸屏+显示屏组件、视频/音频输出电路、GPS功能模块，整个工作系统 由设备内置的高性能锂电池供电工作；由于显示屏、触摸屏、GPS模块、蓝牙模块等采用已 知产品和现有集成芯片连接而成，当所选用的产品及集成芯片等的型号选定后，其相互之 间及与CPU各端口之间的对应连接关系是已知的，因此本实用新型的内部电路中的具体连接，诸如各集成芯片、功能模块、显示组件等正常工作所需的一些外围电路等，对PDA领域 的技术人员来说是已知且可以实现的，在说明书中未作描述。本实用新型所述的便携式多媒体智能数码终端设计结构合理、功能齐备，能利用 GPS和PDA对景区进行坐标采集以及在此基础上实现电子地图的自动绘制，在电子导游的 应用中可得到景区里任意两个景点之间的最佳路径并在电子地图上显示出来，并且根据景 区里景点的多少及分布的不同可以采用不同的算法，以基于对GPS、PDA和GIS的集成运用 解决了在电子导游、旅游导航等领域中传统导游方式及现有电子导游设备在景区导航、自 主规划路径等方面的局限，适用于电子导游、自驾车导游导航等领域，是一种高度智能化的 多媒体+GPS终端处理设备。

图1为本实用新型所描述的便携式多媒体智能数码终端的外观结构示意图；图2为本实用新型内部电路的原理方框图。其中1.电源开关，2. CF卡槽，3. USB接口，4.耳机插孔，5.扬声器，6.触摸屏， 7.显示屏
具体实施方式一种便携式多媒体智能数码终端，基于对GPS、PDA和GIS的一种集成运用，包含壳 体和壳体内的内部电路，壳体上设有配套使用的电源开关1、CF卡槽2、USB接口 3、耳机插 孔4、扬声器5、4. 3寸16 :9TFT IXD显示屏7 (分辨率为480 X 272以上)和表面声波式触 摸屏(Touch Screen)6,内部电路包含中央处理器芯片(CPU)SIRF三代；PPC电路板、中央处 理器芯片(CPU)、触摸屏Touch Screen与1600mAh锂电池构成主体功能结构，并设置了蓝牙 模块、USB输入/输出接口和CF卡槽，PPC电路上设计组合了功能模块组件及各种功能的输 入/输出端口；中央处理器芯片的视频输入/输出端口连接有包含视频编码/解码芯片的 视频输入/输出电路，与视频编码/解码芯片连接有配套使用的触摸屏和显示屏，中央处理 器芯片的音频输入/输出端口连接有包含音频编码/解码芯片的音频输入/输出电路，与 音频编码/解码芯片连接有可自动切换使用的耳机插孔和扬声器，与GPS模块连接有内置 天线。所述中央处理器芯片SIRF三代(SIRF starIII简称A3)，是美国塞浮公司开发的 GPS第三代芯片，应用广泛，性能稳定，可提供对低功耗应用的实时多媒体处理和GPS处理 的支持；可满足接口设计的处理需求。具体实施时，设计中主要采用SIRF平台的SIRF starIII处理器，语音数据采集芯 片以及4. 3寸16 :9TFT IXD显示屏(分辨率为480X272以上)，在完成硬件电路的基础上 编写程序实现显示器及NAND_FLASH驱动。系统采用单片机设计实现，非常适合手持设备使用。初始化硬件电路主要完成STR710各寄存器的配置及内存映射和中断向量配置、 处理器与外芯片的初始化以及功能库函数加载等。其主要步骤是首先调用71x_init. s源 文件完成CPU各寄存器的初始化配置后中断异常的处理实现及中断优先级设置、系统堆 栈和变量的初始化最后完成初始化后使用BL语句跳转至MAIN功能函数IMP0RT main ；Bmain ；main为C语言主函数入口。当设计好硬件系统后，要对电路板进行整体调试看各功能模块是否正常，值得注 意的是在设计NAND_FLASH接口电路时不能将ALE，CLE, WP, R/B全部连接到STR710的地址 线上否则会引起两者间的时序不匹配。在设计NAND_FLASH文件系统时采用F16系统可根 据系统需要修改ST公司提供的F16文件系统代码。由于GPS定位信号存在误差，所以对其采集到的数据进行误差分析并提出控制策 略，以此策略为依据对采集到的数据进行筛选和处理，再利用这些有效数据进行电子地图 的绘制。误差分析和控制策略利用单GPS接收机采集坐标，为了保证地图的精度在一定 的范围内，在采集坐标时引入了坐标精度因子(HDOP)和卫星可见数(VIEW)加以控制。HDOP 是用来刻画所测得的经度、纬度值在水平方向上的漂移程度。国外的研究实验表明[5，6]， HDOP, VIEW与距离误差的关系表现为HD0P越大，则距离误差越大；VIEW越多，则HDOP越在进行实验时，对一个固定点进行持续的采集以得到大量坐标数据，再对HDOP = 1. 0的所有坐标进行计算得到的平均值作为实际坐标，再计算各个坐标到实际坐标的距离。利用线性回归分析方法可以得到Error = 2. 679243HD0P+0. 59144，只要把HDOP 的值控制在(0 3. 0)之间就可以把误差控制在(0 Ilm)之间(置信度为0.95)，在此控 制条件下采点，求算该点坐标的算术平均值，为了提高该点坐标的精度，可以通过增加该点 坐标的采集次数来达到。数据的采集该过程包括对坐标的野外采集(利用GPS接收机采集坐标)和各种 说明材料、测量材料、各种景观的文字图片材料的收集；坐标的采集绘制地图的任务主要 是对绘制目标绘制一个全景图，是对主要的建筑、道路、标志、区域等做一个相对位置的标 记，根据实体特点的不同，采用不同的采集策略；其他相关材料的收集整理、组织、加工相 关材料的数据，将有用的数据按照统一的格式输入到相关的数据库当中。对采集到的坐标数据进行整理，设计成坐标数据库，该数据库主要提供各个景点、 道路、园区的坐标，供自动生成算法调用，是生成电子地图的主要数据来源。对其他的数据， 如各个景点要素的详细信息介绍，设计成属性信息数据库，供在PDA上进行查询使用的。使用MapInfo GIS实现电子地图坐标采集和相关资料收集完毕后，将数据按表 的形式导入数据库，完成数据库的建立。然后利用MapInfo GIS通过ODBC或者ADO与景 点坐标数据库连接，引用其中的数据，采用MapBasic编程实现景点电子地图的绘制。如果 数据库中的数据发生了变化，通过该算法可以及时地重新绘制地图。对整个电子地图的制 作采用矢量模型，最终的地图为矢量地图。对不同的地物分别用不同的图层来显示，如景 点层、道路层、园区层等。地图应该包括地图名称、图例等。最后要选择合适的地图符号表 示地物，要能够直观、形象的表示出地物的特征。应用MapBasic编程把景点电子地图划分 成景点层、道路层、区域层等来显示，这样设计的目的是为了更好的进行地图的编辑维护 修改。由以上设计思想和方法实现的电子地图的道路层和景点层的显示效果。对地图的再次编辑由于生成的电子地图可能与实际的布局会有所出入，所以利 用MAPINF0GIS对地图进行编辑是很有必要的，如果涉及到数据库相关数据的修改，还要连 同数据库一起修改。编辑生成的地图可由图形编辑和标注编辑完成。[0024]最佳路径的搜索为了实现电子地图的最佳路径的搜索。必须用图论的思想设计 它的存储拓扑结构。网络在数学和计算机领域中被抽象为图，所以其基础是图的存储表示。路网拓扑关系的建立在路网的数学模型中，只需要用到结点与结点以及道路的 连通性，即结点与结点以及线段之间的拓扑关系。并按照最佳路径算法的要求对这种数据 的结点进行编号。最佳路径的搜索该算法是在对经典图论中的Dijkstra算法分析的基础上，通过 改变下一节点的判断标准，尽量避免无关节点的计算。改善了经典Dijkstra算法所具有的 盲目性，减少了中间点的数量，搜索效率得到提高。GPS坐标与电子地图匹配由于在GPS采集景点坐标点数据绘制电子地图时，存在 着一定的误差，而当用户在使用景点电子导游系统进行实时定位时，也会因为当时的天气， 周围建筑物阻挡以及其他一些电信号干扰GPS信号而使得所接收到的数据与绘制景点地 图的数据不一致，从而导致景点电子导游系统不能准确实时定位，为了解决这一问题，针对 景点电子导游系统提出了地图匹配算法，对GPS实时接收到的数据进行匹配处理，以达到 景点电子导游系统准确实时定位的目的。基本方法利用历史行走轨迹对地图数据库的道路线段信息进行实时模式识别。 行走轨迹曲线作为待匹配样本，以该轨迹曲线附近的所有道路上的道路曲线作为状态模 板，通过待匹配样本与模板间的匹配，选择形状相似度最高的模板作为匹配结果。采用的相 似性度量函数用加权2维欧氏距离，为增加匹配的置信度而采用了序贯统计方法。当识别 到某一路段时，对当前的数据做路段垂直投影，计算出垂直路段方向上的偏差Δν并矫正 之。该算法是基于将地图的每条道路分段线性化成直线段的前提。对每一条描述路段进行 模式识别，并将前面多条路段的识别结果作为后一路段相似性度量函数的识别权值。这样 充分利用行走轨迹的相关性，并引入模糊判决的思想，使识别的可靠性更高。该方法所需计 算量较少，适合于在嵌入式系统上实现。算法地图匹配算法每Is调用一次，利用历史积累数据和实时数据进行模式识别 和误差矫正，算法如下1)对接收GPS数据进行预处理，如果GPS得到的当前定位结果与上一点得到的定 位结果间的距离大于步行限速(10km/h)乘以时间间隔，则认为是粗差，用根据勻速计算得 到的结果来代替。2)路段方向误差预先矫正。3)根据历史行走轨迹识别行走路段。4)把GPS误差分解为平行道路方向和垂直道路方向，垂直道路方向误差通过电子 地图得到消除。5)当GPS信号丢失时，根据游人的最近位置及速度，推估游人当前的位置。6)如果周围找不到可以匹配的行走路段，则用接收的原始数据直接显示在电子地 图上，不进行误差矫正。所述便携式多媒体智能数码终端所实现的基于GPS和PDA的电子导游系统解决了 坐标采集误差控制策略及电子地图的自动绘制、优化了经典的Dijkstra的最佳路径搜索 算法和电子地图匹配等几个关键技术问题。系统还存在一些问题需要进一步改进，如增强 系统的易用性、可靠性、提供更人性化的服务(如语音导航)和进一步提高定位的准确性
6等；同时，为了提高系统的应用价值和应用领域，增强系统的扩展性是非常必要的。将来的 目标是在有景区电子地图和相关数据库的支持下，能容易地实现该景区的电子导游系统。
权利要求一种便携式多媒体智能数码终端，包含壳体和壳体内的内部电路，壳体上设有配套使用的显示屏和触摸屏，内部电路包含中央处理器、电路板、锂电池、功能模块组件及各种功能的输入、输出端口；其特征在于利用GPS和PDA对景区进行坐标采集以及在此基础上实现电子地图的自动绘制。
2.根据权利要求1所述的便携式多媒体智能数码终端，其特征在于系统使用的是单 GPS接收机进行坐标采集。
专利摘要本实用新型涉及一种便携式移动信息处理设备，具体是一种便携式多媒体智能数码终端，英文简称为IMD+GPS(micro Intelligent Multi-media Display+Global Positioning System)。本实用新型是基于对GPS、PDA和GIS的一种集成运用，包含壳体和壳体内的内部电路，壳体上设有配套使用的显示屏和触摸屏，内部电路包含中央处理器、电路板、锂电池、功能模块组件及各种功能的输入/输出端口。本实用新型结构合理，功能齐备，在电子导游的应用中对旅游景点的各种数据和信息进行组织和管理，并对道路网建立拓扑关系，以实现对景点的信息查询和最佳路径的选择；利用GPS进行实时定位，并用相关算法对GPS接收到的数据与电子地图进行匹配，达到精确定位的目的，适用于电子导游、自驾车导游导航等领域。
文档编号G01S19/14GK201622346SQ20092025456
公开日2010年11月3日 申请日期2009年11月23日 优先权日2009年11月23日
发明者李碧波, 赵峰, 马小军 申请人:山西中联恒信科技有限公司