項(xiàng)目八車載導(dǎo)航系統(tǒng).ppt

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項(xiàng)目八 車載導(dǎo)航系統(tǒng) 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理第三節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì) 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)車載導(dǎo)航系統(tǒng)幫助用戶準(zhǔn)確定位當(dāng)前位置 并且根據(jù)既定的目的地計(jì)算行程 通過地圖顯示和語音提示兩種方式引導(dǎo)用戶行至目的地的儀器的行車輔助設(shè)備 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)1車載導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展2車載導(dǎo)航系統(tǒng)定位技術(shù)3車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)1車載導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展導(dǎo)航的概念最早起源于航海 起初只是用來引導(dǎo)船只安全航行 中國(guó)古代四大發(fā)明之一的指南針 可以認(rèn)為是古代最早出現(xiàn)的導(dǎo)航設(shè)備 導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)過了一段比較長(zhǎng)的時(shí)期 從開始的航位推算系統(tǒng) 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)到現(xiàn)代化的全球定位系統(tǒng) 通常簡(jiǎn)稱GPS 導(dǎo)航功能已經(jīng)越來越強(qiáng)大 精度也越來越高 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)1車載導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)2車載導(dǎo)航系統(tǒng)定位技術(shù)在現(xiàn)代車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)中 移動(dòng)目標(biāo)定位技術(shù)主要有三種 獨(dú)立定位 地面無線定位和衛(wèi)星定位 衛(wèi)星定位系統(tǒng)采用處在地球高空軌道的衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)距和授時(shí) 定位范圍可以覆蓋到全球 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)3車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)GPS定位技術(shù) GPS即全球定位系統(tǒng) 是美國(guó)開發(fā)研制的迄今為止應(yīng)用最廣泛的第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) GPS是新一代星基精密無線電導(dǎo)航技術(shù) 為全球范圍內(nèi)的用戶提供精確的三維定位和授時(shí) 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)3車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)GPS定位技術(shù) GPS系統(tǒng)采用高軌無線電測(cè)距 系統(tǒng)由空間部分 地面控制部分和用戶接收機(jī)三部分構(gòu)成 最少只需其中4顆衛(wèi)星 就能迅速確定用戶端在地球上所處的位置及海拔高度 所能接收到的衛(wèi)星數(shù)越多 解碼出來的位置就越精確 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)3車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)GPS定位技術(shù) 空間部分包括21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星 分布在地球上空2萬公里的6個(gè)軌道上 軌道傾角55度 兩個(gè)軌道之間的經(jīng)度相隔60度 每個(gè)軌道面上分布4顆衛(wèi)星 在地球任一位置至少可以見到4顆衛(wèi)星 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)3車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)GPS定位技術(shù) GPS系統(tǒng)定位的原理為GPS接收機(jī)接收到衛(wèi)星信號(hào) 根據(jù)星歷表信息 可以求得每顆衛(wèi)星發(fā)送信號(hào)時(shí)的位置 可以直接測(cè)量信號(hào)的傳播時(shí)間 計(jì)算觀測(cè)點(diǎn)到衛(wèi)星的真實(shí)距離 當(dāng)接收到3顆衛(wèi)星信號(hào)時(shí) 以三個(gè)真實(shí)距離為半徑的球的交點(diǎn)即為觀測(cè)點(diǎn) 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)3車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)GPS定位技術(shù) 其他三種衛(wèi)星定位系統(tǒng) 伽利略定位系統(tǒng) 歐盟 2014 GLONASS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) 俄羅斯 未知 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 中國(guó) 2012之后 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)3車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)航位推算技術(shù) 航位推算技術(shù) DeadReckoning 簡(jiǎn)稱DR 定位利用載體航向和里程信息 以相對(duì)定位的方式推算載體的當(dāng)前方位 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)3車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)航位推算技術(shù) 現(xiàn)代車輛航位推算技術(shù)定位技術(shù)是傳統(tǒng)意義上的航位推算技術(shù) 羅盤 里程計(jì)定位 和慣性導(dǎo)航 陀螺 加速度傳感器定位 的組合 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)3車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)航位推算技術(shù) 陸地車輛導(dǎo)航一般僅考慮二維平面運(yùn)動(dòng) 因此需要使用一個(gè)陀螺測(cè)量車輛橫擺角速度和一個(gè)輪速傳感器或加速度傳感器測(cè)量車輛線速度或加速度 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)3車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)航位推算技術(shù) 輪速脈沖傳感器是車輛的標(biāo)準(zhǔn)部件之一 其中磁感應(yīng)輪速脈沖傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 堅(jiān)固和價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn) 并且能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境 在車輛里程計(jì)和ABS中廣泛采用 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)3車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)電子地圖和GIS技術(shù) 電子地圖是傳統(tǒng)地圖與計(jì)算機(jī)技術(shù) GIS技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合的產(chǎn)物 是地理信息的符號(hào)化表現(xiàn) 是空間信息與專題信息的結(jié)合 是傳統(tǒng)測(cè)繪產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造的結(jié)果 是提供地理信息公共服務(wù)的重要渠道 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)3車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)電子地圖和GIS技術(shù) GIS即地理信息系統(tǒng) GeographicInformationSystem 是一種基于計(jì)算機(jī)的可以對(duì)地理信息進(jìn)行成圖和分析的工具 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)3車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)車載導(dǎo)航技術(shù) GPS具有長(zhǎng)期的定位精度和短時(shí)的定位漂移或丟失的特點(diǎn) 而航位推算技術(shù)定位具有完全自治性 能夠在短期內(nèi)提供精度高 動(dòng)態(tài)響應(yīng)快的定位信息 而長(zhǎng)期定位精度由于誤差累積而降低 因而兩種定位技術(shù)的組合能夠較好的滿足導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)定位的要求 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)3車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)車載導(dǎo)航技術(shù) 目前車載導(dǎo)航系統(tǒng)大致有三種方案 GPS 電子地圖 GPS 航位推算和GPS 航位推算 電子地圖 GPS 航位推算 電子地圖系統(tǒng) 不但具有較高的可靠性 而且在使用相對(duì)較低成本的基礎(chǔ)上能夠獲得較高的定位與導(dǎo)航精度 因此它是車載導(dǎo)航采用的一種最佳方案 第一節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 8 1車載導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)3車載導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)車載導(dǎo)航技術(shù) 城市電子地圖具有較高的精度 當(dāng)GPS發(fā)生較大漂移或單獨(dú)航位推算定位時(shí) 電子地圖中的道路位置信息可作為外部觀測(cè) 估計(jì)GPS 航位推算或航位推算定位誤差 并反饋校正 從而改善系統(tǒng)定位精度 第二節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理車載導(dǎo)航是利用車載GPS 全球定位系統(tǒng) 配合電子地圖來進(jìn)行的 它能方便且準(zhǔn)確地告訴駕駛者去往目的地的最短或者最快路徑 是駕駛員的好幫手 幫助駕駛者準(zhǔn)確 快捷地到達(dá)目的地 第二節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理1車載導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成 第二節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理1車載導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)一般采用GPS 航位推算 車速傳感器 電子陀螺儀 電子地圖組合方式實(shí)現(xiàn)定位 通過觸摸顯示屏或者遙控器進(jìn)行交互操作 能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)定位 目的地檢索 路線規(guī)劃 畫面和語音引導(dǎo)等功能 幫助駕駛者準(zhǔn)確 快捷地到達(dá)目的地 第二節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理1車載導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)組成 第二節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理1車載導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理導(dǎo)航系統(tǒng)平臺(tái) 導(dǎo)航計(jì)算機(jī)硬件 操作系統(tǒng)和底層驅(qū)動(dòng)軟件構(gòu)成導(dǎo)航系統(tǒng)平臺(tái) 導(dǎo)航軟件在平臺(tái)上運(yùn)行 用戶通過人機(jī)接口與導(dǎo)航軟件實(shí)現(xiàn)交互式操作 如移動(dòng)地圖 放大和縮小地圖顯示 輸入目的地 查詢興趣點(diǎn) 進(jìn)行設(shè)置等 第二節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理1車載導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理導(dǎo)航軟件 導(dǎo)航軟件分為地理信息查詢 路徑規(guī)劃 路徑引導(dǎo)和地圖匹配定位等四個(gè)模塊 地理信息查詢向用戶提供分類的興趣點(diǎn)查詢 如附近的旅游設(shè)施 餐飲設(shè)施 文化教育設(shè)施和加油站 維修服務(wù)點(diǎn)等常用信息 路徑規(guī)劃是根據(jù)用戶確定的約束條件 如最短路徑 最短時(shí)間 費(fèi)用最少路徑等 選擇從起始點(diǎn)到目的地的航點(diǎn) 第二節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理1車載導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理GIS數(shù)據(jù)庫 GIS數(shù)據(jù)庫提供道路交通信息以及詳細(xì)的分層地理信息 為使數(shù)據(jù)庫能夠即時(shí)反映各種變動(dòng) 需要定期的對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行升級(jí)更新 第二節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理1車載導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理定位傳感器及信息融合模塊 定位傳感器及信息融合模塊將多個(gè)傳感器的信息進(jìn)行融合 向?qū)Ш杰浖峁┒ㄎ恍畔?通信模塊實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航系統(tǒng)與信息中心的信息交換 如實(shí)時(shí)道路交通信息 車輛位置信息以及地圖的更新下載 通信模塊是智能交通系統(tǒng)中不可缺少的一部分 第二節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成車載導(dǎo)航系統(tǒng)由導(dǎo)航計(jì)算機(jī)硬件 系統(tǒng)軟件 導(dǎo)航應(yīng)用軟件和導(dǎo)航電子地圖系統(tǒng)組成 第二節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成導(dǎo)航計(jì)算機(jī)硬件 導(dǎo)航計(jì)算機(jī)硬件包括車載主機(jī) 顯示器 定位子系統(tǒng)和其他控制模塊 車載主機(jī)是整個(gè)GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)的心臟 它采用汽車工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的芯片開發(fā)而成 具有功耗低 運(yùn)行可靠 抗惡劣環(huán)境等特點(diǎn) 第二節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成導(dǎo)航計(jì)算機(jī)硬件 車載導(dǎo)航系統(tǒng)硬件平臺(tái)包括處理器 定位系統(tǒng) 存儲(chǔ)設(shè)備 顯示系統(tǒng) 通信模塊等 第二節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)兩部分 由于操作環(huán)境的特殊要求 操作系統(tǒng)一般采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) RTOS 這種操作系統(tǒng)與硬件結(jié)合緊密 具有結(jié)構(gòu)緊湊 體積微小 實(shí)時(shí)性強(qiáng)和高度伸縮性等優(yōu)點(diǎn) 第二節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成系統(tǒng)軟件 當(dāng)前車載導(dǎo)航系統(tǒng)采用的嵌入式操作系統(tǒng)大部分選擇使用WindowsCE 第二節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成導(dǎo)航應(yīng)用軟件 導(dǎo)航應(yīng)用軟件是專門針對(duì)車載導(dǎo)航應(yīng)用需求開發(fā)的軟件系統(tǒng) 運(yùn)行在車載主機(jī)中 主要包括GPS定位數(shù)據(jù)獲得 電子地圖數(shù)據(jù)讀取 電子地圖基本操作實(shí)現(xiàn) 地圖檢索 路徑尋優(yōu)和軌跡回放 以及用戶交互界面等功能的實(shí)現(xiàn) 第二節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成導(dǎo)航電子地圖系統(tǒng) 導(dǎo)航電子地圖是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)也是GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)的靈魂 它按照特定的數(shù)據(jù)模型將基礎(chǔ)地理信息 道路交通信息 POI信息 自動(dòng)引導(dǎo)信息等多源信息有機(jī)集成在一起 通過導(dǎo)航軟件展現(xiàn)給駕駛者 第二節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理 8 2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和工作原理2車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成車載導(dǎo)航系統(tǒng)地圖升級(jí) 由于現(xiàn)代城市發(fā)展的很快 新的道路和建筑層出不窮 導(dǎo)航電子地圖也要緊跟升級(jí) 1 查看車載導(dǎo)航系統(tǒng)的型號(hào)和參數(shù) 2 從提供導(dǎo)航電子地圖的廠家的網(wǎng)站下載新地圖的主程序 地圖數(shù)據(jù)等 3 格式化SD卡 將新地圖的主程序 地圖數(shù)據(jù)等復(fù)制到SD卡中 4 將車載導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)機(jī) 插上SD卡 然后重啟車載導(dǎo)航系統(tǒng) 第三節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì) 8 3車載導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)在我國(guó)汽車正逐漸進(jìn)入家庭 汽車消費(fèi)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位 作為汽車電子產(chǎn)品的GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng) 雖然仍處于市場(chǎng)培育階段 整體規(guī)模較小 但它巨大的市場(chǎng)潛力和不可估量的發(fā)展前景 已經(jīng)讓各導(dǎo)航系統(tǒng)開發(fā)商和汽車制造商看到了商機(jī) 紛紛將導(dǎo)航系統(tǒng)作為增加汽車附加值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的有力武器 第三節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì) 8 3車載導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)1信息終端融合化2交通信息實(shí)時(shí)化3信息服務(wù)平臺(tái)化 第三節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì) 8 3車載導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)1信息終端融合化汽車導(dǎo)航技術(shù)與汽車電子技術(shù)的高度融合將是未來技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì) 可以提供動(dòng)態(tài)交通信息 行駛狀況信息 通信服務(wù)綜合信息 配備播放DVD VCD CD MP3 移動(dòng)電視 可視化倒車?yán)走_(dá) 車載電話 互聯(lián)網(wǎng) 車輛信息顯示 車身故障診斷以及車載辦公功能等 滿足人們?nèi)轿坏男畔⑿枨?第三節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì) 8 3車載導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)2交通信息實(shí)時(shí)化支持實(shí)時(shí)交通信息的智能導(dǎo)航將成為未來的技術(shù)亮點(diǎn) 支持實(shí)時(shí)交通信息的智能導(dǎo)航系統(tǒng)可以接收經(jīng)過 道路交通信息中心 編輯 處理后的實(shí)時(shí)道路交通信息 如交通堵塞 交通限制等信息 通過導(dǎo)航計(jì)算模塊的處理后以文字 語音 圖像和地圖等形式呈現(xiàn)給駕車者 第三節(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì) 8 3車載導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)3信息服務(wù)平臺(tái)化通過先進(jìn)的通信技術(shù)人們可以方便地獲取網(wǎng)絡(luò)上的各種信息資源和服務(wù)內(nèi)容 在車載導(dǎo)航系統(tǒng)中 與通信技術(shù)緊密結(jié)合的通信導(dǎo)航和綜合信息服務(wù)平臺(tái)也將成為應(yīng)用的熱點(diǎn)