这是一个系列文章的开篇，尝试理解项目中用到的知识与结构，许多代码都是上级编写，我只能以我的能力尽量把东西说清楚，讲明白。

目标

首选抛出一个目标，实现一个「科二考试系统」。这是一个 App，可以借助各种手段来评判这个学员是否按照考试规则进行考试，如果有错误的地方，需要扣分，扣分达到一定程度则考试不合格，下次再来。怎么来实现这样的目标呢？
首先得有具体的考试规则。比如直角转弯需要打转向灯，在哪个地方如果没打灯就需要扣分。比如行驶中开车门，解安全带，曲线行驶压线了，这些都是需要扣分的。
考试规则是最顶层的功能，为了实现这些规则，我们需要车辆信号（车速、挡位、灯信号等等）。信号可以通过车辆自身的 OBD，或者外接很多传感器来实现，比如挡位传感器，比如拓展口（外接一根线，连接到左转灯的灯泡里，就可以拿到左转灯亮、灭的信号了）等。
那么还有一个难以解决的问题：如何判断车辆压线？以我个人的经验，我可能想到的就是通过摄像头拍照，然后结合图像识别技术来评判是否压线。但是这种必须得有真实的线，拍出的照片里得有「线」才能判断得出吧。那假设有一些「不存在的线」（比如电子栅栏）也需要进行判断呢？那就没辙了。所以有另外一种方案：基于「高精度定位」，将所有现实中的物体，映射到一个坐标系中，粗略将车子抽象成一个矩形，那么车辆压线就可以认作是：在一个坐标系中，矩形与线段是否触碰，这就可以理解为是个数学题了。

高精度定位

那么这个高精度定位，一定得是「高精度」。普通的地图 App 比如高德、百度，定位精度相信大家都知道，差不多有好几米的误差，这种精度肯定是无法使用的。那么如何实现高精度定位呢？其实已经有很成熟的方案了：差分定位技术。在网上找到一篇大概能看得懂的文章：GNSS原理及技术（三）——差分定位技术。
基于此我的理解就是：A（基站）获取到经纬度（正常的 GPS 定位系统，误差较大）之后，把一些数据发送给 B（流动站），B 结合这些数据，以及自身获取到的经纬度，进行差分运算，可以消除很多导致定位不准确的外届因素（比如卫星钟钟差，电离层延迟等等），从而实现可达 1~3 厘米的高精度定位。只要基站不动，那么所有与这个基站连接的流动站都能获取到「相对于这个基站的高精度坐标」。使用高精度定位之后，需要将基站固定在某个位置，然后车辆基于这个位置的基站进行定位。同时将考场范围内所有项目需要的线、曲线，甚至是「不存在的线」，也都可以映射成高精度坐标点。这个时候就可以脑补了：一张地图上，画了许多的点、线，然后将车辆抽象成一个矩形，在这个地图上进行移动，来做各种评判。

坐标系转换

那么如何构建这样的地图呢？我们需要将高精度定位拿到的经纬度，转化成设备屏幕上的像素点，从而画出相应的点、线。假设车辆刚进入直角转弯，地图应该是这样的：

如果车辆准备离开直角转弯，地图应该是这样的：

科二考试是以考场为单位，一个考场里画几个项目，然后学员在里面练车，所以一个考场可以理解为就是一堆经纬度点的集合。采用高斯投影算法，将经纬度转化成平面坐标。由于安卓系统界面展示是左手坐标系，所以我们也将其转化成左手坐标系，将安卓界面往左旋转 90 度，以正北为 X 轴，正东为 Y 轴，然后选取一个基准点作为原点 Pos(0,0)，其他所有的点，也就都可以转化成 Pos(x,y) 了，给这个坐标系取名为「世界坐标系」。仅考虑北半球，纬度越大，x 越大。经度越大，y 越大。接下来，安卓界面左上角是原点，那么只需要将这个界面原点，与我们的地图原点，做个映射矩阵，后续所有的 Pos 便都可以映射成为界面上的像素点了，如此就可以将地图绘制在屏幕之上了。

碰撞检测

有了坐标系转化之后，安卓界面坐标仅仅用于绘制到屏幕上，所有的检测数据来源都依赖于高斯投影转化的平面坐标。基于平面坐标，我们可以建立点、线段、直线、向量、三角形、矩形等数学概念。利用向量的点乘、叉乘，三角形的三角函数，勾股定理等等，我们可以计算出很多我们需要的数据，进行碰撞检测自然不在话下了。

大体的知识体系便是如此了，欲知后事如何，且听下回分解~