Автомобильная навигационная система — это часть системы управления автомобилем или надстройка стороннего производителя, используемая для определения направления в автомобиле. Обычно он использует устройство спутниковой навигации для получения данных о своем местоположении, которые затем сопоставляются с положением на дороге. При необходимости направления можно рассчитать маршрут. Информация о дорожном движении (перекрытых дорогах, пробках) может быть использована для корректировки маршрута.
Математически автомобильная навигация основана на задаче о кратчайшем пути в рамках теории графов , которая исследует, как определить путь, который лучше всего соответствует некоторым критериям (самый короткий, самый дешевый, самый быстрый и т. д.) между двумя точками в большой сети.
Автомобильные навигационные системы имеют решающее значение для развития беспилотных автомобилей . [1]
История
Автомобильные навигационные системы представляют собой сочетание ряда разнообразных технологий, многие из которых были доступны в течение многих лет, но были слишком дорогими или недоступными. Прежде чем продукт стал коммерчески жизнеспособным, необходимо было преодолеть такие ограничения, как батареи, дисплей и вычислительная мощность. [2]
1961: Хидецугу Яги разработал беспроводную навигационную систему. Эта конструкция была еще примитивной и предназначалась для использования в военных целях.
1966: General Motors Research (GMR) работала над неспутниковой системой навигации и помощи под названием DAIR (Driver Aid, Information & Routing). После первоначальных испытаний GM обнаружила, что это не масштабируемый и не практичный способ оказания помощи в навигации. Однако спустя десятилетия эта концепция возродилась под названием OnStar (основана в 1996 году). [3]
1971: Навигация на основе компактной кассеты по заранее определенным маршрутам, инструкции будут читаться с последующим звуковым сигналом, который сообщит диспетчеру продолжить движение по кассете после достижения расстояния (обозначаемого звуковым сигналом). [4]
1979: MITI учредила JSK (Ассоциацию электронных технологий для автомобильного движения и вождения) в Японии. [5]
1980: Электронный автоматический компас с новым механизмом на Toyota Crown .
1981: Более ранние исследования CATC привели к созданию первого поколения автомобильных навигационных систем японских компаний Honda , Nissan и Toyota . Они использовали технологию счисления пути . [5]
1981: Honda Electro Gyrocator стала первой коммерчески доступной автомобильной навигационной системой. Он использовал инерциальные навигационные системы, которые отслеживали пройденное расстояние, начальную точку и направление движения. [6] Это был также первый аппарат с отображением карты. [5]
1981: Навигационный компьютер на Toyota Celica (NAVICOM). [7]
1983: Основание компании «Этак» . Она создала раннюю систему, которая использовала сопоставление карт для улучшения инструментов счисления пути. Цифровая картографическая информация хранилась на стандартных кассетах. [8]
1987: Toyota представила первую в мире навигационную систему на базе компакт-диска для Toyota Crown. [9]
1989: Грегг Хоу из Design Works USA применил навигационный компьютер Hunter Systems стоимостью 40 000 долларов США к концептуальному автомобилю Magna Torrero. Первоначально разработанная для определения местоположения гидрантов пожарных частей, эта система использовала как спутниковые сигналы, так и счисление пути , повышая общую точность системы из-за ограничений гражданской GPS. Эта система также может похвастаться монитором с цветным растровым сканированием, а не монохроматическим векторным дисплеем, используемым в предшественниках. [10] [11] [12]
1991: General Motors заключила партнерское соглашение с Американской автомобильной ассоциацией, Министерством транспорта Флориды, а также с городом Орландо, чтобы создать TravTek (сокращение от Travel Technology), которая представляла собой компьютеризированную автомобильную навигационную систему. С помощью системы был развернут парк из 100 автомобилей Oldsmobile Toronados, 75 из которых можно было арендовать через офис Avis в международном аэропорту Орландо, а остальные 25 прошли испытания местными водителями. Компьютерная система была установлена в багажнике автомобиля со специальной антенной, установленной сзади и подключена к видеоэкрану в Oldsmobile Toronado (опция в стандартной комплектации Toronado) для отображения навигации. TravTek охватывал территорию площадью 12 000 квадратных миль в Орландо и его агломерациях, а также содержал списки ресторанов, отелей и достопримечательностей, одобренных AAA. [14]
1991: Toyota представила автомобильную GPS-навигацию на Toyota Soarer .
1991: Mitsubishi представила автомобильную навигацию GPS на Mitsubishi Debonair (MMCS: Mitsubishi Multi Communication System). [15]
1992: Система GPS-навигации с голосовой поддержкой на Toyota Celsior .
1993: Австрийский канал ORF транслирует презентацию компании-разработчика программного обеспечения bitMAP и изобретения ее руководителя Вернера Либиха - электронной карты города, включающей названия улиц и номера домов, с использованием спутниковой навигационной системы. В том же году bitMAP посещает Comdex в Лас-Вегасе, но ему не удается должным образом себя зарекомендовать. [16] [17] [18]
1994: BMW 7 серии E38 — первая европейская модель с GPS-навигацией. Навигационная система была разработана совместно с компанией Philips (Philips CARIN). [19]
1995: Oldsmobile представила первую систему GPS-навигации, доступную для серийных автомобилей в США, под названием GuideStar. [20] Навигационная система была разработана совместно с компанией Zexel . Zexel заключила партнерское соглашение с Avis Car Rental , чтобы сделать систему широко доступной для прокатных автомобилей. Это предоставило многим представителям широкой публики США первую возможность использовать автомобильную навигацию.
1995: Устройство под названием «Mobile Assistant» или сокращенно MASS, произведенное мюнхенской компанией ComRoad AG, получило титул «Лучший продукт в области мобильных вычислений» на CeBit по версии журнала Byte. Он предлагал пошаговую навигацию через беспроводное подключение к Интернету с помощью GPS и датчика скорости в автомобиле.
1995: Acura представила первую навигационную систему на базе жесткого диска в модели RL 1996 года . [21]
2007: Toyota представила Map on Demand, технологию распространения обновлений карт в автомобильные навигационные системы, разработанную как первую в своем роде в мире.
2009: С выпуском мобильного навигационного приложения от Sygic для iOS начала набирать популярность новая эра навигационных систем мобильных устройств.
Форматы картографических баз данных почти всегда являются собственностью компании, без каких-либо отраслевых стандартов для спутниковых навигационных карт, хотя некоторые компании пытаются решить эту проблему с помощью SDAL (общей библиотеки доступа к данным) и стандарта навигационных данных (NDS). Поставщики картографических данных, такие как Tele Atlas и Navteq, создают базовую карту в формате GDF ( файлы географических данных ), но каждый производитель электроники компилирует ее оптимизированным, обычно собственным способом. GDF не является стандартом компакт-дисков для автомобильных навигационных систем. GDF используется и конвертируется на CD-ROM во внутренний формат навигационной системы. CDF (формат базы данных CARiN) — это собственный формат навигационных карт, созданный Philips .
SDAL — это собственный формат карт, разработанный Navteq , который был выпущен бесплатно в надежде, что он станет отраслевым стандартом для цифровых навигационных карт, но не получил широкого распространения в отрасли. Поставщики, использовавшие этот формат, включают:
Инициатива « Стандарт навигационных данных» (NDS) — это отраслевая группа производителей автомобилей, поставщиков навигационных систем и поставщиков картографических данных, целью которых является стандартизация формата данных, используемого в автомобильных навигационных системах, а также обеспечение возможности обновления карт. Работа NDS началась в 2004 году и стала зарегистрированной ассоциацией в 2009 году. [24] Стандартизация улучшит совместимость, в частности, позволяя использовать одни и те же навигационные карты в навигационных системах от 20 производителей. [25] В число вовлеченных компаний входят BMW , Volkswagen , Daimler , Renault , ADIT, Aisin AW , Alpine Electronics , Navigon , Navis-AMS, Bosch , DENSO , Mitsubishi , Harman International Industries , Panasonic , Preh Car Connect (ранее TechniSat) , PTV, Continental AG. , Clarion , Navteq , Navinfo . Архивировано 1 августа 2020 г. в Wayback Machine , TomTom и Zenrin .
СМИ
База данных дорог может храниться на твердотельном постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) , оптическом носителе ( CD или DVD ), твердотельном флэш-памяти , магнитном носителе ( жесткий диск ) или на их комбинации. Распространенная схема состоит в том, чтобы базовая карта постоянно хранилась в ПЗУ, которое можно дополнить подробной информацией о регионе, интересующем пользователя. ПЗУ всегда программируется на заводе; другие носители могут быть предварительно запрограммированы, загружены с компакт-диска или DVD-диска через компьютер , сетевое соединение или напрямую с помощью устройства чтения карт .
Некоторые производители навигационных устройств предоставляют своим клиентам бесплатные обновления карт. Эти обновления часто можно получить с веб-сайта производителя, доступ к которому осуществляется путем подключения навигационного устройства к ПК.
Данные в реальном времени
Некоторые системы могут получать и отображать информацию о пробках на дорогах с помощью TMC , RDS или посредством передачи данных GPRS/3G через мобильные телефоны.
На практике Google обновил Карты Google для Android и iOS, чтобы предупреждать пользователей, когда в 2014 году станет доступен более быстрый маршрут. Это изменение помогает интегрировать данные в реальном времени с информацией о более удаленных участках маршрута. [26]
Интеграция и другие функции
Цветные ЖК- экраны некоторых автомобильных навигационных систем также можно использовать для отображения телевизионных передач или фильмов на DVD .
Автомобильные навигационные системы могут включать в себя управление личной информацией для встреч , которое можно объединить с информационной системой дорожного движения и общественного транспорта.
Оригинальное заводское оборудование
Многие производители автомобилей предлагают спутниковую навигацию в качестве опции для своих автомобилей. Таким образом, клиенты, чьи автомобили не были оснащены GNSS, могут приобрести и модернизировать оригинальный блок GNSS, поставляемый на заводе. В некоторых случаях это может быть простая установка по принципу «подключи и работай», если необходимый жгут проводов уже имеется в автомобиле. Однако у некоторых производителей требуется новая проводка, что усложняет установку.
Основным преимуществом этого подхода является интегрированная установка в соответствии с заводскими стандартами. Многие оригинальные системы также содержат гирокомпас и/или акселерометр и могут принимать входные данные от датчиков скорости транспортного средства и выходной сигнал включения задней передачи, тем самым позволяя им ориентироваться по точному счислению , когда сигнал GPS временно недоступен. [27] Однако затраты могут быть значительно выше, чем у других вариантов.
SMS
Установление точек интереса в режиме реального времени и передача их через сотовые телефонные сети GSM с использованием службы коротких сообщений ( SMS ) называется Gps2sms. Некоторые транспортные средства и суда оснащены оборудованием, которое может автоматически отправлять текстовое SMS- сообщение при возникновении определенного события, например кражи, дрейфа якоря или поломки. Принимающая сторона (например, эвакуатор ) может сохранить путевую точку в компьютерной системе, нарисовать карту с указанием местоположения или просмотреть ее в автомобильной навигационной системе.
^ Чжао, Цзяньфэн; Лян, Бодун; Чен, Цюся (02 января 2018 г.). «Ключевая технология на пути к беспилотному автомобилю». Международный журнал интеллектуальных беспилотных систем . 6 (1): 2–20. дои : 10.1108/IJIUS-08-2017-0008 . ISSN 2049-6427.
^ «Это эволюция автомобильной навигационной технологии (изображения)» . www.gpspower.net .
^ "Спутниковая навигация - без спутника - в 1971 году?" Архив BBC на YouTube. 21 декабря 2021 г. Проверено 31 декабря 2023 г.
^ abcd Картографии путешествий и навигации , Джеймс Р. Акерман, стр.279
^ «Японские изобретения, изменившие наш образ жизни» . Издание.cnn.com. 13 июня 2017 г. Проверено 12 апреля 2022 г.
^ «Архивная копия». Архивировано из оригинала 11 апреля 2016 г. Проверено 1 апреля 2016 г.{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
^ «IVHS: Позиционирование и навигация». www.wirelesscommunication.nl .
^ "Тойота Краун Роял 1987" . favcars.com/ . Проверено 19 января 2015 г.
^ "Концептуальный автомобиль Magna Torrero 1990 года" . testdrivejunkie.com . 04 апреля 2012 г.
^ Motor Trend - июнь 1989 г.
^ 4x4 и бездорожье - июнь 1989 г.
^ "1993 Eunos/Mazda Cosmo Classic Drive Uncosmopolitan: встречайте самую редкую Mazda в Америке" . Моторный тренд . ДЕСЯТЬ: Сеть энтузиастов. 31 января 2013 года . Проверено 18 января 2015 г.
^ «GM ЕЗДЕТ ПО УМНОМУ ШОССЕ - Чикаго Трибьюн» . www.chicagotribune.com . Проверено 28 апреля 2021 г.
^ Архивировано в Ghostarchive и Wayback Machine: «Mitsubishi DEBONAIR Commercial 1991 Japan». YouTube .
^ "Мит фальшен Картен". Бод.де. Проверено 12 апреля 2022 г.
^ "BitMAP на ТВ (ORF) ZIB1 - YouTube" . YouTube . Архивировано из оригинала 27 февраля 2020 г. Проверено 12 сентября 2018 г.
^ "20 JAHRE NAVIGATION Was ist aus ihnen geworden?". auto-motor-und-sport.de/ . 15 июля 2014 года . Проверено 4 мая 2017 г.
^ «Как работала встроенная навигация в 1992 году - Olds был первым» . jesda.com/ . Проверено 19 января 2015 г.
^ "Интерьер Acura 3.5 RL 1996 года" . Отдел новостей Хонды . Архивировано из оригинала 16 июня 2018 г. Проверено 16 июня 2018 г.
^ "Авторадио GPS для Android больше, радар камеры - лучший игрок" . player-top.fr . Проверено 18 июля 2016 г.
^ «Решение Соединенных Штатов прекратить снижение точности системы глобального позиционирования» . Clinton4.nara.gov. 01.05.2000. Архивировано из оригинала 23 декабря 2016 г. Проверено 18 октября 2009 г.
^ «Краткая история NDS» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 5 ноября 2012 г.
^ «Партнеры NDS, Ассоциация NDS» . Ассоциация НДС. Архивировано из оригинала 13 февраля 2015 г. Проверено 13 февраля 2015 г.
^ Палмер, Брайан (17 февраля 2014 г.). «Как картографическое программное обеспечение собирает и использует информацию о дорожном движении. Ключевой элемент — это вы» . Вашингтон Пост . ISSN 0190-8286 . Проверено 8 октября 2019 г.
^ Технологии позиционирования и навигации в автомобиле — обзор , И. Ског и П. Гендель, [1]
