Автомобильная навигационная система - Automotive navigation system

Навигация с Gosmore, an Открытый исходный код программное обеспечение для маршрутизации, на персональном помощнике по навигации с бесплатными картографическими данными от OpenStreetMap.

An автомобильная навигационная система является частью управление автомобилем или стороннее дополнение, используемое для определения направления в автомобиле. Обычно он использует спутниковая навигация устройство для получения данных о местоположении, которые затем сопоставляются с положением на дороге. Когда необходимы направления, можно рассчитать маршрут. Информация о дорожной обстановке «на лету» может использоваться для корректировки маршрута.

Счисление используя данные о расстоянии от датчиков, прикрепленных к трансмиссия, а гироскоп и акселерометр может использоваться для большей надежности, так как потеря сигнала GPS и / или многолучевость может произойти из-за городские каньоны или же туннели.

Математически автомобильная навигация основана на проблема кратчайшего пути, в теория графов, в котором рассматривается, 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 беспилотные автомобили.[1]

История

Автомобильные навигационные системы представляют собой конвергенцию ряда различных технологий, многие из которых были доступны в течение многих лет, но были слишком дорогими или недоступными. Чтобы продукт стал коммерчески жизнеспособным, необходимо было преодолеть такие ограничения, как батареи, дисплей и вычислительная мощность.[2]

  • 1961: Хидэцугу Яги разработал беспроводную навигационную систему. Эта конструкция все еще была примитивной и предназначалась для использования в военных целях.
  • 1966: Дженерал Моторс Компания Research (GMR) работала над несутниковой системой навигации и помощи под названием DAIR (Driver Aid, Information & Routing). После первоначальных тестов GM обнаружила, что это не масштабируемый или практичный способ оказания помощи в навигации. Однако спустя десятилетия концепция возродилась как OnStar (основан в 1996 г.).[3]
  • 1973: Япония Министерство международной торговли и промышленности (MITI) и Fuji Heavy Industries спонсировал CATC (Комплексное управление автомобильным движением), японский исследовательский проект по автомобильным навигационным системам.[4]
  • 1979: MITI основал JSK (Ассоциацию электронных технологий для автомобильного движения и вождения) в Японии.[4]
  • 1980: Электронный автокомпас с новым механизмом на Toyota Crown.
  • 1981: Предыдущее исследование CATC привело к созданию первого поколения автомобильных навигационных систем от японских компаний. Honda, Nissan и Toyota. Они использовали счисление технологии.[4]
  • 1981: Honda Электрогирокатор была первой коммерчески доступной автомобильной навигационной системой. Он использовал инерциальные навигационные системы, которые отслеживали пройденное расстояние, начальную точку и направление движения.[5] Это также было первое устройство с отображением карты.[4]
  • 1981: Навигационный компьютер на Toyota Celica (НАВИКОМ).[6]
  • 1983: Etak был основан. Он создал раннюю систему, которая использовала сопоставление карт для улучшения инструментов счисления. Информация о цифровых картах хранилась на стандартных кассетах.[7]
  • 1987: Toyota представила первый в мире CD-ROM -на базе системы навигации на Toyota Crown.[8]
  • 1989: Грегг Хоу из Design Works USA применил навигационный компьютер Hunter Systems за 40 000 долларов в концептуальном автомобиле Magna Torrero. Первоначально разработанная для определения местоположения гидрантов для пожарных частей, эта система использовала как спутниковые сигналы, так и систему счисления, повышая общую точность системы из-за ограничений гражданского GPS. Эта система также может похвастаться цветным растровым монитором, а не монохроматическими дисплеями с векторной графикой, которые использовались предшественниками.[9][10][11]
  • 1990: Mazda Eunos Cosmo стал первым серийным автомобилем со встроенным GPS -система навигации[12]
  • 1991: Toyota представила автомобильную навигацию GPS на Toyota Soarer.
  • 1991: Mitsubishi представила автомобильную GPS-навигацию на Mitsubishi Debonair (MMCS: Мультисистема связи Mitsubishi).[13]
  • 1992: Система навигации GPS с голосовым управлением на Toyota Celsior.
  • 1993: Австрийский телеканал ORF транслирует презентацию компании-разработчика программного обеспечения bitMAP и изобретения ее главы Вернера Либиха - электронной карты города с названиями улиц и номерами домов с использованием спутниковой системы навигации. BitMAP посещает Comdex в Лас-Вегасе в том же году, но не может должным образом продвигать себя.[14][15][16]
  • 1994: BMW 7 серии E38 первая европейская модель с GPS-навигацией. Система навигации разработана в сотрудничестве с Philips (Philips CARIN).[17]
  • 1995: Oldsmobile представила первую систему GPS-навигации, доступную в серийном автомобиле в США, под названием GuideStar.[18]
  • 1995: Устройство под названием «Mobile Assistant» или сокращенно MASS, произведенное мюнхенской компанией ComRoad AG, получило титул «Лучший продукт в области мобильных вычислений» на выставке CeBit по версии журнала Byte. Он предложил пошаговая навигация через беспроводное подключение к Интернету с помощью GPS и датчика скорости в автомобиле.
  • 1995: Acura представил первый привод жесткого диска на базе навигационной системы в 1996 г. RL.[19]
  • 1997: Система навигации с использованием Дифференциальный GPS разработан как заводская опция на Toyota Prius[20]
  • 1998: Первый DVD на базе внедренной системы навигации Toyota Progres.
  • 2000: Соединенные Штаты сделали более точный сигнал GPS доступным для использования в гражданских целях.[21]
  • 2003: Toyota представила первый Привод жесткого диска -система навигации и первая в отрасли навигационная система на базе DVD со встроенным Электронное управление дроссельной заслонкой
  • 2007: Toyota представила Map on Demand, технологию для распространения обновлений карт в автомобильные навигационные системы, разработанную как первую в мире.
  • 2008: первая в мире навигационная система с подключением тормозной ассистент функция и система навигации связаны с Адаптивная регулируемая подвеска Система (NAVI / AI-AVS) на Toyota Crown

Технологии

Система GPS, разработанная Philips в 1995 году Опель Омега средство передвижения

База данных дорог - это векторная карта. Названия улиц или номера и номера домов, а также точки интереса (путевые точки ), кодируются как географические координаты. Это позволяет пользователям найти желаемый пункт назначения по почтовому адресу или в виде географических координат. (Видеть управление базой данных карт.)

Форматы баз данных карт почти всегда являются собственностью, без отраслевых стандартов для карт спутниковой навигации, хотя некоторые компании пытаются решить эту проблему с помощью SDAL и Стандарт навигационных данных (NDS). Поставщики картографических данных, такие как Tele Atlas и Navteq создать базовую карту в GDF (Файлы географических данных ), но каждый производитель электроники компилирует его оптимизированным, обычно закрытым 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 навигационной карты, созданный Philips.

SDAL - это собственный формат карты, разработанный Navteq, который был выпущен бесплатно в надежде, что он станет отраслевым стандартом для цифровых навигационных карт, не получил широкого распространения в отрасли. Поставщики, которые использовали этот формат, включают:

Стандарт навигационных данных (NDS)

В Стандарт навигационных данных (NDS) - это отраслевая группа производителей автомобилей, поставщиков навигационных систем и поставщиков картографических данных, целью которой является стандартизация формата данных, используемых в автомобильных навигационных системах, а также обеспечение возможности обновления карт. Работа NDS началась в 2004 году, а в 2009 году она стала зарегистрированной ассоциацией.[22] Стандартизация улучшит совместимость, в частности, за счет того, что одни и те же навигационные карты могут использоваться в навигационных системах от 20 производителей.[23] Участвующие компании включают BMW, Фольксваген, Daimler, Renault, ADIT, Айсин А.В., Альпийская электроника, Navigon, Навис-АМС, Bosch, DENSO, Mitsubishi, Harman International Industries, Panasonic, Preh Car Connect ранее ТехниСат, ПТВ, Continental AG, Clarion, Navteq, Навинфо, TomTom и Зенрин.

Средства массовой информации

База данных дорог может храниться в твердотельная постоянная память (ROM), оптические носители (CD или же DVD ), твердое состояние флэш-память, магнитные носители (жесткий диск ) или их комбинацию. Обычная схема - иметь Базовая карта постоянно хранится в ПЗУ, которое может быть дополнено подробной информацией об интересующем пользователя регионе. ПЗУ всегда программируется на заводе; другие медиа могут быть запрограммированы заранее, скачано из CD или же DVD через компьютер или же беспроводной связь (Bluetooth, Вай фай ) или напрямую с использованием картридер.

Некоторые производители навигационных устройств предоставляют своим клиентам бесплатные обновления карт. Эти обновления часто можно получить с веб-сайта поставщика, доступ к которому осуществляется путем подключения навигатора к ПК.

Данные в реальном времени

Основная статья: Интеграция дорожных данных с навигационными системами

Некоторые системы могут получать и отображать информацию о заторы на дорогах используя либо TMC, RDS, или посредством передачи данных GPRS / 3G через мобильные телефоны.

На практике Google обновил Карты Google для Android и iOS, чтобы предупредить пользователей, когда в 2014 году станет доступен более быстрый маршрут. Это изменение помогает интегрировать данные в реальном времени с информацией о более удаленных частях маршрута.[24]

Интеграция и другие функции

Оригинальное заводское оборудование

Многие производители автомобилей предлагают GPS-навигатор как вариант в своих автомобилях. Таким образом, клиенты, чьи автомобили не поставлялись с GPS, могут покупать и модернизация оригинальный заводской GPS-модуль. В некоторых случаях это может быть простая установка «подключи и работай», если необходимый жгут проводов уже присутствует в автомобиле. Однако некоторым производителям требуется новая проводка, что усложняет установку.

Основное преимущество этого подхода - интегрированная и стандартная заводская установка. Многие оригинальные системы также содержат гирокомпас и / или акселерометр и может принимать входные данные от автомобиля датчики скорости выходного сигнала включения передачи заднего хода, что позволяет им перемещаться по счисление когда сигнал GPS временно недоступен.[25] Однако затраты могут быть значительно выше, чем у других вариантов.

SMS

Создание точки интереса в реальном времени и передавая их через GSM сотовые телефонные сети с использованием Сервис коротких сообщений (SMS ) называется Gps2sms. Некоторые автомобили и суда оснащены оборудованием, которое может автоматически отправлять SMS текстовое сообщение, когда происходит определенное событие, например кража, якорь дрейф или поломка. Принимающая сторона (например, эвакуатор ) может хранить путевая точка в компьютерной системе нарисуйте карту с указанием местоположения или просмотрите его в автомобильной навигационной системе.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Чжао, Цзяньфэн; Лян, Бодонг; Чен, Цюся (2018-01-02). «Ключевая технология для создания беспилотного автомобиля». Международный журнал интеллектуальных беспилотных систем. 6 (1): 2–20. Дои:10.1108 / IJIUS-08-2017-0008. ISSN  2049-6427.
  2. ^ Картографии путешествий и навигации, Джеймс Р. Акерман, стр.277
  3. ^ http://www.gpspower.net/gps-news/330038-evolution-car-navigation-technology-pictures.html
  4. ^ а б c d Картографии путешествий и навигации, Джеймс Р. Акерман, стр.279
  5. ^ http://edition.cnn.com/2017/06/13/world/gallery/japanese-inventions-changed-how-we-live/index.html
  6. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2016-04-11. Получено 2016-04-01.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  7. ^ «Позиционирование и навигация
  8. ^ "Toyota Crown Royal 1987". favcars.com/. Получено 2015-01-19.
  9. ^ {{cite web | url =https://testdrivejunkie.com/1990-magna-torrero-concept-car/
  10. ^ Motor Trend - июнь 1989 г.
  11. ^ 4x4 и Offroad - июнь 1989 г.
  12. ^ "1993 Eunos / Mazda Cosmo Classic Drive Uncosmopolitan: встречайте самую редкую Mazda в Америке". Motor Trend. TEN: Сеть энтузиастов. Получено 2015-01-18.
  13. ^ https://www.youtube.com/watch?v=RXd32z5vN18
  14. ^ https://www.bod.de/buchshop/mit-falschen-karten-werner-liebig-9783746075310
  15. ^ https://www.youtube.com/watch?v=l7TAivxqKUQ
  16. ^ https://www.geschichtewiki.wien.gv.at/Bitmap_Digital_City_Map
  17. ^ "20 JAHRE NAVIGATION Was ist aus ihnen geworden?". auto-motor-und-sport.de/. Получено 4 мая 2017.
  18. ^ "Как работала встроенная навигация в 1992 году - первым был Olds". jesda.com/. Получено 2015-01-19.
  19. ^ "1996 Acura 3.5 RL Интерьер". Новости Honda. Получено 2018-06-16.
  20. ^ "Авторадио GPS Android pas cher, Caméra radar de recul - Player Top". player-top.fr. Получено 2016-07-18.
  21. ^ «Решение США прекратить снижение точности глобальной системы позиционирования». Clinton4.nara.gov. 2000-05-01. Архивировано из оригинал на 2016-12-23. Получено 2009-10-18.
  22. ^ «Краткая история NDS» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-03-04. Получено 2012-11-05.
  23. ^ «Партнеры NDS, Ассоциация NDS». Ассоциация NDS. Архивировано из оригинал на 2015-02-13. Получено 2015-02-13.
  24. ^ 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. Получено 2019-10-08.
  25. ^ Автомобильные технологии позиционирования и навигации - обзор, И. Ског, П. Гендель, [1]