回顾百年车载导航技术发展史

2014-10-22 15:40:34来源: 互联网

    从1921年的滚动式地图到如今无人驾驶汽车导航,导航系统的发展经历了近一个世纪的时间,期间曾出现过各类有代表性的产品,它们分别为:

    1)可移动地图:

    1921年,美国明尼苏达州John J. Bovy 申请了一项手持导航工具专利:即可滚动地图,它可以安装在汽车上,为行驶的汽车导航。几年之后,类似的可穿戴地图概念出现在英国,名为“Plus Four"腕带路线指示器。

    在1932年左右,意大利一家公司发布了一款名为“Iter-Auto”的导航系统,这套系统可以整合到汽车仪表盘上,组成一个滚动式地图,另外该系统还配置汽车连接布线,能够在汽车驾驶过程中自动显示当地地图。

    2)天空之眼:

    到了1960年,美国成功发射了全球首颗轨道导航卫星系统,名叫Transit 1B.在随后几年时间,还陆续出现其他Transit 卫星,这套系统在1964年开始投入使用。这种太阳能驱动的阵列用于接收无线电信号,为苹果海军极地潜水艇提供导航支持。它可以帮助船只识别其当前位置,所依靠的就是船只上空的卫星,但是由于当时卫星数量不多,信号经常消失。

    3)车载系统:

    美国通用汽车研究室曾在1966年开发过一种不借助卫星的导航辅助系统,名为“DAIR”。这种载装置拥有一个服务中心,提供两种通讯途径,可以依靠路边指示灯来获取有关交通信息的无线电信号更新。嵌入公路上的磁体能够“激活”有关下一个出口和当前速度限制的语音通知。司机可以依靠附近的路线导航站点来获得导航信息,同时也会获得一个打孔卡来充当方向箭头(向左、向右或直行),从而帮助司机顺利到达目的地。

    这是一款拥有“远大志向”的系统,但是在经过前期测试后,通用发现它并非一种提供导航服务的可行性途径。几十年之后,这个概念再次以OnStar之名重新启动。

    4)GPS:

    在Transit 系统取得成功之后,美国海军研究实验室在1964年启动了一个新的卫星项目,名为TIMATION,这套系统基于原子钟的测距。在发射了第一个卫星后,美国随后又陆续发射了TIMATION II, NTS-1和NTS-2。在这些卫星中,NTS-2是最为先进的,这颗卫星是在1977年发射的,它为NAVSTAR GPS的到来做好了铺垫。跟Transit不同,NAVSTAR 最终覆盖了全球,并提供了稳定的三维定位系统。

    5) 锁定位置:

    当卫星在地球轨道上绕行时,电子设备制造商W Rockwell Collins已开始开发其首款GPS接收器,名为"Generalized Development Model",这也是首款连接NTS-2 卫星的设备,并在1978年前后开始在飞机系统上测试。

    该公司后来成为了全球最大的GPS技术供应商之一,其客户包括了军队以及商业领域的客户,如Garmin 和 TomTom。

    6)本田Gyro-motion:

    本田公司在1977年开发出了自家汽车导航系统,这家公司开发出了一种成本低且非常可靠的气体轴承陀螺仪来辅助汽车导航。本田汽车导航设备能够追踪方向性转变和惯性导航(依据速度和轨道来决定状态)。该系统能够在一个单色CRT显示器上展示汽车行驶状态,同时使用一个零起点和透明地图叠盖在给定的路线上追踪汽车的位置。1981年,这套系统作为辅助设备推送给经销商,但从未进入成批生产。

    7)GPS尝试:

    在1983年以前,GPS卫星被严格限制在军用领域,但是美国总统罗纳德·里根(Ronald Reagan)当年颁布了一个指令对GPS卫星解禁,开放其民用和商业用途。

    由于NAVSTAR GPS 在1995年前还无法全部投入使用,因此像福特1983 年开发的Tripmonitor 导航系统还只能依赖于最初的Transit卫星来提供追踪服务。如果在卫星信号覆盖范围内,通过汽车上的后置天线来获取信号,汽车能够在400米范围被定位。如果失去与卫星的联系,该系统则依赖于定位推算来更新其地理位置。

    8)导航世界:

    史坦利·霍尼(Stanley Honey) 在1983年从Nolan Bushnell获得了一笔天使投资资金,当时他正完成了一个小型航海导航项目。为了寻找汽车路线导航领域的潜在机遇,霍尼创立了ETAK 公司。

    到了1985年,这家公司拥有了配置矢量地图显示屏的导航系统,该系统能够在汽车转弯的同时自动旋转,以便让目的地显示在地图上方。此外,这套系统能够将地图数据存储在3.5MB的小型盒式磁带上。ETAK对其地图进行了数字化处理,并通过向FedEx 和UPS等公司提供商业数据来获得新的营收来源。当时,这家公司庞大的数据库引来很多关注。这家公司随后被新闻集团收购,后来又转到索尼旗下,最后被TomTom纳入麾下。

    9)可靠定位:

    从某种程度上讲,GPS卫星在上世纪80年代才授权使用。不过,美国总统比尔·克林顿在1996年建立了跨部门的GPS执行委员会。到了2000年前后,美国政府最终停止GPS选择性使用限制,将准确的全球定位数据开放,用于全球范围内的民用和商业使用者。

    10)呼叫导航:

    当车载导航系统开始在上世纪90年盛行时,通用公司推出了一种新的导航辅助服务名为OnStar,这是从1966年的DAIR分离出来的一个新系统。

    OnStar是在1996年推出的,这项服务能够提供基于手机的通讯连接,以获取OnStar客服中心帮助,并通过GPS追踪汽车位置。这项服务可用于紧急情况。但同时,OnStar还向高端用户提供语音路线规划导航,帮助后者寻找酒店和餐厅。

    11)数字控制中心:

    当导航系统开始使用空间相对较大的CD-ROMs和DVDs来储存数据时,标志着它已摆脱了上世纪80年代末到90年代时的盒式磁带地图。在2001年左右,基于HDD的导航系统到来,这种系统标榜提供更大的存储空间,并很快从10GB增加至80GB。像松下Strada CN-NVD905U等系统不光提供了触摸显示屏导航工具,还能够支持车载娱乐系统,并全部集成在一个便利包中。

    12)TomTom Go导航仪:

    随着移动手机功能的不断增加,TomTom等公司决定开发手机导航应用。2002年,这家公司推出了针对PDAs的导航仪,并配置一个底座和GPS接收器来帮助地理位置定位。

    2004年,TomTom公司决定将这项技术融入到一种名为TomTom Go的便携式独立装置上。TomTom Go能够预加载地图,可以突出显示兴趣点,提供语音指示路线,通常使用的是名人声音作为播报语音。

    13)平视显示器:

    随着新导航技术的纷至沓来,平视显示器自然成为了导航市场下一个新领域。一些高端汽车已开始配置这类系统,比如2011年宝马BMW 3系列,这款汽车提供全色彩、挡风玻璃投影的显示器。

    2013年,先锋推出了自家NavGate系统,这款系统能够提供一定程度的虚拟现实导航功能,在汽车遮阳挡的位置设置了一个大尺寸半透明投影屏用于投影驾驶员视野内的叠加图像。这样的设计有效避免了车外光线对投影仪的影响,能在驾驶员视野内叠加高亮度高对比度图像。

    14)无人驾驶 :

    目前,车载传感器和卫星导航系统能够展示有关我们当前位置和目的地的详细画面,下一个方向就是完全放弃对汽车的控制。目前,无人驾驶汽车正在测试阶段,部分法律已经开始为它放行。未来,计算机将不仅仅充当副驾驶,它将是真正的操作者。

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编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2014/1022/article_9874.html
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