汽車電子導航技術前景分析

 一、汽車導航系統(tǒng)

    汽車導航系統(tǒng)是指車輛道路交通信息通訊系統(tǒng)，包括微機及顯示屏、同步衛(wèi)星定位系統(tǒng)、雷達等。它在微機內(nèi)存儲有大量的與道路相關的系統(tǒng)資料，用安裝在道路上的雷達測定車輛間距及數(shù)量等交通信息，傳輸至電腦控制中心并發(fā)射到通訊衛(wèi)星上，衛(wèi)星把交通信號發(fā)回汽車接收器，駕駛員便可從車內(nèi)顯示屏上掌握交通信息。當駕駛員把行程的起點、路線及目的地輸入電腦后，電腦即可為駕駛員籌劃最佳路線并提供詳細資料，實現(xiàn)導航功能，甚至實現(xiàn)自動導航功能（自動加速或減速、自動變道或超車，遇到緊急情況，自動制動防撞）。該通訊系統(tǒng)在汽車發(fā)生故障時，還可作為維修服務系統(tǒng)和安全預警系統(tǒng)，因為這一切都可通過通訊衛(wèi)星及地面服務中心實現(xiàn)。電子導航裝置開始用到汽車上，是在20世紀90年代。其主要目的是方便用戶，使其能容易而快捷地到達目的地。

    另一個是緩解城市的交通擁擠與堵塞。這一裝置不像其他汽車電子設備可以自成系統(tǒng)，而是除了車載電子設備外，還需要與全球定位系統(tǒng)、當?shù)亟煌ü芾碇行牡嚷?lián)網(wǎng)，獲取有關信息，才能完成實時路線規(guī)劃及引導任務。因此，不僅結構較復雜，而且要求相應的基礎結構相配合。一般汽車導航裝置包括全球定位接收系統(tǒng)、微機、液晶顯示屏、地圖存儲閱讀裝置等。其簡單的工作原理就是根據(jù)定位系統(tǒng)（可以是全球定位系統(tǒng)，也可以是自律定位系統(tǒng)，或兩者的結合）獲得精確的汽車實時位置，結合存有的地圖，確定到達目的地的路線，并根據(jù)交通管理中心監(jiān)測到的實時交通情況，給出最佳路線的修正，最后顯示于顯示屏上?？娠@示一條街，一個路口到一個路口的具體指引，有的還可同時發(fā)出語音導引。

    早期的導航系統(tǒng)誤差范圍較大，且僅認液晶屏幕車輛與周邊地圖的相對位置，目前，已發(fā)展到可通過服務中心查詢信息，再結合電子地圖顯示，新系統(tǒng)誤差小，引導操作方式有多樣選擇，且具有各種附加服務系統(tǒng)，完整的汽車導航系統(tǒng)，應該包括全球定位系統(tǒng)和車輛自動導航系統(tǒng)。它一般是由GS天線，結成了顯示屏幕路線，并能用語音來提供導航信息，有地甚至只用語音就能指點駕車人預定旅館，而且還能跟電腦網(wǎng)絡接通，收聽天氣預報、股市行情，以及提供公路前方是堵車的信息并能指出避開堵車路線的其他行駛路線。

    二、車用導航計算機

    AVIC-D909和AVIC-707兩種汽車導航計算機，由日本先鋒電子公司研制。計算機均使用具有32位RISG芯片的DVD-ROM自動顯示裝置，能實現(xiàn)三位混合傳感定位。這兩款計算機都使用TV-W808型20cm寬屏液晶顯示器。為定位更準確，三維定位還輔以水平垂直定位系統(tǒng)。

    另外，計算機隨時準備著，以便與全球定位系統(tǒng)配用。其中，AVIC-D909計算機還配有音控系統(tǒng)和插件接口存儲系統(tǒng)（AVIC-D707也可根據(jù)用戶需要任選）。車用電腦（導航計算機）還能接收調頻廣播節(jié)目。自20世紀80年代初期以來，電腦在汽車上的應用日益廣泛，許多國家所生產(chǎn)的轎車上大裝有計算機或微處理機，成為一種標準設備。電子計算機可以按需要，精確地控制在不同工況下的空氣/燃料混合氣比例和點火正時，用以改善汽車的燃油經(jīng)濟性和尾氣的排放；同時車用計算機在制動防抱死裝潢子、四輪轉向裝置、浮動懸架等技術上的應用也已日趨成熟，除機械部分為，計算機還用在空調設備的控制上，以及儀表數(shù)字顯示方面，電腦被廣泛地應用與汽車的各個部分上，將是未來汽車的重要標志特征之一。

    電腦在汽車上的廣泛運用主要表現(xiàn)在“智能型”汽車上，日本在這豐滿對于就比其他國家更為先進，現(xiàn)在研制的智能汽車，可以方便地為假釋者提供各種有用信息。未來的汽車將會出現(xiàn)更多的造型奇特、新穎別致、性能卓越的新成員?？梢赃@樣說，未來汽車將是超越我們現(xiàn)在的想象力和鑒賞力的科學技術與文化藝術的結晶，未來汽車的新紀元等待這我們?nèi)ラ_創(chuàng)。

    三、汽車GPS技術的應用與發(fā)展

    GPS全球導航系統(tǒng)，也稱全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。它根據(jù)美國發(fā)誓地球周圍的24顆定位衛(wèi)星提供的信號，不斷對地面發(fā)射并提供三維位置、三為許速度的的嗲子信息，使地球上安裝的接收設備，接收到這些信息并用中轉設備對這些信息進行分析，從而判定發(fā)射信息的物體所處方位的一種定位系統(tǒng)。車輛自動導航系統(tǒng)，是根據(jù)GPS接收機提供的車輛當前位置和用戶輸入的車輛目的地，參照電子地圖計算合適的行駛路線并在行駛中以適當?shù)姆绞浇o駕駛員提供必要的信息。

    GPS的功能主要有：及時顯示汽車在預先制定的電子地圖中的位置、行駛速度以及與目的地距離。輸入目的地后主動生成一條去目的地的最佳行駛路線，并在轉彎時用語言提醒用戶，使其去任何地方不用問路就可直接到達。隨時可查詢沿途的酒店、商店、加油站、修理廠、車站、碼頭等處的最新路況信息，為用戶提供方便?？稍谄囋庥鰮尳俸螅谥付ǚ秶鷥?nèi)停止發(fā)動機的運行，并把汽車所出的位置報告警察。停車后可用其播放音樂或VCD。

    汽車GPS導航系統(tǒng)主要由兩部分組成：（1）由安裝在原車上GPS接收機和顯示設備組成；（2）由計算機控制中心組成。兩部分通過衛(wèi)星定位進行聯(lián)系。目前世界上應用較多的自主導航，其主要特征是每套車在導航設備自帶嗲子地圖，定位和導航功能全部由車載設備完成。

    它的工作過程主要有以下幾個步驟：

    1．用戶輸入目的地

    在出發(fā)前，用戶通過系統(tǒng)鐵的輸入方法將目的地輸入到導航設備中。除了在系統(tǒng)顯示的電子圖上直接點擊選取地點外，更多時候是借某種輸入方法，將目的地名輸入到系統(tǒng)中國內(nèi)汽車自主導航產(chǎn)品基本都是基于PC機構，或者借助外接鍵盤，以類似PC機的中文輸入法作為地名輸入方法的汽車導航系統(tǒng)，或者利用觸摸屏借助日益成熟的手寫識別技術進行中文輸入。依靠鍵盤或觸摸屏同時也可以實現(xiàn)幾乎所有的功能按鍵的功能?；?quot;以人為本"的設計思想，特別是考慮到安全性能要求，目前人們也在開發(fā)基于語音技術的產(chǎn)品。

    2．行駛路線

    汽車導航主機從GPS接收機得到經(jīng)過計算確定的當前經(jīng)緯度，通過與電子地圖數(shù)據(jù)的對比，就可以隨時確定車輛當前所在的地點。一般汽車導航系統(tǒng)將車輛當前位置默認為出發(fā)點，在用戶輸入了目的地之后，導航系統(tǒng)根據(jù)電子地圖上存儲的地圖信息，就可以自動算出一條最合適的圖鑒路線，作為新的路線。

    3．行駛中的導航

    汽車自動導航系統(tǒng)的輸出設備包括顯示屏幕和語音輸出設備。在行駛過程中，駕駛員必須全神貫注于駕駛，而不能經(jīng)常查看顯示屏幕，因此，一個實用而人性化的車輛自動導航的車輛自動導航系統(tǒng)利用語音輸出，在必要時刻向駕駛員提示信息。比如，車輛按照系統(tǒng)推薦路線行駛到應該轉彎的路口前，語音輸出設備提示駕駛員：“300m后請向作轉”，這樣駕駛員根本不必要關注屏幕的顯示，也可以按照推薦路線正確快捷地到達目的地。

    目前，世界幾大著名汽車公司的導航系統(tǒng)已經(jīng)達到一個相當完善而且很使用的程度了。國內(nèi)自主開發(fā)的帶有局部地圖的汽車導航產(chǎn)品。國內(nèi)一些大城市的公安系統(tǒng)、出租車公司以及其他公共調度系統(tǒng)中，還開發(fā)出另外一種車輛定位導航系統(tǒng)，以滿足集中調度、快速反映的要求。在這些公共調度系統(tǒng)中的車輛上，除GPS天線和接收機外，并不需要自主導航設備，車輛通過車載通訊設備和總部保持聯(lián)系。車輛上的通訊發(fā)射機可以隨時把本車GPS接收機計算出的車輛位置經(jīng)緯度傳送回總部。總部收到每輛外出車輛的位置經(jīng)緯度信息后，可隨時掌握他們的準確位置。通過與外出車輛之間建立的語音通訊信道準確、快捷地作出調度。車載導航系統(tǒng)的GPS導航功能突出，可以幫助駕駛員在錯綜復雜的城市交通道路網(wǎng)中即使迅速地到達目的地。運用多層引導方菜單方便地按地區(qū)、城市、設施功能分類選定目標，導航系統(tǒng)能夠立刻測算出最短的行車路線，圖文并茂地展示在二維或三維電子地圖上，汽車一旦啟動，代表實時位置的標志會自動沿著已設定的路線行進。當遇到前方道路堵車或以外情況需改變行車路線時，衛(wèi)星導航系統(tǒng)會自動復位，并于數(shù)秒后自動設置新的行車路線，重新恢復導航功能。汽車導航裝置應用與汽車的時間雖不長，但發(fā)展很快。尤其在日本，目前全球汽車導航系統(tǒng)的市場以日為領先，1998年生產(chǎn)達140萬套。各大汽車公司紛紛將其作為選裝件向顧客提供，1998年為新車配套就占總產(chǎn)量的64%。

    日本在這方面發(fā)展很快，據(jù)報載，目前日本有600萬輛汽車使用了電子導航系統(tǒng)，占全部汽車保有量的10%，而2000年以來出產(chǎn)的新車中的30%，安裝了電子導航系統(tǒng)。通用汽車公司投放美國的絕大部分車型現(xiàn)在都已將車輛智能信息系統(tǒng)當作了標準裝置。另據(jù)報道，標致公司已將所有LX級406型和607型車都已安裝了衛(wèi)星導航裝置，成為車內(nèi)標準設備。豐田公司正計劃將電子導航系統(tǒng)作為天津豐田新車型的選裝部件。主要是他們很早就開始了數(shù)字地圖的準備，投入了15億日元，制作了一條較完整的數(shù)字化公路與街區(qū)地圖。另外，日本一些城市街道比較復雜男認，以及日本人對電子產(chǎn)品的愛好，故這類新產(chǎn)品的市場發(fā)展很快。