汽车电子GPS导航系统的现状和发展前景

来源:汽车电子网 作者:佚名  发布时间:2013/4/20  浏览(6744)次

摘要:汽车电子导航系统的基本原理;汽车电子导航系统的发展现状;汽车电子导航系统迎来网络导航新时代;汽车电子导航系统的发展前景

关键词:GPS导航系统;快捷到达目的地;行驶中的导航;网络导航新时代;电子地图

随着现代汽车电子技术的发展及在汽车领域的大量应用,一方面汽车的性能得到了相当程度的提高,比如,发动机电控系统的出现和完善,使燃油经济性能达到前所未有的水平借助防抱死制动系统,车辆行驶安全性得到很大提高。另一方面汽车也能提供给人们越来越多的便利,汽车导航就是其中的一个典型的例子。随着经济水平的提高,人们自行驾驶车辆出行的机会越来越多,但因为对道路不熟悉,走弯路、走错路时常发生。而汽车导航系统的出现就可以很大程度避免这种情况,驾驶员只要将目的地输入系统,导航系统就会根据电子地图自动计算出最合适的路线,并在车辆行驶中,驾驶员根本不用考虑该走哪条路线,就能轻松快捷地到达目的地。

一、车载导航系统的基本原理

汽车用户导航系统主要由两部分组成,一部分是由安装在原车上的GPS接收机和显示设备组成、另一部分是由计算机控制中心纲成。两部分通过卫星定位进行联系。

GPS全球导航系统,也称全球卫星定位系统、它根据美国发射地球周围的2颗定位卫星提供的信号,不断对地面发射井提供三维位置、三维速度的电子信息,使地球上安装的接收设备,接收到这些信息并用中转设备对这些信息进行分析,从而判定发射信息的物体所处方位的一种定位系统。车辆自动导航系统,是根据GPS接收机提供的车辆当前位置和用户输入的车辆目的地,参照电子地图计算合适的行驶路线,并在行驶中以适当的方式给驾驶员提供必要的信意。GPS的功能主要有:及时显示汽车在预先制定的电子地图中的位置、行驶速度以及与目的地距离,输入目的地后自动生成一条去目的地的最佳行驶路线,并在转弯时用语言提醒用户字使其去任何地方不用问路就可直接到达,随时可以查询沿途的酒店、商店、加油站、修理厂、车站、码头等处的最新信息,为用户提供方便。并且可在汽车遭遇抢劫后,在指定范围内停止发动机的运行,并把汽车所处的位置告诉警察。

二、汽车电子导航系统的发展现状

电子导航装置开始用到汽车上,是在90年代。其主要目的是方便用户,使其能容易而快捷地到达目的地。另一个是缓解城市的交通拥挤与堵塞。这一装置不像其他汽车电子设备可以自成系统,而是除了车载电子设备外,还需要与全球定位系统、当地交通管理中心等联网,获取有关信息,才能完成实时路线规划及引导任务。因此,不仅结构较复杂,而且要求相应的基础结构相配合。一般汽车导航装置包括全球定位接收系统、微机、液晶显示屏、地图存储阅读装置等。其简单的工作原理就是根据定位系统(可以是全球定位系统,也可以是自律定位系统,或两者的结合)获得精确的汽车实时位置,结合存有的地图,确定到达目的地的路线,并根据交通管理中心监测到的实时交通情况,给出最佳路线的修正,最后显示于显示屏上。可显示一条街到一条街,一个路口到一个路口的具体指引,有的还可同时发出语音引导。

早期的导航系统误差范围较大,且液晶屏幕仅显示车辆与周边地图的相对位置,目前已发展到可通过服务中心查询信息,再结合电子地图显示,新系统误差小,引导操作方式有多样选择,且具有各种附加服务系统,完整的汽车导航系统,应该包括全球定位系统和车辆自动导航系统。它一般是由GPS天线,集成了显示屏幕和功能按键的主机,以及语音输出设备(利用汽车音响系统,输出语音提示信息)构成的。受车内空间的限制,多数汽车导航设备和汽车音响集成在一起。一些导航系统,为了避免分散驾车人对路面情况的注意力,有的可用荧光屏显示路线,并能用语音来提供导航信息,有的甚至只用语音就能指点驾车人怎样将汽车开往目的地。还有一些导航系统,不仅能为驾车人预定旅馆,而且还能跟电脑网络接通,收听天气预报、股市行情,以及提供公路前方是否堵车的信息并能指出避开堵车路线的其它行驶路线。

目前世界上应用较多的是自主导航获其主要特征是每套车载导航设备都自带电子地图,定位和导航功能全部由车载设备完成。它的工作过程主要有以下几个步骤

2.1  用户输入目的地

在出发前,用户通过系统提供的输人方法将目的地输入到导航设备中,除了在系统显示的电子地图上直接点击选取地点外,更多时候是借助某种输人方法,将目的地名输入到系统中。国内汽车自主导航产品基本都是基于PC结构,成者借助外接键盘,以类似PC机的中文输人法作为地名输入方法的汽车导航系统,或者利用触摸屏借助日益成熟的手写识别技术进行中文输入,依靠键盘或触摸屏就可以实现几乎所有的功能按键的功能。基于“以人为本”的设计思想,特别是考虑到安全性能要求,目前人们也在开发基于语音技术的产品。

2.2  行驶路线

汽车导航主机从GPS接收机得到经过计算确定的当前点经纬度后通过与电子地图数据的对比,就可以随时确定车辆当前所在的地点。一般汽车导航系统将车辆当前位置默认为出发点,在用户输人了目的地之后,导航系统根据电子地图上存储的地图信息,就可以自动算出一条最合适的推荐路线,作为新的路线。

2.3 行驶中的导航

汽车自动导航系统的输出设备包括显示屏幕和语音输出设备。在行驶过程中,驾驶员必须全神贯注于驾驶,而不能经常查看显示屏幕,因此,一个实用而人性化的车辆自动导航系统利用语音输出,在必要的时刻向驾驶员提供提示信息。比如,车辆按照系统推荐路线行驶到应该转弯的路口前,语音输出设备会提示驾驶员:300m后请向左转”,这样驾驶员根本不必要关注屏幕的显示,也可以按照推荐路线正确快捷地到达目的地。目前世界几大著名汽车公司的导航系统已经达到一个相当完善而且很实用的程度了。

国内自主开发的带有局部地图的汽车导航产品。国内一些大城市的公安系统、出租车公司以及其它公共调度系统中,还开发出另外一种车辆定位导航系统,以满足集中调度、快速反映的要求。在这些公共调度系统中的车辆上,除GPS天线和接收机外,并不需要车辆自主导航设备,车辆通过车载通讯设备和总部保持联系。车辆上的通讯发射机可以随时把本车GPS接收机计算出的车辆位置经纬度传送回总部。总部收到每辆外出车辆的位置经纬度信息后,可随时掌握他们的准确位置。通过与外出车辆之间建立的语音通讯信道淮确、快速地做出调度。车载导航系统的GPS导航功能突出,可以帮助驾驶员在错综复杂的城市交通道路网中及时迅速地到达目的地。运用多层引导式菜单方便地按地区、城市、设施功能分类选定目标,导航系统立刻测算出最短的行车路线,图文并茂地展示在二维或三维电子地图上,汽车一旦启动,代表实时位置的标志会自动沿着已设定的路线行进。当遇到前方道路堵车或意外情况需改变行车路线时,卫星导航系统会自动复位,并于数秒后自动设置新的行车路线,重新恢复导航功能。

三、汽车电子导航系统迎来网络导航新时代

目前,新型的导航方式为网络导航。所谓网络导航,是指借助于现代移动通信技术,将交通路况、小区气象、突发事件等即时信息融入导航计算中,并依据计算结果为用户提供实时道路指引。网络导航的核心是即时信息的引入,特征是获得专业的综合信息运营服务提供商支持。国外网络导航技术以美国、欧洲和日本为代表,起步较早,已经建成一些具有网络导航特征的系统投入使用。从整体上看,国内网络导航运营服务体系正处于积极培育阶段。可以预见,在不久的将来,将会得到大规模推广应用,迎来网络导航新时代。

随着我国交通和汽车工业的快速发展,对网络导航的需求越来越迫切。特别是一些城市的交管部门,已着手建设以提供实时交通路况信息发布、电子站牌、车流量统计和疏导等为目的的软硬件平台,为网络导航的发展打下基础。经过几年的努力,网络导航所涉及的主要关键技术,包括动态信息的编码标准、接入、管理,以及与道路拓扑数据的融合计算等关键技术取得了突破性进展。近两年,中国航天、中国卫星通信以及基础电信运营商等国有大型集团企业,也都开始切入网络导航服务领域。这些企业的进入,必将对网络导航的发展产生有力的拉动作用。网络导航最直观的应用是国内智能交通方面,从静态的交通管制、道路维护信息,到提供基于交通流分析的实时动态交通信息和交通动态预测分析,以及互联网发布实时监控影像。

四、汽车电子导航系统的发展前景

导航产品百花齐放,GPS飞入寻常百姓家作为一种全新概念的汽车电子用品,GPS导航系统可以在地理信息服务、城市导航、自驾远游等方面为车主提供诸多便利。在欧美、日本等国,GPS车载导航仪已经成为大众的一个生活辅助工具,甚至是必需品。目前,随着私家车保有量的大幅提升,参与国内GPS市场角逐的企业如雨后春笋层出不穷。2008年年末,GPS品牌刚刚突破80家,20092月就已经超过100家,可谓是百花齐放。

汽车导航市场不断扩大的同时,逐渐形成了以美国NavTech、欧洲TeleAtlas、日本Zerin和MapMaster为龙头的四大导航电子地图专业制造公司,并占领了全球汽车导航地图产品90%的份额。国内的现状是高中端导航电子地图的供需矛盾十分突出。为了提高汽车竞争力,提升汽车附加值,一汽、二汽、上海大众、一汽大众、上海通用及天津丰田等汽车厂家都在计划加装汽车导航系统,国外进口汽车也希望加带汽车导航装置。此外,国外和国内的汽车导航电子产品生产厂家也瞄准了中国的后加装市场,蓄势待发。据预测,到2010年,汽车自主导航系统年销量将达到53万台,保有量210万台,汽车导航电子地图年销量将达5.8亿元人民币。汽车自主导航能创造轻松自如的驾车环境,提高汽车的科技含量,平均增加10%左右的汽车附加值,是汽车工业的一个新的发展方向。

参考文献:

[1]毛道伟GPS开启汽车导航新时代[J].广东科技2009,(11)

[2]肖永清. 汽车电子导航前景远大[J].交通与运输2009,(03)

[3] 廖文献. 电子期刊导航系统的设计与实现[J]. 浙江工贸职业技术学院学报, 2009,(04)

[4] 李文国. 导航电子地图设计与实现[J]. 科技资讯, 2008,(30)

[5] 燕来荣. 汽车竞争进入电子导航的新时代[J]. 电子技术, 2007,(01)

[6] 高桂革,曾宪文,沈学东. 汽车电子导航中基于图像渐进编码的SPIHT算法研究[J]. 计算机应用与软件, 2007,(11)

[7] 李华贵,项志华,李玲,李鹏. 电子地图在车辆导航定位系统中的应用[J]. 现代电子技术, 2006,(17)

[8] James Randerson,方留民. 便携式电子导航系统可帮助盲人识别陌生地形[J]. 科技英语学习, 2006,(10)

[9] 杨忠敏. 前景无限的现代汽车电子导航技术[J]. 交通与运输, 2004,(01)


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