نحوه کار با سیستم ناوبری خودرو سیستم های ناوبری خودرو (GPS)

"و همچنین یک ناوبر وجود دارد!"این شعار تبلیغاتی معروف که سیستم ناوبری را به عنوان یکی از مزیت های اصلی خودروهای مدرن معرفی می کند تا حدی درست است. در چند سال گذشته، یک ناوبر اتومبیل از یک اسباب بازی گران قیمت به یک دستیار راننده قابل اعتماد تبدیل شده است.

سیستم ناوبری خودرو برای تعیین موقعیت وسیله نقلیه، انتخاب و ردیابی مسیر طراحی شده است. اولین ناوبر خودرو در سال 1981 توسط آلپاین معرفی شد.

انواع مختلفی از سیستم های ناوبری خودرو وجود دارد: استاندارد، موبایل و همچنین نرم افزار ناوبری برای رایانه های لپ تاپ و تلفن های هوشمند. انواع سیستم های ناوبری ذکر شده دارای مزایا و معایب خود هستند. آنها در طراحی، عملکردهای اجرا شده و قیمت متفاوت هستند.

سیستم ناوبری استاندارد در سازنده خودرو نصب می شود و معمولاً بخشی از سیستم چند رسانه ای است. سیستم های ناوبری سازگار از سایر سازندگان را می توان در محل استاندارد نصب کرد.

سیستم ناوبری سیار یک دستگاه ناوبری قابل حمل و مستقل است که به صورت جداگانه خریداری شده و بر روی شیشه جلو یا داشبورد نصب می شود. تحت اصطلاح "ناوبر ماشین"معمولاً به یک سیستم ناوبری تلفن همراه اشاره دارد.

در صورت نصب برنامه های ناوبری مناسب، می توان از لپ تاپ، گوشی هوشمند و حتی مدل های تلفن همراه معمولی به عنوان ناوبری خودرو استفاده کرد.

طراحی سیستم ناوبری خودرو

یک سیستم ناوبری خودرو در هسته خود یک رایانه شخصی با تمام ویژگی های آن است: مادربرد، پردازنده مرکزی، رم، حافظه دائمی، هارد دیسک، دستگاه های ورودی و خروجی، درایوهایی برای اتصال منابع داده خارجی.

ویژگی خاص ناوبر خودرو، حضور است پردازنده ناوبری(چیپست گیرنده GPS). در تعدادی از طرح های ناوبری، پردازنده ناوبری با پردازنده مرکزی ترکیب می شود. علاوه بر عناصر ذکر شده، سیستم ناوبری خودرو ممکن است شامل یک ماژول GPRS، بلوتوث، گیرنده رادیویی و سایر اجزا باشد.

آنتن سیگنال های ماهواره های ناوبری را دریافت می کند. سیستم ناوبری استاندارد از یک آنتن خارجی استفاده می کند که بر روی سقف خودرو نصب شده است. یک ناوبر موبایل، مانند یک گوشی هوشمند، مجهز به یک آنتن داخلی است.

صفحه نمایش لمسی برای ورودی و خروجی اطلاعات استفاده می شود که سریع، چند منظوره و کم مصرف است. سیستم ناوبری استاندارد ممکن است از یک نمایشگر هدآپ برای نمایش اطلاعات استفاده کند.

سیستم ناوبری استاندارد از شبکه سواری خودرو تامین می شود. نویگیتور موبایل با باتری خودش تغذیه می شود. باتری نیز از طریق شبکه داخلی شارژ می شود.

نرم افزار سیستم ناوبری خودرو شامل یک سیستم عامل، یک برنامه ناوبری و سایر برنامه های کاربردی (برنامه های اداری، پخش کننده چند رسانه ای، بازی ها، کتابخوان های الکترونیکی و غیره) می باشد.

سیستم عامل سخت افزار ناوبر ("سخت افزار") را با برنامه کاربردی متصل می کند. سیستم عامل مورد استفاده ویندوز CE، ویندوز موبایل، اندروید، iOS و ... می باشد.

اساس عملکردی سیستم ناوبری است برنامه ناوبری. سیستم‌های ناوبری خودرو از برنامه‌های ناوبری بسیاری استفاده می‌کنند که از نظر رابط، عملکرد، درجه عملکرد و یکپارچگی با یکدیگر متفاوت هستند. ناوبرهای استاندارد عمدتاً از نرم افزار ناوبری اختصاصی استفاده می کنند.

برنامه های ناوبری داخلی Navitel، Avtosputnik، CityGuide، ProGorod و تعدادی دیگر برای رهیاب های موبایل، PDA و گوشی های هوشمند ایجاد شده اند. در بین برنامه های خارجی باید به برنامه محبوب iGo اشاره کرد. برنامه iGo در سیستم های ناوبری استاندارد خودروهای کره ای هیوندای، کیا و سانگ یانگ نیز استفاده می شود. ناوبری های موبایل، رایانه های شخصی PDA و گوشی های هوشمند می توانند چندین برنامه ناوبری را نصب کنند که به طور قابل توجهی قابلیت های سیستم ناوبری را گسترش می دهد.

برنامه ناوبری بر اساس نقشه الکترونیکی. ناوبرهای خودرو عمدتاً از نقشه های الکترونیکی برداری استفاده می کنند که از مسیریابی پشتیبانی می کنند. نقشه برداری شامل بسیاری از اشیاء با مختصات جغرافیایی آنهاست.

اگر قصد دارید ماشینی را در خارج از جاده رانندگی کنید، به یک برنامه ناوبری با نقشه شطرنجی نیاز دارید. بر خلاف نقشه شطرنجی برداری، تصویری از منطقه (نقشه کاغذی یا عکس ماهواره ای منتقل شده) است که به مختصات جغرافیایی مرتبط است.

توسعه دهندگان پیشرو نقشه های الکترونیکی در جهان TeleAtlas و Navteq هستند، اما نقشه های این سازندگان هنوز پوشش کافی از قلمرو روسیه را ندارند. به همین دلیل، بسیاری از توسعه دهندگان روسی برنامه های ناوبری (Navitel، ProGorod، CityGuide) از نقشه های الکترونیکی خود استفاده می کنند.

عملکرد سیستم ناوبری خودرو

یک ناوبر ماشین مدرن دارای عملکردهای زیادی است که مهمترین آنها عبارتند از:

• تعیین موقعیت؛
• ورود به مقصد؛
• محاسبه مسیر؛
• پشتیبانی مسیر

تشخیص موقعیت(موقعیت یابی) وسیله نقلیه با توجه به سیگنال های ماهواره های ناوبری انجام می شود. برای تعیین موقعیت (طول و عرض جغرافیایی) یک ماشین بر روی زمین، باید سیگنال هایی را از حداقل 3 ماهواره دریافت کنید. سیگنال ماهواره 4 نیز امکان تعیین ارتفاع از سطح دریا را فراهم می کند. هنگام دریافت سیگنال، گیرنده GPS فاصله تا هر ماهواره را محاسبه می کند که بر اساس آن مختصات مکانی خودرو تعیین می شود.

دو سیستم ناوبری ماهواره ای در جهان وجود دارد: آمریکایی Navstar GPS (سیستم موقعیت یاب جهانی) و روسی گلوناس (سیستم ماهواره ای ناوبری جهانی). سیستم GLONASS از نظر تعداد ماهواره ها و دقت تعیین موقعیت کمی عقب تر از GPS است. در حال حاضر دقت موقعیت یابی سیستم GPS 2-4 متر، GLONASS - 3-6 متر است.بیشترین دقت (2-3 متر) با استفاده مشترک از GPS و GLONASS حاصل می شود که در تعدادی از موبایل ها پیاده سازی می شود. ناوبرها

تحت شرایط خاص (ترافیک شهر، تونل)، دریافت سیگنال از ماهواره ها مشکل ساز می شود. در سیستم ناوبری استاندارد برای موقعیت یابی در شرایط سیگنال ضعیف از سنسورهای سرعت زاویه ای چرخ سیستم ABS و سنسورهای شتاب طولی و جانبی سیستم ESP استفاده می شود. با استفاده از حسگرها، سرعت و جهت حرکت ارزیابی می شود.

در سیستم های تلفن همراه، این عملکرد توسط برنامه ناوبری انجام می شود. اگر سیگنال از بین برود، سیستم در نظر می گیرد که خودرو در یک مسیر معین با سرعت ثابت حرکت می کند.

ورود به یک مقصددر سیستم ناوبری به چندین روش انجام می شود: با آدرس، با نام (نقطه مورد علاقه، POI)، با مختصات و به طور مستقیم توسط یک نقطه روی نقشه. تعدادی از سیستم های ناوبری استاندارد و سیار، ورودی صوتی یک مقصد را پیاده سازی می کنند.

پس از وارد کردن مقصد، سیستم تولید می کند محاسبه مسیربا در نظر گرفتن بسیاری از عوامل (خیابان های یک طرفه، پل ها، بن بست ها و غیره). تعدادی از سیستم های ناوبری استاندارد چندین گزینه مسیر را ارائه می دهند که بر اساس معیارهای مختلف (مسافت، زمان، پول) محاسبه می شوند. به عنوان مثال، یک مسیر کوتاه تا حد امکان از بخش های کوتاه تشکیل شده است و محدودیت های سرعت را در نظر نمی گیرد. یک مسیر سریع با در نظر گرفتن کلاس جاده (بزرگراه، بزرگراه فدرال، خیابان شهر) و محدودیت سرعت در این جاده ها ساخته شده است. یک مسیر اقتصادی هم مسافت و هم زمان را در نظر می گیرد. با این حال، زمان در اولویت است.

اما در تمامی این مسیرها وضعیت فعلی جاده (ترافیک، تصادف، تعمیر و ...) در نظر گرفته نمی شود. بنابراین، سیستم های ناوبری که ارائه می کنند محاسبه مسیر پویابا در نظر گرفتن وضعیت جاده اطلاعات مربوط به شرایط ترافیکی را می توان به دو روش انتقال داد: از طریق رادیو و اینترنت.

کانال پیام ترافیک TMC (کانال پیام ترافیک) بر روی ارتباطات رادیویی ساخته شده است. از طریق کانال TMC، اطلاعات به صورت سیگنال های رمزگذاری شده منتقل می شود. در روسیه، کانال گزارش ترافیک به خوبی توسعه نیافته است. TMC در سیستم های ناوبری استاندارد خودروهای ولوو، لندرور، هوندا و ناوبرهای سیار آلپاین، گارمین استفاده می شود.

جایگزینی برای کانال TMC، انتقال اطلاعات در مورد وضعیت ترافیک از طریق کانال اینترنت است. این فناوری توسط اکثر رهیاب های موبایل، PDA ها و گوشی های هوشمند استفاده می شود. از یک ناوبر موبایل، دسترسی به اینترنت را می توان به دو روش سازماندهی کرد: استفاده از ماژول GPRS و سیم کارت، یا از طریق تلفن همراه از طریق بلوتوث.

اطلاعات مربوط به وضعیت جاده ها از منابع مختلف در اینترنت می آید. برنامه Navitel سرویس خاص خود را دارد "Navitel. ترافیک". برنامه ناوبری CityGuide سیستم خاص خود را برای ازدحام ترافیک در خط ارائه می دهد. سایر برنامه ها از Yandex معروف استفاده می کنند. ترافیک".

لازم به ذکر است که سیستم های ناوبری استاندارد به عنوان یک قاعده اتصال به اینترنت ندارند و در صورت وجود، از این کانال برای کسب اطلاعات در مورد وضعیت ترافیک استفاده نمی شود. استثنا جدیدترین سیستم RTTI (اطلاعات ترافیک زمان واقعی) BMW است که مبتنی بر ارتباطات سلولی است و اطلاعات را در سیستم TPEG (گروه خبره پروتکل حمل و نقل) دریافت می کند.

راهنمایی در طول مسیربا استفاده از دستورالعمل های بصری و صوتی اجرا شده است. دستورالعمل ها به صورت متوالی از تقاطع به تقاطع صادر می شود. در برنامه‌های ناوبری مختلف، عملکرد هدایت مسیر تقریباً یکسان است، در برخی مکان‌ها کمی بهتر و در برخی دیگر کمی بدتر. تفاوت های جدی نیز وجود دارد. به عنوان مثال، برنامه ناوبری Progorod سرویس Junction View را اجرا می کند، که هنگام نزدیک شدن به تقاطع ها و تقاطع های پیچیده، یک تصویر واقعی را نشان می دهد که جهت حرکت را نشان می دهد.

خودروهای بیشتری از قبل مجهز به سیستم ناوبری استاندارد به روسیه تحویل داده می شوند. بیایید قابلیت های سیستم های آئودی، بی ام و، اینفینیتی، لندرور، لکسوس، مرسدس بنز، پورشه و اشکودا را ارزیابی کنیم. از سوی میتسوبیشی و ولوو نیز "اعلام" وجود دارد، اما آنها وقت نداشتند برای آزمایش به ما مراجعه کنند.

همانطور که می دانید BMW در زمینه ناوبری روسیه پیشگام است. در سدان های سری 7 بود که چهار سال پیش اولین نقشه الکترونیکی مسکو که توسط TeleAtlas ساخته شده بود ظاهر شد. در آن زمان، ناوبری بسیار متوسط ​​کار می کرد: نقشه قدیمی بود و در خارج از جاده حلقه مسکو، ناوبر کاملاً ناتوان بود.

با این حال، پیشرفت هنوز متوقف نمی شود. اکنون همه ناوبرها به نقشه‌های نه تنها مسکو، بلکه از منطقه مسکو، سنت پترزبورگ و بزرگراه‌های اصلی فدرال مجهز هستند. و در برخی نقاط نیز نقشه های مراکز بزرگ منطقه ای وجود دارد. بی ام و همچنین نقشه های اروپا را دارد. اما اکنون در درجه اول به پایتخت و منطقه علاقه مندیم.

خودروسازان اروپایی از نقشه های TeleAtlas استفاده می کنند، در حالی که خودروسازان آسیایی از NavTeq استفاده می کنند. و اگرچه تنها دو تولید کننده کارت وجود دارد، اما همه کارت ها کاملاً متفاوت هستند.

سیستم های ناوبری استاندارد برای روسیه به سه گروه تقسیم می شوند. اولی شامل ناوبرهای کاملاً روسی شده است که در آن تمام نوشته‌های روی نقشه و منوی کنترل به زبان روسی نمایش داده می‌شوند و اعلان‌های صوتی نیز به صورت عالی و قدرتمند ارائه می‌شوند (مثلاً مرسدس بنز، آئودی و اینفینیتی). گروه دوم شامل سیستم های نیمه روسی شده است. در اینجا نکات نیز به زبان روسی هستند، اما کتیبه های روی نقشه و منو به زبان لاتین (BMW، Land Rover و Lexus) نمایش داده می شوند. و در نهایت، گروه سوم، که سیستم هایی را که اصلاً زبان روسی نمی دانند (پورشه و اشکودا) را متحد کردند. جالب اینجاست که منوی ماشین های دو گروه آخر با مهربانی امکان انتخاب زبان را فراهم می کند و تقریبا تمام زبان های اروپایی در آنجا وجود دارد... به جز روسی. ظاهراً آنها کاملاً به مشتری ما احترام نمی گذارند.

همه ناوبرها بخشی جدایی ناپذیر از سیستم چند رسانه ای هستند و سهولت کنترل در درجه اول به آن بستگی دارد. با توجه به این معیار، خودروهای مجهز به صفحه نمایش لمسی (اینفینیتی، لندرور، لکسوس و اشکودا) را پیشروان بلامنازع می دانیم. چرا؟ ساده است: وارد کردن یک آدرس با چرخش در جهات مختلف و فشار دادن انتخابگرهای کنترلی بسیار ناخوشایند است، به راحتی می توانید از دست بدهید. با اشاره انگشت خود به علامت مورد نیاز، استفاده از صفحه کلید مجازی بسیار ساده تر است. یک جزئیات خنده دار: فقط لکسوس به شما اجازه نمی دهد آدرسی را هنگام رانندگی وارد کنید و فقط در مورد لزوم رعایت قوانین راهنمایی و رانندگی در طول مسیر هشدار می دهد. نگرانی خوب در مورد ایمنی

سیستم های ناوبری همه خودروها مجهز به ورودی پیش بینی کلمات (جایگزینی خودکار در طول فرآیند تایپ) هستند، اما راحت ترین آنها سیستم های کاملا روسی شده هستند، زیرا تایپ به لاتین دشوار نیست، به عنوان مثال، خیابان Krasin، اما Sharikopodshipnikovskaya یا کرژیژانوفسکی؟ اگرچه باید پذیرفت که همه نام ها مطابق با استاندارد رونویسی روسی نمایش داده می شوند. یعنی خیمکی روی نقشه نه هیمکی، بلکه خیمکی خواهد بود و بزرگراه موژایسکویه موجایسکوئه نخواهد بود، بلکه موژایسکوئه خواهد بود. فقط لندرور کمی اورجینال بود. برای او، تپلی استن تپلی استن است و نه تپلی، آنطور که باید باشد. البته این امر در مورد نام های دیگری که به "y" ختم می شوند نیز صدق می کند.

با این حال ما راکد هستیم. بیایید مسیری را در اطراف شهر ترسیم کنیم. مثلا از خانه تا محل کار، یعنی از جنوب غرب تا شمال شرق پایتخت. به نظر می رسد، چه چیزی می تواند ساده تر باشد؟ اما بیایید فوراً بگوییم: هیچ یک از ناوبرهای استاندارد شما را دقیقاً به هدف خود نمی رساند. پارادوکس؟ نه، به سادگی هیچ خانه ای در هیچ نقشه ای وجود ندارد، فقط خیابان ها. شماره خانه را البته می توان وارد کرد، اما بدون موارد، کسری یا شماره ساختمان، یعنی تقریباً به جایی هدایت می شوید که شی شما باید باشد. با این حال، تقریبا یک مفهوم انعطاف پذیر است.

اگر خانه ای که می خواهید مستقیماً به خیابان برود خوب است، اما اگر اینطور نباشد چه؟ ساختمان تحریریه ما به آدرس: خیابان روستاولی ساختمان 12 الف ساختمان 2 در حیاط ها قرار دارد. پیدا کردن ما حتی با پای پیاده و حتی بیشتر با ماشین آسان نیست. پس ناوبرهای ما چه می کنند؟ فقط ما را به جایی می برند که به نظر خودشان خانه 12 کنار روستاولی باید باشد و به ما اطلاع می دهند که مقصد سمت راست یا چپ ماست. این در حالی است که در فضای قابل مشاهده حتی یک خانه با شماره 12 در رویت نیست. سپس باید یا ماشین را رها کنید و پیاده بروید و یا از عابران بپرسید.

در عین حال، هر دستگاه ناوبری شخصی (PND) که در حال حاضر ده سکه از آن در بازار وجود دارد، به راحتی شما را مستقیماً به سمت در می برد. چند سال پیش دستگاه Carmani CX-210 را با نقشه جی پی اس Pocket Pro Moscow آزمایش کردیم. و ما را به خوبی از طریق طاق خیابان دوبرولیوبوا وارد حیاط تحریریه کرد. PND چطور؟ به عنوان مثال، یک تلفن همراه ساده با اینترنت و بارگیری شده در نقشه های Yandex به شما کمک می کند بهتر از یک ناوبر اتومبیل مارک دار در حیاط ها حرکت کنید.

خوب، ما از مسیر واقعی منحرف می شویم. همه سیستم های ناوبری استاندارد چندین مسیر را به ما پیشنهاد می کردند. معمولا می توانید کوتاه ترین یا سریع ترین مسیر را انتخاب کنید. اولی معمولاً از مرکز عبور می کند و دومی از طریق حلقه حمل و نقل سوم است. بیش از حد آسان؟ اما هنوز هیچ عملکردی برای بارگیری ترافیک در ناوبرهای استاندارد وجود ندارد، بنابراین رایانه چنین مسیرهای ابتدایی را انتخاب می کند. البته هر کدام از ما به گونه‌ای متفاوت سفر می‌کنیم و سخت‌ترین مناطق را از نظر شلوغی دور می‌زنیم.

با این حال، هر سیستم ناوبری ظرافت های خاص خود را دارد. به نظر ما، پورشه مسیر بهینه را تعیین کرد. این ماشین تقریباً به همان روشی که خودمان می‌رانیم در شهر می‌چرخد. اما شاید ناوبر دیگری مسیر دیگری را بهتر انجام می داد. به هر حال، ناوبر خودروهای اسپرت از اشتوتگارت یک نسخه اصلی عالی بود. در نقشه او از مسکو هم خیابان گورکی و هم میدان کلخوزنایا وجود دارد. البته، آنها همچنین به عنوان Tverskaya و Sukharevskaya نمایش داده می شوند، اما چرا؟ برای نوستالژیک ها؟

ما مسیرهای لکسوس را کمتر دوست داشتیم. نه تنها تعیین مسیر بسیار ساده است، بلکه ناوبر به طور دوره ای سعی می کند راننده را به پیچ های ناموجود بکشاند. با این حال، همه ناوبرهای استاندارد می توانند پیچ ​​های ساده را کنترل کنند، اما در مورد اتصالات پیچیده، به عنوان مثال، در حلقه سوم چطور؟ هنگام نزدیک شدن به تقاطع ها، نموداری از مانور مورد نیاز یا بر روی صفحه نمایش همه اتومبیل ها ظاهر می شود یا مقیاس نقشه به سادگی افزایش می یابد تا راننده بتواند بفهمد به کدام پیچ نیاز دارد. هیچ کس با تقاطع ها و تقاطع های پیچیده مشکلی ندارد.

با این حال، به نظر می رسد آنها از ناکجاآباد ظاهر می شوند. هر کسی که تا به حال هنگام رانندگی به سمت منطقه از خیابان Universitetsky به لنینسکی پیچیده است، می داند که ابتدا باید به سمت راست در یک مسیر جایگزین کوچک بپیچید و سپس بعد از سیصد متر مستقیماً به سمت لنینسکی بروید. به نظر می رسد، چه چیزی می تواند ساده تر باشد؟ اما فقط آئودی، بی ام و و اینفینیتی از چنین مانوری خبر دارند. برخی دیگر از شما می خواهند که به سمت چپ به مرکز بپیچید و سپس بچرخید. می توانید تصور کنید که چنین دستکاری هایی در ساعات شلوغی چقدر طول می کشد.

بیایید به قسمت دیگری از خیابان دانشگاهی برویم. به سمت راست به سمت پل مترو بپیچید. در اینجا دوباره باید به یک مسیر کوچک بروید و سپس به ترافیک Vernadsky بپیوندید. صرف گردش به راست نقض قوانین است. و چی؟ لکسوس چرخش به این سمت را توصیه می کند، اگرچه از قبل هشدار می دهد که دستورالعمل های سیستم ناوبری ممکن است با مقررات راهنمایی و رانندگی در تضاد باشد.

حوادث دیگری نیز وجود دارد. از خیابان Obruchev به خیابان Volgina بپیچید. چیز خاصی نیست، فقط یک T-junction که توسط چراغ های راهنمایی کنترل می شود. اما یک نکته ظریف وجود دارد: یک پمپ بنزین در گوشه ای وجود دارد. بسیاری از مردم برای جلوگیری از ایستادن در میان شرکت کنندگان، به سادگی از طریق پمپ بنزین رانندگی می کنند. این با قوانین راهنمایی و رانندگی مغایرتی ندارد، اما با مشتریان تداخل می کند، زیرا افراد "بی صبر" اغلب درست در قلمرو پمپ بنزین ترافیک ایجاد می کنند. بنابراین، به دلایلی اینفینیتی و اشکودا از شما می خواهند که به این سمت بپیچید.

خوب، در پایتخت حداقل خواهیم فهمید که چگونه به آنجا برسیم. بیایید ببینیم دانش آموزان ما در منطقه مسکو چه توانایی هایی دارند ، زیرا همه به خوبی نمی دانند ، مثلاً Dolgoprudny ، Balashikha یا Podolsk. افسوس که فقط خودروهای آلمانی و لندرورها در شهرهای منطقه کم و بیش گم می شوند. بقیه خیابان ها را می شناسند، اما خانه ها را اصلا نمی شناسند. شرم آور است.

بله، همه با برنامه های منطقه موافق نیستند. به عنوان مثال، لندرور در Dolgoprudny ما را به بن بست رساند، و مرسدس، هنگام خروج از مسکو در امتداد بزرگراه Gorkovskoye، جنگلی را در طرفین نشان داد، اما در واقع چندین فروشنده خودرو (هر چند غیر اصلی) و مراکز خرید وجود دارد. .

وضعیت در سکونتگاه های کوچک - شهرک ها و روستاهای نوع شهری - حتی بدتر است. برخی از آنها در ناوبرها هستند، اما برخی اصلاً نیستند، اگرچه صدها سال است که وجود دارند. عجیب.

پایگاه داده اشیاء (یا نقاط مورد علاقه) یکی از برگ برنده های سیستم های ناوبری است. چه چیزی وجود دارد: رستوران ها، بیمارستان ها، پمپ بنزین ها، خدمات خودرو، مراکز تفریحی و خرید، جاذبه ها و غیره. اما به دلایلی همه داده ها قدیمی هستند. خوب، فرض کنید ناوبر ممکن است نداند که اخیراً همه "Ramstores" به "Auchans" تبدیل شده اند. اما چرا همه هنوز هم زنجیره خرده فروشی قدیمی مرکادو را نشان می دهند؟ یا پمپ بنزین های RussNeft که توسط لوک اویل خریداری شد؟ دفاتر نمایندگی شرکت های خودروسازی به ما اطمینان دادند که نقشه ها و داده ها تقریباً هر سه ماه یکبار به روز می شوند، اما در واقعیت معلوم شد که این کاملاً اشتباه است.

بیایید به طور جداگانه در مورد پیام های صوتی صحبت کنیم. واضح است که همه چیز در انگلیسی عالی است، اما همیشه واضح نیست. و به زبان روسی؟ ما از تجربه می دانیم که در روسی سازی سیستم های چند رسانه ای خودرو مشکلاتی وجود دارد. افسوس که در مورد راهنمای صوتی هم همین اتفاق افتاد. نکات گاهی گیج کننده هستند. به عنوان مثال، در جایی که باید بچرخید، مرسدس می‌گوید: «به سمت چپ نگه دارید»، اگرچه صفحه دقیقاً چرخش را نشان می‌دهد. خوب، اشکالی ندارد. برخی از ناوبرها از مشکلات زبانی رنج می برند. در اینجا آئودی می گوید: "مستقیم در 300 متر بروید." یا Lexus: "در 200 متر، به صورت مورب به سمت راست بپیچید." شما بلافاصله متوجه نخواهید شد که در مورد چه چیزی صحبت می کنند. اما آنچه بیش از همه قابل توجه بود، لندرور بود که گفت: "در 500 متری، وارد میدان شوید."

ناوبرها همچنین نقص هایی در ارتباط با خطای خود سیستم موقعیت یابی جهانی GPS دارند. به همین دلیل، حوادث خنده‌داری رخ می‌دهد. فرض کنید در امتداد ضلع داخلی گاردن رینگ از بلوار نوینسکی به سمت تسوتنوی رانندگی می کنید. پیمایش از شما می خواهد که مسیر را به سمت راست تغییر دهید و به میدان مایاکوفسکی بروید. شما تصمیم می گیرید که سرنخ ها را دنبال نکنید و وارد تونل زیر Tverskaya شوید. اما ناوبر این را نمی بیند و با این باور که شما در اوج هستید از شما می خواهد که به چپ بپیچید ...

بنابراین، با شناخت مسکو، همه چیز برای بازیکنان ما چندان هموار نیست. بیایید به همه مجوز بدهیم، زیرا هر هشت سیستم ناوبری می توانند به راحتی شما را در شهر راهنمایی کنند و تقریباً شما را به جایی که می خواهید برسانند. علاوه بر این، شایان ذکر است که ناوبری استاندارد برای روسیه جدید است و بنابراین تا حدودی مرطوب است. اما وقتی همه بیماری های دوران کودکی از بین بروند، می توانید به طور کامل از ناوبری در هر مکانی استفاده کنید.

در این میان، می‌توانیم سه برند را که سیستم‌های ناوبری آنها را بیشتر دوست داشتیم، برجسته کنیم: آئودی، مرسدس بنز و اینفینیتی. اولاً آنها کاملاً روسی شده اند ، ثانیاً کمتر از دیگران در پیچیدگی های خیابان های مسکو گیج می شوند و ثالثاً عملکردهای مفید زیادی دارند.

آنتون تبنیخین

در ابتدا کلمه "ناوبری" فقط به ناوبری اشاره داشت و به معنای هنر هدایت کشتی بود. با گذشت زمان، ناوبری به وسایل نقلیه زمینی، از جمله خودروها رسید.

ناوبری ماهواره ای چیست و چرا خودرو به آن نیاز دارد؟

ناوبری ماهواره ای مجموعه ای از سیستم های فنی الکترونیکی است که ترکیبی از تجهیزات زمینی و هوایی است که بر اساس اصل "فرستنده - گیرنده" کار می کنند. این سیستم برای تعیین مکان، زمان دقیق و پارامترهای حرکت (سرعت و جهت) استفاده می شود. به عبارت ساده، چنین سیستمی به شما امکان می دهد تعیین کنید گیرنده (در این مورد، یک ماشین) از نظر جغرافیایی در کجا قرار دارد، در کدام جهت قرار دارد. حرکت و با چه سرعتی علاوه بر این، ناوبر می تواند مسیر را از یک نقطه به نقطه دیگر از قبل محاسبه کند و ماشین را در طول آن هدایت کند و حرکت را با نظرات صوتی همراهی کند. به صورت اختیاری، برای ناوبرهای مدرن، عملکرد بارگیری داده ها در مورد مکان دوربین های سرعت و ترافیک ممکن است در دسترس باشد.

تفاوت این است که ناوبری خودکار همراه خودرو نیست و باید جداگانه خریداری شود. چنین ناوبری دارای سیستم قدرت، پردازنده و گیرنده سیگنال خاص خود است. مجهز به نمایشگر و کنترل پنل. ناوبری استاندارد یک سیستم ناوبری است که سازنده به طور مستقل در هنگام مونتاژ در خودرو نصب می کند. مزایای ناوبری استاندارد این است که به طور کامل با تمام تجهیزات موجود در هواپیما سازگار است، یکپارچه است و، به عنوان یک قاعده، سریعتر از ناوبری خودکار کار می کند.

سیر تکاملی ناوبری خودرو

نمونه اولیه یک سیستم ناوبری خودرو در سال 1920 ظاهر شد و Plus Fours Routefinder نام داشت. این وسیله ساده شامل یک نقشه رول شده از منطقه بود که بین دو چوب چوبی ثابت شده بود. ناوبر باید به صورت دستی چرخانده می شد.

پس از 10 سال، سیستم نهایی شد و رانندگان IterAvto را دریافت کردند. این بار نقشه زیر شیشه تعبیه شده در بدنه ناوبر ثابت شد. با کمک کابلی که استفاده می شود حرکت کرد. به لطف این سیستم، سرعت اسکرول متناسب با سرعت حرکت بود. با این حال، هنگام چرخاندن ماشین، نقشه همچنان باید به صورت دستی چرخانده می شد.

اولین ناوبری الکترونیکی نه چندان دور، فقط 30 سال پیش ظاهر شد. این سیستم توسط مهندسان ژاپنی ساخته شده است. اولین خودروهایی که ناوبری را به عنوان یک گزینه اضافی ارائه کردند، مدل های هوندا - Accord و Vigor بودند. قدمت این اختراع به سال 1981 برمی گردد و الکترو ژیروکتور نامیده می شود. قابل توجه است که ناوبری ژاپنی با ماهواره ها مرتبط نبود. برای استفاده از ناوبر، راننده باید نقشه پلاستیکی منطقه را وارد می کرد و مکان نما را به موقعیت فعلی خود می برد. ژیروسکوپ داخلی مسئول حرکات بیشتر مکان نما بود که جهت و سرعت ماشین را تعیین می کرد. این سیستم به دلیل هزینه بسیار بالای نصب - تقریبا یک چهارم قیمت خود آکورد - به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفت.

اولین سیستم ناوبری ماهواره‌ای که در یک رایانه داخلی تعبیه شده بود، در سال 1995 در Oldsmobile 88 ظاهر شد. این سیستم می‌توانست موقعیت ماشین را به طور مستقل با استفاده از سیگنال ماهواره‌ای نزدیک تعیین و کنترل کند.

از آن زمان، اکثریت قریب به اتفاق تولیدکنندگان، ناوبری استاندارد را روی خودروهای خود نصب کرده‌اند. اصل عملیاتی سیستم در طول دهه های گذشته دستخوش تغییرات اساسی نشده است، تاکید بر افزایش کارایی انتقال اطلاعات و گسترش قابلیت های تعاملی کاربر بوده است.

اول از همه، رایانه داخلی اصلاح شد. افزایش اندازه نمایشگر، کیفیت تصویر و اخیراً معرفی کنترل لمسی. سخت افزارهای الکترونیکی به طور مداوم به روز می شدند، سیستم عامل های خاصی توسعه می یافتند و کارت های حافظه و هارد دیسک ها جای سی دی ها را می گرفتند. به عنوان مثال، ناوبری استاندارد مدرن BMW سری 7 تقریباً یک رایانه تمام عیار است: نمایشگری با وضوح 1280x480، سیستم عامل موبایل QNX خود و هارد دیسک 80 گیگابایتی.

مجموعه ای از این ویژگی ها به باواریایی ها اجازه می دهد تا نه تنها نقشه هایی را با رندر سه بعدی با کیفیت بالا از مسیر دانلود کنند، بلکه می توانند موسیقی و پخش دی وی دی را نیز دانلود کنند.

چگونه کار می کند

سیستم های ناوبری بر اساس اصل اندازه گیری فاصله بین منبع و گیرنده سیگنال عمل می کنند. این روش مبتنی بر انتقال امواج رادیویی و محاسبه سرعت انتشار آنها است. برای ثبت دقیق زمان صرف شده برای ارسال سیگنال، از ساعت های اتمی هماهنگ با زمان سیستم استفاده می شود (ویژگی چنین ساعت هایی این است که ارتعاشات ایجاد شده در سطح اتم ها و مولکول ها به عنوان یک فرآیند دوره ای استفاده می شود). زنجیره زیر به دست می آید: ساعت گیرنده با زمان سیستم هماهنگ می شود و تاخیر بین هر چرخه انتقال سیگنال و دریافت آن از آن محاسبه می شود.

گیرنده ناوبری استاندارد خود در سیستم رایانه داخلی تعبیه شده است و داده ها را روی صفحه نمایش نمایش می دهد. علاوه بر داده‌های مربوط به مکان وسیله نقلیه و برنامه‌ریزی مسیر، رایانه سواری مسئول تعامل همه سیستم‌های رایانه‌ای الکترونیکی از جمله سنسورهای پارک، سیستم‌های صوتی، سنسورهای نقطه کور و غیره است.

بسیاری از ناوبرهای مدرن خودرو نه تنها می توانند یک مشتاق اتومبیل را از نقطه A به نقطه B راهنمایی کنند، بلکه اطلاعاتی را در مورد تمام اشیایی که در طول مسیر قرار دارند در اختیار او قرار می دهند. حافظه برنامه اطلاعاتی در مورد مکان پمپ بنزین ها، مغازه ها، پارکینگ ها، کافه ها و سایر اشیایی که می تواند در حین رانندگی مفید باشد را ذخیره می کند.

یکی دیگر از ویژگی های مفید یک سیستم ناوبری مدرن، قابلیت کنترل صوتی است که به شما امکان می دهد بدون خروج از وسیله نقلیه مسیرها را دریافت کنید یا یک شی را جستجو کنید.

از جمله مزایای اصلی ناوبری استاندارد می توان به دقت بالا، کارایی عملیاتی سیستم و عدم تاخیر در انتقال سیگنال و به روز رسانی نقشه اشاره کرد. در عین حال، ناوبری استاندارد نیز دارای معایب بسیار جدی است. به عنوان مثال، جایگزینی یک ناوبر استاندارد با یک ناوبری مستقل می تواند عملکرد سیستم های فوق را مختل کند و خود روش تعویض بسیار گران است. دقت نقشه‌های ناوبری استاندارد همیشه کاربر را خوشحال نمی‌کند؛ یک اتفاق رایج این است که نقشه به سرعت بارگیری می‌شود، اما شماره خانه نمایش داده نمی‌شود. موارد مکرری نیز وجود دارد که ناوبر به سادگی راننده را به بیراهه هدایت می کند و مسیر کاملاً اشتباهی را پیشنهاد می کند. عدم توانایی انتخاب یک سیستم ناوبری کاستی های ناوبری استاندارد را خلاصه می کند.

خوانندگان عزیز! در این مقاله، من به طور خلاصه در مورد سیستم ناوبری استاندارد اتومبیل که تقریباً در هر مارک اتومبیل مدرن وجود دارد، به شما خواهم گفت. رایانه داخلی که وسایل نقلیه به آن مجهز هستند به شما امکان نصب نرم افزار مورد نیاز را می دهد. بنابراین، ناوبری استاندارد خودرو در زمان ما چیزی غیرعادی و استثنایی در نظر گرفته نمی شود، یا بهتر است بگوییم، این یک گزینه ویژه است که به شما امکان می دهد تا به طور منطقی از قابلیت های یک رایانه داخلی استاندارد استفاده کنید.

بدون شک، ناوبری ماشین یک عملکرد فوق العاده مفید است، به ویژه در هنگام سفر در مسافت های طولانی، زیرا اغلب پیمایش در یک مکان ناشناخته، یافتن مسیر بهینه حتی در صورت وجود نقشه راه و نظارت بر ترافیک و همزمان ترسیم مسیر روی نقشه دشوار است. کار آسانی نیست از این نظر، یک ناوبر استاندارد اتومبیل، که اساساً همیشه در منطقه دسترسی است، بسیار قابل اعتمادتر است، زیرا با کمک آن یک علاقه مندان به اتومبیل می توانند به سرعت، در زمان واقعی، اطلاعات مربوط به موقعیت مکانی خود و همچنین نحوه دریافت سریع را دریافت کنند. به یک نقطه معین

با این حال، ممکن است وضعیتی به دلیل این واقعیت ایجاد شود که سیستم استاندارد استاندارد که توسط سازنده از قبل در اکثر خودروهای وارداتی نصب شده است، یا نقشه های روسی ندارد یا حاوی نقشه های ناوبری قدیمی است. و در غیاب نقشه، ناوبری استاندارد GPS، متأسفانه، به لوازم جانبی بی استفاده ای تبدیل می شود که فضای داخلی خودرو را تزئین می کند. بدیهی است که راه حل این مشکل نقشه های روسی طراحی شده توسط برنامه نویسان داخلی برای سیستم های ناوبری استاندارد GPS است.
با تشکر از توجه شما!

خالصانه،
جهانی ردیابی.

سیستم های ناوبری(سیستم موقعیت یاب جهانی یا GPS - سیستم موقعیت یاب جهانی) به طور فزاینده ای در اروپای غربی، ایالات متحده آمریکا و ژاپن استفاده می شود. استفاده از این سیستم ها در کشورهای اتحاد جماهیر شوروی سابق نیز آغاز شده است، اما توسعه سیستم های ناوبری عمدتا به دلیل نبود نقشه های زمین با مشکل مواجه شده است.

اهداف اصلی سیستم ناوبری عبارتند از:

• تعیین مکان ماشین در لحظه فعلی
• ورود به مقصد با تعیین مسیر بهینه

هنگام انتخاب مسیر، 3 گزینه در دسترس است - سریع، معمولی و کوتاه. علاوه بر این، محل قرارگیری جاده های عوارضی و ویژگی های ترافیکی هر مسیر را نشان می دهد.

برای استفاده از ناوبری GPS، حداقل به یک گیرنده GPS نیاز دارید. اما به خودی خود چیزی بیش از یک قطب نما ماهواره ای نیست که مختصات دقیق خود را می داند. برای پیوند دادن این مختصات به یک نقشه دیجیتالی خاص از منطقه، به دستگاه پیچیده تری مانند ناوبری GPS با گیرنده GPS داخلی نیاز دارید.

برنج. ناوبر

ناوبر چیست؟

ناوبرهای GPS- دستگاه‌هایی با پوسته نرم‌افزاری نسبتاً ساده، عمدتاً بر حل مشکلات ناوبری متمرکز شده و فقط با یک نوع نقشه ارائه شده توسط سازنده کار می‌کنند.

موقعیت گیرنده GPS بر اساس مختصات شناخته شده قبلی ماهواره های سیستم محاسبه می شود. از نظر فیزیکی، این در این واقعیت بیان می شود که داده های اولیه برای حل مشکل موقعیت یابی، فواصل جسم تا تمام ماهواره های قابل مشاهده در لحظه است. برای ساده تر، فرض می کنیم که همه ماهواره های قابل مشاهده در مدار خود ثابت هستند.

بیایید به هندسه بپردازیم

برنج. تشخیص اشیا توسط ماهواره ها:
الف - کره از یک ماهواره؛ ب - تقاطع کره از دو ماهواره. ج - تقاطع کره از سه ماهواره

نقطه باقیمانده مختصات گیرنده را مشخص می کند. فاصله تا ماهواره ها (شعاع کره های توصیف شده) به سادگی محاسبه می شود - بر اساس ثبت زمان لازم برای رسیدن سیگنال به جسم و سرعت آن.

برای تعیین موقعیت ماهواره ها در مدار، علاوه بر مجموعه ماهواره های پراکنده در مدارهای ثابت، یک مجموعه کنترل زمینی نیز وجود دارد. این شامل ایستگاه های ردیابی است که تماس دائمی با عناصر صورت فلکی مداری را حفظ می کند. مرکز کنترل بر اساس داده های دریافتی، مختصات دقیق ماهواره های مصنوعی را محاسبه و از طریق ایستگاه های ارتباطی به هواپیما ارسال می کند. در محاسبات فرض بر این است که سرعت انتشار سیگنال برابر با سرعت نور است. بنابراین لازم است دقت و هماهنگی عملکرد مکانیزم های ساعتی که ماهواره و گیرنده به آن ها مجهز شده اند و همچنین اعوجاج های ناشی از موانع مختلف در مسیر موج اطلاعات در نظر گرفته شود. برای از بین بردن خطاها در کامپیوتر گیرنده از الگوریتم های خاصی استفاده می شود که زمان تعیین مکان گیرنده را با خطای از پیش تعیین شده تنظیم می کند. این الگوریتم همچنین داده های دریافتی از ماهواره های چهارم، پنجم و سایر ماهواره ها را که در "منطقه دید" گیرنده هستند در نظر می گیرد.

توجه داشته باشید که یک صورت فلکی تمام عیار که پوشش کل سطح کره زمین را فراهم می کند، باید شامل 24 جرم مداری باشد، یعنی حداکثر تعداد ماهواره های قابل مشاهده برای گیرنده در هر نقطه از زمین 12 واحد است. با این حال، امروزه تعداد دستگاه های سیستم ناوبری عامل در حال حاضر 30 واحد است.

شکل ساختار سیستم ناوبری را نشان می دهد. این سیستم می تواند ناوبری محاسبه مرده را انجام دهد، موقعیت وسیله نقلیه را بر روی نقشه زمین بر اساس پیکربندی مسیر طی شده تعیین کند و مختصات مطلق را با استفاده از سیستم ماهواره ای GPS تعیین کند. با استفاده از محاسبه مرده، موقعیت نسبی وسیله نقلیه و جهت حرکت با استفاده از اطلاعات دریافتی از سرعت چرخ و سنسورهای آزیموت تعیین می شود.

پیکربندی بخش مسیر طی شده، به دست آمده با استفاده از محاسبه مرده، با پیکربندی جاده های ترسیم شده روی نقشه مقایسه می شود. با تعیین جاده ای که ماشین در آن حرکت می کند، سیستم مختصات فعلی خود را نیز پیدا می کند. تعیین دقیق‌تر مختصات خودرو روی نقشه با استفاده از GPS در طول و عرض جغرافیایی انجام می‌شود. اعتقاد بر این است که برای اهداف عملی کافی است که مختصات ماشین را به اندازه نیم بلوک، یعنی ± 100 متر بدانیم.

سیستم ناوبری خودرو باید دارای حسگرهایی برای مسافت طی شده و جهت حرکت باشد.

سنسور سفر

سنسور سفر- این یک یا طرح دیگری از کیلومتر شمار الکترونیکی است که اطلاعات آن از سنسورهای سرعت چرخ ABS می آید. کیلومترشمارها دارای تعدادی خطای سیستماتیک هستند که باید اصلاح شوند. این شامل:

1. تفاوت در قطر لاستیک نو و فرسوده باعث خطا در تعیین مسافت طی شده تا 3 درصد می شود.
2. با توجه به افزایش قطر لاستیک در اثر نیروی گریز از مرکز، به ازای هر 40 کیلومتر در ساعت سرعت خودرو، خطا در تعیین مسافت طی شده 0.1 ... 0.7٪ افزایش می یابد.
3. تغییر فشار لاستیک به میزان 689 کیلو پاسکال خطا را 0.25 ... 1.1٪ افزایش می دهد.

برای تعیین جهت حرکت خودرو معمولا از سنسور آزیموت، سنسورهای سرعت چرخ و ژیروسکوپ استفاده می شود.

برنج. ساختار سیستم ناوبری

سنسور آزیموت

سنسور آزیموت(قطب نما) از میدان مغناطیسی زمین استفاده می کند و یک هسته حلقوی 2 است که از فرومغناطیس ساخته شده است که روی آن یک سیم پیچ تحریکی 1 و دو سیم پیچ خروجی 3 و 4 عمود بر هم پیچیده شده اند.به سیم پیچ تحریک ولتاژ سینوسی اعمال می شود. در غیاب میدان مغناطیسی خارجی، یک emf القایی متقابل در سیم‌پیچ‌های خروجی، همچنین سینوسی، با مقدار متوسط ​​صفر القا می‌شود. در حضور یک میدان مغناطیسی خارجی ثابت (میدان مغناطیسی زمین)، شکل سینوسی شار مغناطیسی در هسته به دلیل تحمیل یک جزء ثابت و ولتاژ سیم‌پیچ‌های خروجی مخدوش می‌شود.

برنج. سنسور آزیموت ژئومغناطیسی:
1 - سیم پیچ تحریک؛ 2 - هسته حلقه ساخته شده از فرومغناطیس؛ 3 - سیم پیچ خروجی با مختصات X; 4 – سیم پیچ خروجی با مختصات Y

سنسورهای سرعت چرخ

سیستم های GPS از سنسورهای سرعت چرخ جلو استفاده می کنند که برای ABS استفاده می شود. زاویه چرخش خودرو با تفاوت مسیرهای طی شده توسط چرخ های چپ و راست هنگام چرخش تعیین می شود.

ژیروسکوپ

هنگام استفاده از ژیروسکوپ، سرعت زاویه ای وسیله نقلیه در حین چرخش تشخیص داده می شود و برای تعیین زاویه چرخش یکپارچه می شود. سیستم های ناوبری از انواع مختلفی از ژیروسکوپ ها استفاده می کنند. در زیر استفاده از ژیروسکوپ گازی به عنوان نمونه در نظر گرفته شده است.

ژیروسکوپ به صورت زیر عمل می کند. پمپ یک جریان گاز (هلیوم) 2 با سرعت جریان معین ایجاد می کند و آن را از طریق نازل 1 به دو سیم حسگر گرم شده w1 و w2 هدایت می کند (شکل.). سرعت زاویه ای خودرو با تغییر مقاومت سیم های سنسور تعیین می شود. همانطور که جریان هلیوم از نازل پمپ خارج می شود، به تدریج منبسط می شود.

برنج. سیستم اندازه گیری ژیروسکوپ (موقعیت جریان گاز هنگام چرخش)

هنگامی که ماشین مستقیم حرکت می کند، توزیع سرعت نسبت به سیم ها متقارن است، آنها به طور مساوی خنک می شوند و در خروجی مدار پل، که سیم ها بخشی از آن هستند، ولتاژ گلوله تولید می شود. هنگام چرخش، یک نیروی کوریولیس ایجاد می شود که جریان گاز را جابجا می کند، سیم ها به طور ناهموار خنک می شوند، مقاومت آنها در برابر جریان الکتریکی متفاوت است و ولتاژی در خروجی مدار پل ظاهر می شود که متناسب با سرعت زاویه ای ماشین هنگام چرخش است.

حساب مردهروشی برای تعیین مختصات یک جسم متحرک (ماشین، هواپیما، کشتی و غیره) در رابطه با نقطه شروع است. از مجموع برداری مسافت های پیموده شده استفاده می شود؛ اطلاعات جهتی از حسگر آزیموت یا سنسور سرعت چرخ بدست می آید. شکل، کاربرد محاسبه مرده ناوبری برای تعیین مختصات یک جسم (خودرو) را نشان می دهد.

برنج. تعیین مختصات وسیله نقلیه با استفاده از روش محاسبه مرده ناوبری:
X0، Y0 - مختصات اولیه؛ Δi - افزایش موقعیت فعلی؛ θi - موقعیت زاویه ای؛ X، Y - مختصات مکان خودرو

میدان مغناطیسی نیز در تونل ها، روی پل های فلزی و هنگام حرکت در امتداد قطارهای جاده ای تحریف می شود. استفاده از سنسورهای سرعت چرخ همراه با قطب نما اغلب این مشکل را حل می کند. سنسورهای سرعت چرخ به چنین اعوجاج هایی حساس نیستند، در عمل سنسورهای آزیموت و سرعت چرخ مکمل یکدیگر در تعیین جهت حرکت خودرو هستند.

محاسبه مرده ناوبری دقت کمی در تعیین مختصات فعلی یک جسم می دهد. برای یک ماشین، لازم است مختصات تعیین شده با روش محاسبه مرده هر 10 ... 15 کیلومتر اصلاح شود. اگر خودروها در جاده‌هایی حرکت کنند که روی نقشه الکترونیکی ترسیم شده‌اند، تنظیم صحیح خواهد بود.

کارت های الکترونیکی

در برخی از سیستم های ناوبری، اطلاعات نقشه به صورت مرکزی ذخیره می شود و از طریق رادیو به وسیله نقلیه منتقل می شود، اما در بیشتر موارد، سیستم ناوبری فرض می کند که پایگاه داده لازم در خودرو وجود دارد.

CD-ROM برای ذخیره اطلاعات نقشه کشی و جاده به منظور مقایسه پیکربندی جاده و مسیر طی شده، جستجوی مسیر بهینه و نمایش نقشه منطقه بر روی صفحه نمایش استفاده می شود.

در قالب ماتریس، هر عنصر نقشه (پیکسل) مقادیر مختصات دکارتی X-Y خود را دارد. نقشه های ماتریسی به فضای زیادی در حافظه رایانه یا رسانه های ذخیره سازی نیاز دارند و برای عملیات ریاضی هنگام ترسیم و ردیابی مسیر ناخوشایند هستند.

در قالب برداری، جاده‌ها و خیابان‌ها با دنباله‌ای از بخش‌های خط مستقیم که به صورت تحلیلی توصیف می‌شوند، و تقاطع‌ها با گره‌ها نشان داده می‌شوند. گره ها با مختصات - طول و عرض جغرافیایی مشخص می شوند. اگر جاده (خیابان) مستقیم نباشد، یک گره نیز در نقطه شکست قرار می گیرد. بنابراین، جاده ها (خیابان ها) با هر پیکربندی با مجموعه ای از بردارها و گره ها تقریب می شوند.

برنج. خیابان ها و گره ها روی نقشه برداری

نقشه ها یا تصاویر موجود از منطقه به دست آمده از هواپیما و ماهواره اسکن می شوند. سپس نرم افزار ویژه تصویر را ابتدا به ماتریس و سپس به فرمت برداری تبدیل می کند.

نقشه الکترونیکی حاوی اطلاعاتی مانند شماره راه ها، نام خیابان ها، شماره خانه های بین تقاطع ها، ترافیک یک طرفه یا دو طرفه در خیابان، نام هتل ها، رستوران ها و غیره است.

یک سوئیچ لمسی روی صفحه به شما امکان می دهد حالت نمایش را تغییر دهید، با انتخاب تقسیم یا تمام صفحه با نشانگرهای جهت، لیستی از پیچ ها یا اطلاعاتی در مورد خروجی های آزادراه.

برنج. نشانگرهای جهت

جهت گیری روی نقشه زمین با توجه به پیکربندی مسیر طی شده

ابتدا، سیستم ناوبری تعیین می کند که کدام جاده های نزدیک ممکن است با مختصات وسیله نقلیه تعیین شده توسط محاسبه مرده ناوبری مطابقت داشته باشند. سپس مقایسه انجام می شود، مناسب ترین جاده انتخاب می شود و مختصات خودرو روی نقشه تصحیح می شود. هنگامی که یک ماشین به یک تقاطع می رسد، جهت حرکت تعیین می کند که کدام جاده را طی کنید. اگر جاده‌های یک تقاطع شبیه به هم به نظر می‌رسند، رایانه ناوبری آنها را روی نقشه دنبال می‌کند و ضریب همبستگی را برای هر جاده در رابطه با مسیر مورد نظر تعیین می‌کند. جاده با بالاترین ضریب همبستگی انتخاب می شود.

سیستم های ناوبری به شما این امکان را می دهند که اطلاعات را به صورت صوتی دریافت کنید و به شما این امکان را می دهد که بدون اینکه چشم از جاده بردارید، اطلاعات مورد نیاز خود را دریافت کنید. در مجموع، سیستم های مدرن تا 1500 کلمه را تشخیص می دهند.

برای مشاهده جزئیات یک منطقه انتخاب شده، می توانید بزرگنمایی یا کوچکنمایی کنید تا یک منطقه بزرگتر را پوشش دهید. دو نقشه را می توان به طور همزمان نمایش داد، یکی از آنها مجموعه ای دقیق تر را نشان می دهد و دیگری پوشش گسترده تری را ارائه می دهد. در صورت لزوم می توان نزدیکترین هتل، رستوران، پمپ بنزین، پمپ بنزین، پارکینگ و ... را یافت.

برنج. تقسیم صفحه

برای مطالعه مسیر، راننده می تواند پیش نمایش مسیر را مشاهده کند.

500 متر قبل از تقاطع نزدیک شده، نمودار بزرگ شده ای از تقاطع ها به طور خودکار روی صفحه نمایش داده می شود. با نزدیک شدن به تقاطع، یک پیام صوتی برای یادآوری اقدامات آتی به راننده به صدا در می آید. اگر راننده پیچ مورد نیاز را از دست بدهد، خود سیستم مسیر را اصلاح می کند.

اگر اطلاعات کافی در مورد مکان مقصد وجود نداشته باشد، سیستم ناوبری می تواند بر اساس آدرس، کد پستی، طول و عرض جغرافیایی، نقشه، تقاطع ها و بزرگراه ها جستجو کند. اطلاعات مربوط به مکان هایی که راننده می خواهد دوباره از آنها بازدید کند را می توان در حافظه سیستم وارد کرد.

اگر ترافیک یا ترافیک دشوار در طول مسیر انتخاب شده رخ دهد، سیستم یک مسیر جایگزین را محاسبه و ارائه می دهد.

انتخاب مسیر بهینه

علاوه بر تعیین مختصات فعلی وسیله نقلیه، سیستم ناوبری همچنین می تواند اطلاعاتی را ارائه دهد که انتخاب مسیر بهینه را برای رسیدن به مقصد آسان تر می کند. برای انجام این کار، کامپیوتر ناوبری شبکه جاده بین مبدا و مقصد را بررسی کرده و کوتاه ترین مسیر را انتخاب می کند. نمونه ای از روشی برای تعیین کوتاه ترین مسیر از نقشه می باشد الگوریتم دایکسترا(الگوریتم Dijkstra).

الگوریتم Dijkstra تمام تقاطع های جاده را از نقطه شروع شناسایی می کند و کوتاه ترین مسیرها را تا هر نقطه تقاطع محاسبه می کند. به عنوان مثال، اگر شبکه جاده ای وجود داشته باشد، مانند شکل، جستجوی تقاطع ها از نقطه شروع A شروع می شود، ابتدا تقاطع B و C در نظر گرفته می شود، فواصل نقطه A تا هر تقاطع در داخل دایره ها مشخص شده است. سپس تقاطع های E و F متصل به نقطه C در نظر گرفته می شود، برای این تقاطع ها فاصله از نقطه شروع A مشخص می شود، ثالثاً تقاطع های D و E متصل به نقطه B در نظر گرفته می شوند، شکل b فواصل نقطه شروع A تا D را نشان می دهد. و E در این مورد، فاصله تا نقطه E از طریق نقطه C نشان داده می شود، زیرا کمتر از D است (8 می شود). نقطه D به نقطه E متصل است و مسیر از طریق E کوتاهتر است. کوتاه ترین مسیر به D A-C-E-D است.

استفاده از این الگوریتم به شما این امکان را می دهد که کوتاه ترین مسیر را برای رسیدن به مقصد تعیین کنید. با یک سیستم ناوبری مدرن، راننده نگران گم شدن مسیر خود نیست.

برنج. الگوریتم دایکسترا

GPS بیشتر در توسعه سیستم های حمل و نقل هوشمند (ITS - Intelligent Transportation Systems) توسعه یافت.

BMW یک سیستم داده شناور پیشرفته (XFCD) مشابه را معرفی کرد.

این آزمایش در یک مسیر آزمایشی ویژه در پارک SBC انجام شد و برای نشان دادن قابلیت های سیستم در نظر گرفته شد. به عنوان مثال، یک ماشین به یک جاده لغزنده برخورد می کند. در عرض چند ثانیه، سیستم اطلاعات را پردازش کرده و به خودروی زیر در زمان واقعی هشدار می دهد. همین اطلاعات در همان زمان به سرویس‌های ترافیکی ثابت منتقل می‌شود که به صورت آماری داده‌های دریافتی را پردازش کرده و آن‌ها را برای سایر کاربران جاده ارسال می‌کنند.

سیستم تشخیص وضعیت ترافیک XFCD در آینده به جانشینی بهبودیافته برای سیستم موجود داده‌های خودرو شناور تبدیل خواهد شد که به عنوان «داده‌های یک خودروی در حال حرکت» ترجمه می‌شود. امروزه با کمک FCD، وسایل نقلیه داده های موقعیت مکانی خود را در یک نقطه از زمان به واحد کنترل ترافیک مرکزی ارسال می کنند که پیام های دریافتی را با پیام های سایر خودروهای مجهز به FCD مقایسه می کند تا موقعیت های ترافیکی و اضطراری را تشخیص دهد. سیستم XFCD قادر به تشخیص وضعیت ترافیک، تجزیه و تحلیل تمام داده های موجود در خودرو و انتقال داده های پردازش شده به صفحه کنترل مرکزی است. در عین حال، این سیستم قادر است از طریق سیستم ارتباط خودکار به خودروهای دیگر در منطقه تحت پوشش فرستنده هشدار دهد.

XFCD بر اساس سیستم ناوبری موجود عمل می کند و راه اندازی آن تنها به بارگیری برنامه بستگی دارد. معرفی یک شبکه داخلی امکان استفاده همزمان از طیف وسیعی از قابلیت ها را فراهم می کند. در یک ماشین مدرن که به این شکل پیکربندی شده است، سیستم با بسیاری از واحدهای کنترل اطلاعات دیگر دسترسی و هماهنگی پیدا می کند. اینها نور کم و بلند، نور مه شکن، دماسنج خارجی و تهویه مطبوع، ترمزها و سیستم ناوبری، سنسور باران و شیشه شوی، و همچنین چیزهای کوچک به همان اندازه مهم هستند. همه این مکانیسم ها بسته به وضعیت ترافیک کار می کنند. بنابراین، خودرو بلافاصله با تنظیم سیستم کنترل پایداری (DSC) و سرعت رانندگی به افت دمای محیط، یخبندان یا حتی ظاهر غیرمنتظره روغن در بخشی از جاده پاسخ می دهد.

یکی دیگر از مزایای غیرقابل انکار سیستم XFCD امکان انتقال مستقیم پیام ها به سایر وسایل نقلیه است. اطلاعات از طریق یک شبکه ad-hoc به تمام وسایل نقلیه در مجاورت منتقل می شود. هر خودرو بسته به موقعیت، نقش فرستنده، گیرنده یا فرستنده را ایفا می کند. مزیت فناوری اثبات شده Multi-Hopping غیرقابل انکار است: شبکه Ad-hoc به طور مستقل سازماندهی شده است، محدوده مورد نیاز را دارد و نیازی به ایجاد زیرساخت خاصی ندارد.