Un sistema de navegación automotriz es parte de los controles del automóvil o un complemento de terceros que se utiliza para encontrar la dirección en un automóvil. Generalmente, utiliza un dispositivo de navegación por satélite para obtener datos de posición que luego se correlacionan con una posición en una carretera. Cuando se necesitan indicaciones, se puede calcular la ruta. Se puede utilizar información de tráfico sobre la marcha (cierres de carreteras, congestión) para ajustar la ruta.
Matemáticamente, la navegación automotriz se basa en el problema del camino más corto , dentro de la teoría de grafos , que examina cómo identificar el camino que mejor cumple algunos criterios (más corto, más barato, más rápido, etc.) entre dos puntos de una red grande.
Los sistemas de navegación para automóviles son cruciales para el desarrollo de vehículos autónomos . [1]
Historia
Los sistemas de navegación para automóviles representan la convergencia de una serie de tecnologías diversas, muchas de las cuales han estado disponibles durante muchos años, pero eran demasiado costosas o inaccesibles. Se tuvieron que superar limitaciones como las baterías, la pantalla y la potencia de procesamiento antes de que el producto se volviera comercialmente viable. [2]
1961: Hidetsugu Yagi diseñó un sistema de navegación inalámbrico. Este diseño era todavía primitivo y estaba destinado a uso militar.
1966: General Motors Research (GMR) estaba trabajando en un sistema de asistencia y navegación no basado en satélites llamado DAIR (Driver Aid, Information & Routing). Después de las pruebas iniciales, GM descubrió que no era una forma escalable ni práctica de proporcionar asistencia a la navegación. Sin embargo, décadas después, el concepto renacería como OnStar (fundado en 1996). [3]
1971: Navegación basada en casete compacto siguiendo rutas predeterminadas, se leían instrucciones seguidas de un tono que le indicaba al controlador que continuara el casete después de alcanzar la distancia (indicada por el tono). [4]
1979: MITI estableció JSK (Asociación de Tecnología Electrónica para el Tráfico y la Conducción de Automóviles) en Japón. [5]
1980: Brújula electrónica automática con nuevo mecanismo en el Toyota Crown .
1981: Las investigaciones anteriores del CATC dieron lugar a la primera generación de sistemas de navegación para automóviles de las empresas japonesas Honda , Nissan y Toyota . Utilizaban tecnología de navegación por estima . [5]
1981: El Electro Gyrocator de Honda fue el primer sistema de navegación para automóviles disponible comercialmente. Utilizaba sistemas de navegación inercial, que registraban la distancia recorrida, el punto de partida y la dirección en la que se dirigía. [6] También fue el primero en contar con una pantalla de mapa. [5]
1981: Ordenador de navegación en el Toyota Celica (NAVICOM). [7]
1983: Se fundó Etak . Creó un sistema pionero que utilizaba la correspondencia de mapas para mejorar la instrumentación de navegación a estima. La información cartográfica digital se almacenaba en cintas de casete estándar. [8]
1987: Toyota presentó el primer sistema de navegación basado en CD-ROM del mundo en el Toyota Crown . [9]
1989: Gregg Howe, de Design Works USA, aplicó la computadora de navegación Hunter Systems, valorada en 40.000 dólares, al prototipo Magna Torrero. Originalmente desarrollado para localizar bocas de incendio para los departamentos de bomberos, este sistema utilizaba tanto señales satelitales como navegación por estima, mejorando la precisión general del sistema debido a las limitaciones del GPS civil. Este sistema también cuenta con un monitor de escaneo de trama en color, en lugar de las pantallas de mapeo vectorial monocromáticas utilizadas por sus predecesores. [10] [11] [12]
1990: Mazda Eunos Cosmo se convirtió en el primer automóvil de producción con sistema de navegación GPS incorporado [13]
1991: General Motors se asoció con la Asociación Automotriz Estadounidense, el Departamento de Transporte de Florida y la ciudad de Orlando para crear TravTek (abreviatura de Travel Technology), un sistema de navegación computarizado para automóviles. Se puso en funcionamiento una flota de 100 Oldsmobile Toronados con el sistema, de los cuales 75 estaban disponibles para alquilar a través de la oficina de Avis en el Aeropuerto Internacional de Orlando; los otros 25 fueron probados por conductores locales. Se instaló un sistema informático en el maletero del vehículo con una antena especial montada en la parte trasera y se conectó a la pantalla de video del Oldsmobile Toronado (una opción en el Toronado estándar) para mostrar la navegación. TravTek cubría un área de 12.000 millas cuadradas en Orlando y sus áreas metropolitanas, y contenía listados de restaurantes, hoteles aprobados por la AAA y atracciones. [14]
1991: Toyota introdujo la navegación GPS para automóviles en el Toyota Soarer .
1991: Mitsubishi introdujo la navegación GPS para automóviles en el Mitsubishi Debonair (MMCS: Mitsubishi Multi Communication System). [15]
1992: Sistema de navegación GPS asistido por voz en el Toyota Celsior .
1993: El canal austriaco ORF emite una presentación de la empresa de software bitMAP y del invento de su director Werner Liebig, un mapa electrónico de ciudades que incluye nombres de calles y números de casas, utilizando un sistema de navegación basado en satélite. bitMAP asiste a Comdex en Las Vegas el mismo año, pero no logra promocionarse adecuadamente. [16] [17] [18]
1994: BMW Serie 7 E38, primer modelo europeo con sistema de navegación GPS. El sistema de navegación fue desarrollado en colaboración con Philips (Philips CARIN). [19]
1995: Oldsmobile introdujo el primer sistema de navegación GPS disponible en un automóvil de producción en Estados Unidos, llamado GuideStar. [20] El sistema de navegación se desarrolló en cooperación con Zexel . Zexel se asoció con Avis Car Rental para que el sistema estuviera ampliamente disponible en los automóviles de alquiler. Esto proporcionó a muchas personas en el público general de los Estados Unidos su primera oportunidad de usar la navegación para automóviles.
1995: El dispositivo llamado "Mobile Assistant" o abreviado como MASS, producido por la empresa muniquesa ComRoad AG, ganó el premio "Mejor producto en informática móvil" en CeBit otorgado por la revista Byte. Ofrecía navegación paso a paso a través de una conexión inalámbrica a Internet, con GPS y sensor de velocidad en el vehículo.
2007: Toyota presentó Map on Demand, una tecnología para distribuir actualizaciones de mapas a los sistemas de navegación de automóviles, desarrollada como la primera de su tipo en el mundo.
2009: Con el lanzamiento de la aplicación de navegación móvil de Sygic para iOS, una nueva era de sistemas de navegación para dispositivos móviles comenzó a ganar popularidad.
Los formatos de bases de datos de mapas son casi uniformemente propietarios, sin estándares de la industria para mapas de navegación por satélite, aunque algunas empresas están tratando de abordar esto con SDAL (Shared Data Access Library) y Navigation Data Standard (NDS). Los proveedores de datos de mapas como Tele Atlas y Navteq crean el mapa base en un formato GDF ( Geographic Data Files ), pero cada fabricante de productos electrónicos lo compila de una manera optimizada, generalmente propietaria. GDF no es un estándar de CD para sistemas de navegación de automóviles. GDF se utiliza y se convierte en el CD-ROM en el formato interno del sistema de navegación. CDF (CARiN Database Format) es un formato de mapa de navegación propietario creado por Philips .
SDAL es un formato de mapa patentado desarrollado por Navteq , que se lanzó sin regalías con la esperanza de que se convirtiera en un estándar de la industria para mapas de navegación digitales, pero no ha sido ampliamente adoptado por la industria. Entre los proveedores que utilizaron este formato se incluyen:
La base de datos de carreteras puede almacenarse en una memoria de solo lectura de estado sólido (ROM) , en un medio óptico ( CD o DVD ), en una memoria flash de estado sólido , en un medio magnético ( disco duro ) o en una combinación de ambos. Un esquema habitual es tener un mapa base almacenado permanentemente en la ROM que se puede ampliar con información detallada de una región que le interese al usuario. Una ROM siempre se programa en la fábrica; los demás medios pueden estar preprogramados, descargados desde un CD o DVD a través de una computadora o una conexión de red, o directamente utilizando un lector de tarjetas .
Algunos fabricantes de dispositivos de navegación ofrecen actualizaciones de mapas gratuitas a sus clientes. Estas actualizaciones suelen obtenerse desde el sitio web del proveedor, al que se accede conectando el dispositivo de navegación a una PC.
Datos en tiempo real
Algunos sistemas pueden recibir y mostrar información sobre la congestión del tráfico utilizando TMC , RDS o mediante transmisión de datos GPRS/3G a través de teléfonos móviles.
En la práctica, Google ha actualizado Google Maps para Android e iOS para alertar a los usuarios cuando una ruta más rápida esté disponible en 2014. Este cambio ayuda a integrar datos en tiempo real con información sobre las partes más distantes de una ruta. [26]
Integración y otras funciones
Las pantallas LCD en color de algunos sistemas de navegación para automóviles también se pueden utilizar para mostrar transmisiones de televisión o películas en DVD .
Los sistemas de navegación para automóviles pueden incluir la gestión de información personal para reuniones , que puede combinarse con un sistema de información de tráfico y transporte público.
Equipamiento original de fábrica
Muchos fabricantes de vehículos ofrecen un dispositivo de navegación por satélite como opción en sus vehículos. Por lo tanto, los clientes cuyos vehículos no se entregaron con GNSS pueden comprar y actualizar la unidad GNSS original suministrada de fábrica. En algunos casos, esta puede ser una instalación sencilla "plug-and-play" si el arnés de cableado necesario ya está presente en el vehículo. Sin embargo, con algunos fabricantes, se requiere un cableado nuevo, lo que hace que la instalación sea más compleja.
La principal ventaja de este enfoque es que se trata de una instalación integrada y estándar de fábrica. Muchos sistemas originales también contienen un girocompás o un acelerómetro y pueden aceptar la entrada de los sensores de velocidad del vehículo y la salida de la señal de activación de la marcha atrás, lo que les permite navegar por estima cuando no hay señal GPS disponible temporalmente. [27] Sin embargo, los costos pueden ser considerablemente más altos que otras opciones.
Mensaje de texto
El establecimiento de puntos de interés en tiempo real y su transmisión a través de redes de telefonía celular GSM mediante el Servicio de Mensajes Cortos ( SMS ) se conoce como Gps2sms. Algunos vehículos y embarcaciones están equipados con hardware que puede enviar automáticamente un mensaje de texto SMS cuando ocurre un evento en particular, como un robo, una deriva del ancla o una avería. La parte receptora (por ejemplo, una grúa ) puede almacenar el punto de referencia en un sistema informático, dibujar un mapa que indique la ubicación o verlo en un sistema de navegación para automóviles.
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