Un sistema de navegación para automóviles es parte de los controles del automóvil o un complemento de terceros que se utiliza para encontrar la dirección en un automóvil. Por lo general, 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 direcciones, se pueden calcular las rutas. La información de tráfico sobre la marcha (cierres de carreteras, congestión) se puede utilizar 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 con algunos criterios (el más corto, el más barato, el más rápido, etc.) entre dos puntos de una gran red.
Los sistemas de navegación para automóviles son cruciales para el desarrollo de vehículos autónomos . [1]
Historia
Los sistemas de navegación para automóviles representan una convergencia de diversas tecnologías, muchas de las cuales han estado disponibles durante muchos años, pero eran demasiado costosas o inaccesibles. Debieron superar limitaciones como las baterías, la pantalla y la potencia de procesamiento antes de que el producto fuera 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 brindar asistencia a la navegación. Décadas más tarde, sin embargo, el concepto renacería como OnStar (fundada en 1996). [3]
1971: Navegación basada en casete compacto siguiendo rutas predeterminadas, se leerían instrucciones seguidas de un tono que indicaría al controlador que continuara con el casete después de alcanzar la distancia (indicada por el tono). [4]
1979: MITI estableció la JSK (Asociación de Tecnología Electrónica para el Tráfico y la Conducción de Automóviles) en Japón. [5]
1980: Auto Compass electrónico con nuevo mecanismo en el Toyota Crown .
1981: Las investigaciones anteriores de CATC llevaron a la primera generación de sistemas de navegación para automóviles de las empresas japonesas Honda , Nissan y Toyota . Usaron tecnología de navegación a estima . [5]
1981: El Electro Gyrocator de Honda fue el primer sistema de navegación para automóviles disponible comercialmente. Utilizaba sistemas de navegación inercial, que rastreaban la distancia recorrida, el punto de partida y la dirección. [6] También fue el primero con una visualización de mapa. [5]
1981: Ordenador de navegación en el Toyota Celica (NAVICOM). [7]
1983: Se funda Etak . Creó un sistema inicial que utilizaba la comparación de mapas para mejorar la instrumentación de navegación a estima. La información de los mapas digitales se almacenó en cintas de casete estándar. [8]
1989: Gregg Howe de Design Works USA aplicó la computadora de navegación Hunter Systems, valorada en 40.000 dólares, al Concept Car Magna Torrero. Originalmente desarrollado para localizar hidrantes para los departamentos de bomberos, este sistema utilizaba señales satelitales y navegación a estima para mejorar la precisión general del sistema debido a las limitaciones del GPS civil. Este sistema también cuenta con un monitor de escaneo rasterizado 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 Estadounidense de Automoción, el Departamento de Transporte de Florida y la ciudad de Orlando para crear TravTek (abreviatura de Travel Technology), que era un sistema de navegación computarizado para automóviles. Se implementó una flota de 100 Oldsmobile Toronado con el sistema, 75 disponibles para alquilar a través de la oficina de Avis en el Aeropuerto Internacional de Orlando y los otros 25 fueron probados por conductores locales. Se instaló un sistema informático en la cajuela 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 cubrió un área de 12,000 millas cuadradas en Orlando y sus áreas metropolitanas, además de contener listados de restaurantes, hoteles y atracciones aprobados por la AAA. [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 transmite una presentación del invento de la empresa de software bitMAP y su director Werner Liebig: un mapa urbano electrónico con nombres de calles y números de casas, utilizando un sistema de navegación por 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 navegación GPS. El sistema de navegación fue desarrollado en cooperación con Philips (Philips CARIN). [19]
1995: Oldsmobile presentó el primer sistema de navegación GPS disponible en un automóvil de producción en Estados Unidos, llamado GuideStar. [20] El sistema de navegación fue desarrollado en cooperación con Zexel . Zexel se asoció con Avis Car Rental para que el sistema esté ampliamente disponible en los coches de alquiler. Esto brindó a muchos miembros del público en general de los Estados Unidos la primera oportunidad de utilizar la navegación para automóviles.
1995: El dispositivo llamado "Mobile Assistant" o MASS, producido por la empresa ComRoad AG con sede en Munich, ganó el título "Mejor producto en informática móvil" en CeBit por la revista Byte. Ofrecía navegación paso a paso mediante conexión inalámbrica a Internet, con GPS y sensor de velocidad en el coche.
2007: Toyota presentó Map on Demand, una tecnología para distribuir actualizaciones de mapas a los sistemas de navegación de los 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 , la nueva era de sistemas de navegación para dispositivos móviles comenzó a ganar popularidad desde entonces.
Los formatos de bases de datos de mapas son casi uniformemente propietarios, sin estándares industriales para mapas de navegación por satélite, aunque algunas empresas están intentando abordar esto con SDAL (Biblioteca de acceso a datos compartidos) y Estándar de datos de navegación (NDS). Los proveedores de datos cartográficos como Tele Atlas y Navteq crean el mapa base en formato GDF ( archivos de datos geográficos ), pero cada fabricante de productos electrónicos lo compila de forma optimizada, normalmente de forma patentada. GDF no es un estándar de CD para sistemas de navegación para automóviles. El GDF se utiliza y se convierte al CD-ROM en el formato interno del sistema de navegación. CDF (formato de base de datos CARiN) es un formato de mapa de navegación patentado creado por Philips .
SDAL es un formato de mapa patentado desarrollado por Navteq , que se lanzó libre de regalías con la esperanza de que se convirtiera en un estándar de la industria para mapas de navegación digitales, pero no ha sido adoptado ampliamente por la industria. Los proveedores que utilizaron este formato incluyen:
La iniciativa Navigation Data Standard (NDS) es una agrupación industrial de fabricantes de automóviles, proveedores de sistemas de navegación y proveedores de datos cartográficos cuyo objetivo es la estandarización del formato de datos utilizado en los sistemas de navegación para automóviles, además de permitir una capacidad de actualización de mapas. El esfuerzo de NDS comenzó en 2004 y se convirtió en una asociación registrada en 2009. [24] La estandarización mejoraría la interoperabilidad, específicamente al permitir que se utilicen los mismos mapas de navegación en sistemas de navegación de 20 fabricantes. [25] Las empresas involucradas incluyen BMW , Volkswagen , Daimler , Renault , ADIT, Aisin AW , Alpine Electronics , Navigon , Navis-AMS, Bosch , DENSO , Mitsubishi , Harman International Industries , Panasonic , Preh Car Connect anteriormente TechniSat , PTV, Continental AG. , Clarion , Navteq , Navinfo Archivado el 1 de agosto de 2020 en Wayback Machine , TomTom y Zenrin .
Medios de comunicación
La base de datos de carreteras puede almacenarse en una memoria de sólo lectura (ROM) de estado sólido , un medio óptico ( CD o DVD ), una memoria flash de estado sólido , un medio magnético ( disco duro ) o una combinación. Un esquema común es tener un mapa base almacenado permanentemente en una ROM que pueda ampliarse con información detallada de una región que le interese al usuario. Una ROM siempre está programada en fábrica; los otros medios pueden programarse previamente, descargarse desde un CD o DVD a través de una computadora o conexión de red, o directamente mediante un lector de tarjetas .
Algunos fabricantes de dispositivos de navegación ofrecen actualizaciones de mapas gratuitas para sus clientes. Estas actualizaciones suelen obtenerse del 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 mediante 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 esté disponible una ruta más rápida 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 gestión de información personal para reuniones , que puede combinarse con un sistema de información de tráfico y transporte público.
Equipo 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 enviaron con GNSS pueden comprar y actualizar la unidad GNSS original suministrada de fábrica. En algunos casos, esto puede ser una instalación sencilla "plug-and-play" si el arnés de cableado requerido ya está presente en el vehículo. Sin embargo, con algunos fabricantes, se requiere cableado nuevo, lo que hace que la instalación sea más compleja.
El principal beneficio de este enfoque es una instalación integrada y estándar de fábrica. Muchos sistemas originales también contienen una girocompás y/o un acelerómetro y pueden aceptar entradas de los sensores de velocidad del vehículo y salida de señal de activación de marcha atrás, lo que les permite navegar a estima cuando una señal de GPS no está disponible temporalmente. [27] Sin embargo, los costos pueden ser considerablemente más altos que otras opciones.
SMS
Establecer puntos de interés en tiempo real y transmitirlos a través de redes de telefonía celular GSM utilizando el Servicio de Mensajes Cortos ( SMS ) se denomina Gps2sms. Algunos vehículos y embarcaciones están equipados con hardware que puede enviar automáticamente un mensaje de texto SMS cuando ocurre un evento particular, como robo, deriva del ancla o avería. La parte receptora (por ejemplo, una grúa ) puede almacenar el punto de ruta en un sistema informático, dibujar un mapa que indique la ubicación o verlo en un sistema de navegación para automóviles.
^ Zhao, Jianfeng; Liang, Bodong; Chen, Qiuxia (2 de enero de 2018). "La tecnología clave hacia el coche autónomo". Revista internacional de sistemas inteligentes no tripulados . 6 (1): 2–20. doi : 10.1108/IJIUS-08-2017-0008 . ISSN 2049-6427.
^ Cartografías de viajes y navegación , James R. Akerman , p.277
^ "Esta es la evolución de la tecnología de navegación para automóviles (imágenes)". www.gpspower.net .
^ "¿Navegación por satélite, sin satélite, en 1971?". Archivo de la BBC Youtube. 21 de diciembre de 2021 . Consultado el 31 de diciembre de 2023 .
^ abcd Cartografías de viajes y navegación , James R. Akerman, p.279
^ "Inventos japoneses que cambiaron nuestra forma de vivir". Edición.cnn.com. 13 de junio de 2017 . Consultado el 12 de abril de 2022 .
^ "Copia archivada". Archivado desde el original el 11 de abril de 2016 . Consultado el 1 de abril de 2016 .{{cite web}}: Mantenimiento CS1: copia archivada como título ( enlace )
^ "IVHS: Posicionamiento y Navegación". www.wirelesscommunication.nl .
^ "Toyota Corona Real 1987". favcars.com/ . Consultado el 19 de enero de 2015 .
^ "Coche conceptual Magna Torrero 1990". testdrivejunkie.com . 2012-04-04.
^ Tendencia del motor - junio de 1989
^ 4x4 y todoterreno - junio de 1989
^ "1993 Eunos/Mazda Cosmo Classic Drive Uncosmopolitan: conozca el Mazda más raro de Estados Unidos". Tendencia del motor . DIEZ: La red de entusiastas. 31 de enero de 2013 . Consultado el 18 de enero de 2015 .
^ "GM VIAJA POR LA CARRETERA INTELIGENTE - Chicago Tribune". www.chicagotribune.com . Consultado el 28 de abril de 2021 .
^ Archivado en Ghostarchive y Wayback Machine: "Mitsubishi DEBONAIR Commercial 1991 Japan". YouTube .
^ "Con tarjetas falsas". Bod.de. _ Consultado el 12 de abril de 2022 .
^ "BitMAP en TV (ORF) ZIB1 - YouTube". YouTube . Archivado desde el original el 27 de febrero de 2020 . Consultado el 12 de septiembre de 2018 .
^ "Mapa de la ciudad digital en mapa de bits". www.geschichtewiki.wien.gv.at .
^ "20 NAVEGACIÓN JAHRE Was ist aus ihnen geworden?". auto-motor-und-sport.de/ . 15 de julio de 2014 . Consultado el 4 de mayo de 2017 .
^ "Cómo funcionaba la navegación en el tablero en 1992: los viejos fueron los primeros". jesda.com/ . Consultado el 19 de enero de 2015 .
^ "Interior del Acura 3.5 RL 1996". Sala de prensa de Honda . Archivado desde el original el 16 de junio de 2018 . Consultado el 16 de junio de 2018 .
^ "Autoradio GPS Android pas cher, cámara radar de seguimiento - Reproductor superior". player-top.fr . Consultado el 18 de julio de 2016 .
^ "La decisión de Estados Unidos de dejar de degradar la precisión del sistema de posicionamiento global". Clinton4.nara.gov. 2000-05-01. Archivado desde el original el 23 de diciembre de 2016 . Consultado el 18 de octubre de 2009 .
^ "Breve historia de NDS" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 4 de marzo de 2016 . Consultado el 5 de noviembre de 2012 .
^ "Socios de NDS, Asociación NDS". Asociación NDS. Archivado desde el original el 13 de febrero de 2015 . Consultado el 13 de febrero de 2015 .
^ Palmer, Brian (17 de febrero de 2014). "Cómo el software de mapas recopila y utiliza la información del tráfico. El elemento clave eres tú" . El Correo de Washington . ISSN 0190-8286 . Consultado el 8 de octubre de 2019 .
^ Tecnologías de navegación y posicionamiento en el automóvil: una encuesta , I. Skog y P. Händel, [1]
