Навигация транспортного средства

Система основана на применении комбинации методов навигации, основанных на использовании компаса, датчиков на колесах автомобиля и сигналов спутниковой системы GPS, что дает возможность использовать информацию о том, где в данный момент находится транспортное средство. Приемник GPS определяет местоположение путем измерения интервала времени от момента передачи сигнала спутниками GPS до момента его приема приемником. Ввиду того, что часы транспортного средства не синхронизированы со шкалой времени спутника, необходимо определять и отклонение шкал времени транспортного средства и спутников. С помощью навигационных расчетов определяется местоположение приемника в транспортном средстве, т. е. его широта и долгота (рисунок). Для однозначности результатов навигации необходимо принимать сигнал не менее четырех спутников. Для обеспечения большей точности необходимо принимать сигналы большего количества спутников.

Трехмерный дисплей блока навигации (Япония)

Следующей частью системы определения местоположения является датчик магнитного поля Земли (компас). Он содержит микропроцессор, кольцо из ферромагнитного материала и две катушки, оси которых образуют угол 90°. Компас обычно располагается в задней части автомобиля. Необходимой составной частью системы определения местоположения являются также датчики скорости вращения колес. На основании этих данных можно определять изменения направления движения и пройденное расстояние. Навигационный компьютер также получает информацию включенной задней передаче транспортного средства (задний ход).

Все вышеперечисленные данные, получаемые, главным образом, с помощью компаса и датчиков скорости, используются для определения фактического местоположения транспортного средства. Комбинация систем автономной навигации и системы GPS позволяет определить местоположение автомобиля с точностью до 10 м. Определенное таким образом положение вносится в цифровую карту, хранимую на компактном диске CD. Цифровая карта содержит точные координаты сети дорог, на которой находится транспортное средство, в результате чего уточняется позиция транспортного средства (сопоставление обладает только одной степенью свободы).

В 1994 г. на европейском рынке впервые появилась система, сокращенно называемая CARiN (Car Information and Navigation - Информация в автомобиле и его навигация). Система CARiN состоит из навигационной и информационной подсистем, использующих цифровые карты, хранимые на диске CD. Кроме стандартной цифровой карты дорог система CARiN содержит также дополнительный диск с информацией о гостиницах, ресторанах, авторемонтных мастерских, включая их адреса. Система CARiN содержит свой собственный алгоритм для обеспечения следующих функций: определение актуального местоположения автомобиля, планирование маршрута из точки, в которой автомобиль находится, до точки назначения, передача информации водителю посредством аудиовизуальных средств, отображение необходимой карты, снятие необходимой информации с диска CD, передача информации о местоположении автомобиля в случае ДТП и в ближайшем будущем - и обработка информации от внешних источников, необходимой, в частности, для изменения маршрута в случае цепной аварии или другого непредвиденного закрытия дороги запланированного маршрута. Основная схема системы CARiN показана на рисунке.

Схема системы CARiN

Приказы навигационной системе могут передаваться с помощью эргономически оформленных элементов дистанционного управления или с помощью кнопок на панели управления, с помощью которых пользователь может выбирать позиции из меню, отображаемом на цветном дисплее (названия улиц городов и т. д.). Система также содержит список адресов, позволяющих пользователю быстро отыскать место назначения. Курсор х-у может быть использован в комплекте с цифровой картой, когда для определения места назначения используется и ее база данных.

После успешного введения места назначения осуществляется планирование маршрута, занимающее около 15 с для расстояния до 50 км или около 30 с для расстояния до 500 км. Расчет маршрута осуществляется по критериям, заданным пользователем. Выбирать можно по нескольким критериям, например, кратчайшее время пути, кратчайшее расстояние, максимальное использование сети автомагистралей. Оптимизация расчета проходит по заданному критерию. В случае несоблюдения водителем указаний системы может случиться, что в случае ДТП или в результате дорожных работ навигационная система осуществит автоматическую коррекцию расчетного маршрута.

Планируемый маршрут в сочетании с актуальным местоположением автомобиля служит в качестве источника информации для отображения транспортного средства на карте, выводимой на дисплей. Пользователь может на карте прочитать и такую информацию, как название улицы, по которой он едет, или расстояние до следующего перекрестка. Особое внимание необходимо уделять подходящему времени вывода такой информации. Это может оказаться очень важным в случае скоростных дорог, когда необходимо предоставлять информацию с определенным опережением для того, чтобы водитель мог своевременно реагировать. Дисплей дополнен выходом акустической информации, которая помогает водителю ориентироваться на дороге и которая ему сообщает, как ехать дальше. В ЗУ системы могут храниться сотни речевых сообщений. Фактическое местоположение автомобиля может быть выведено на дисплей в виде пульсирующего кольца с широкой внутренней стрелкой. Запланированный маршрут подсвечен белым светом. Расстояние до следующего перекрестка отображается в правом верхнем углу дисплея, используемого для навигации. При установке большего масштаба на дисплее можно отображать и отдельные перекрестки, что может оказаться весьма полезным при проезде через густонаселенные области.

Дата добавления: 2015-10-13