回顧百年車載導航技術發展史

2014-10-22

從1921年的滾動式地圖到如今無人駕駛汽車導航，導航系統的發展經歷了近一個世紀的時間，期間曾出現過各類有代表性的產品，它們分別為：

1）可移動地圖：

1921年，美國明尼蘇達州John J. Bovy 申請了一項手持導航工具專利：即可滾動地圖，它可以安裝在汽車上，為行駛的汽車導航。

幾年之後，類似的可穿戴地圖概念出現在英國，名為“Plus Four"腕帶路線指示器。

在1932年左右，意大利一家公司發佈了一款名為“Iter-Auto”的導航系統，這套系統可以整合到汽車儀表盤上，組成一個滾動式地圖，另外該系統還配置汽車連接佈線，能夠在汽車駕駛過程中自動顯示當地地圖。

2）天空之眼：

到了1960年，美國成功發射了全球首顆軌道導航衞星系統，名叫Transit 1B.在隨後幾年時間，還陸續出現其他Transit 衞星，這套系統在1964年開始投入使用。這種太陽能驅動的陣列用於接收無線電信號，為蘋果海軍極地潛水艇提供導航支持。它可以幫助船隻識別其當前位置，所依靠的就是船隻上空的衞星，但是由於當時衞星數量不多，信號經常消失。）車載系統：

美國通用汽車研究室曾在1966年開發過一種不借助衞星的導航輔助系統，名為“DAIR”。這種載裝置擁有一個服務中心，提供兩種通訊途徑，可以依靠路邊指示燈來獲取有關交通信息的無線電信號更新。嵌入公路上的磁體能夠“激活”有關下一個出口和當前速度限制的語音通知。司機可以依靠附近的路線導航站點來獲得導航信息，同時也會獲得一個打孔卡來充當方向箭頭（向左、向右或直行），從而幫助司機順利到達目的地。

這是一款擁有“遠大志向”的系統，但是在經過前期測試後，通用發現它並非一種提供導航服務的可行性途徑。幾十年之後，這個概念再次以OnStar之名重新啓動。

4）GPS：

在Transit 系統取得成功之後，美國海軍研究實驗室在1964年啓動了一個新的衞星項目，名為TIMATION，這套系統基於原子鐘的測距。在發射了第一個衞星後，美國隨後又陸續發射了TIMATION II, NTS-1和NTS-2。在這些衞星中，NTS-2是最為先進的，這顆衞星是在1977年發射的，它為NAVSTAR GPS的到來做好了鋪墊。跟Transit不同，NAVSTAR 最終覆蓋了全球，並提供了穩定的三維定位系統。

當衞星在地球軌道上繞行時，電子設備製造商W Rockwell Collins已開始開發其首款GPS接收器，名為"Generalized Development Model"，這也是首款連接NTS-2 衞星的設備，並在1978年前後開始在飛機系統上測試。

該公司後來成為了全球最大的GPS技術供應商之一，其客户包括了軍隊以及商業領域的客户，如Garmin 和 TomTom。

6）本田Gyro-motion：

本田公司在1977年開發出了自家汽車導航系統，這家公司開發出了一種成本低且非常可靠的氣體軸承陀螺儀來輔助汽車導航。本田汽車導航設備能夠追蹤方向性轉變和慣性導航（依據速度和軌道來決定狀態）。該系統能夠在一個單色CRT顯示器上展示汽車行駛狀態，同時使用一個零起點和透明地圖疊蓋在給定的路線上追蹤汽車的位置。1981年，這套系統作為輔助設備推送給經銷商，但從未進入成批生產。

在1983年以前，GPS衞星被嚴格限制在軍用領域，但是美國總統羅納德·里根（Ronald Reagan）當年頒佈了一個指令對GPS衞星解禁，開放其民用和商業用途。

由於NAVSTAR GPS 在1995年前還無法全部投入使用，因此像福特1983 年開發的Tripmonitor 導航系統還只能依賴於最初的Transit衞星來提供追蹤服務。如果在衞星信號覆蓋範圍內，通過汽車上的後置天線來獲取信號，汽車能夠在400米範圍被定位。如果失去與衞星的聯繫，該系統則依賴於定位推算來更新其地理位置。

8）導航世界：

史坦利·霍尼（Stanley Honey）在1983年從Nolan Bushnell獲得了一筆天使投資資金，當時他正完成了一個小型航海導航項目。為了尋找汽車路線導航領域的潛在機遇，霍尼創立了ETAK 公司。

到了1985年，這家公司擁有了配置矢量地圖顯示屏的導航系統，該系統能夠在汽車轉彎的同時自動旋轉，以便讓目的地顯示在地圖上方。此外，這套系統能夠將地圖數據存儲在3.5MB的小型盒式磁帶上。ETAK對其地圖進行了數字化處理，並通過向FedEx 和UPS等公司提供商業數據來獲得新的營收來源。當時，這家公司龐大的數據庫引來很多關注。這家公司隨後被新聞集團收購，後來又轉到索尼旗下，最後被TomTom納入麾下。

從某種程度上講，GPS衞星在上世紀80年代才授權使用。不過，美國總統比爾·克林頓在1996年建立了跨部門的GPS執行委員會。到了2000年前後，美國政府最終停止GPS選擇性使用限制，將準確的全球定位數據開放，用於全球範圍內的民用和商業使用者。

10）呼叫導航：

當車載導航系統開始在上世紀90年盛行時，通用公司推出了一種新的導航輔助服務名為OnStar，這是從1966年的DAIR分離出來的一個新系統。

OnStar是在1996年推出的，這項服務能夠提供基於手機的通訊連接，以獲取OnStar客服中心幫助，並通過GPS追蹤汽車位置。這項服務可用於緊急情況。但同時，OnStar還向高端用户提供語音路線規劃導航，幫助後者尋找酒店和餐廳。

當導航系統開始使用空間相對較大的CD-ROMs和DVDs來儲存數據時，標誌着它已擺脱了上世紀80年代末到90年代時的盒式磁帶地圖。在2001年左右，基於HDD的導航系統到來，這種系統標榜提供更大的存儲空間，並很快從10GB增加至80GB。像松下Strada CN-NVD905U等系統不光提供了觸摸顯示屏導航工具，還能夠支持車載娛樂系統，並全部集成在一個便利包中。

12）TomTom Go導航儀：

隨着移動手機功能的不斷增加，TomTom等公司決定開發手機導航應用。2002年，這家公司推出了針對PDAs的導航儀，並配置一個底座和GPS接收器來幫助地理位置定位。

2004年，TomTom公司決定將這項技術融入到一種名為TomTom Go的便攜式獨立裝置上。TomTom Go能夠預加載地圖，可以突出顯示興趣點，提供語音指示路線，通常使用的是名人聲音作為播報語音。

隨着新導航技術的紛至沓來，平視顯示器自然成為了導航市場下一個新領域。一些高端汽車已開始配置這類系統，比如2011年寶馬BMW 3系列，這款汽車提供全色彩、擋風玻璃投影的顯示器。

2013年，先鋒推出了自家NavGate系統，這款系統能夠提供一定程度的虛擬現實導航功能，在汽車遮陽擋的位置設置了一個大尺寸半透明投影屏用於投影駕駛員視野內的疊加圖像。這樣的設計有效避免了車外光線對投影儀的影響，能在駕駛員視野內疊加高亮度高對比度圖像。

14）無人駕駛：

目前，車載傳感器和衞星導航系統能夠展示有關我們當前位置和目的地的詳細畫面，下一個方向就是完全放棄對汽車的控制。目前，無人駕駛汽車正在測試階段，部分法律已經開始為它放行。未來，計算機將不僅僅充當副駕駛，它將是真正的操作者。