Sistemi di navigazione moderni per i veicoli di oggi

Le mappe cartacee erano l'unico modo per pianificare la navigazione del percorso. Prima che tu, o forse i tuoi genitori, vi metteste in vacanza, raccogliete mappe per ogni stato o provincia che intendete attraversare, le stendete sul tavolo della cucina o della sala da pranzo ed evidenziate il percorso da intraprendere.

Il problema con le mappe è che qualcuno deve leggerle e cercare di leggere una mappa durante la guida è piuttosto pericoloso. Le case automobilistiche si sono rese conto che forse la tecnologia poteva essere utilizzata per rendere la guida più sicura. Questo concetto è stata la nascita del sistema di navigazione.

Negli anni '80, Toyota e Mazda hanno lavorato su diversi sistemi di navigazione per le loro auto. Alcuni di questi primi sistemi di navigazione utilizzavano mappe cartacee digitalizzate. Negli anni '90, Mazda ha introdotto il primo sistema di navigazione basato su GPS. Al giorno d'oggi, la maggior parte dei veicoli venduti in Nord America ha l'opzione di navigazione.

Hardware del sistema di navigazione

I moderni sistemi di navigazione hanno quattro componenti chiave. Il primo è un computer. Questo computer esegue il software di navigazione che pianifica il percorso che hai richiesto, ti dice quando svoltare e ti avvisa quando arrivi. Il secondo componente chiave sono le mappe utilizzate con il software di navigazione. Due società offrono queste mappe, che sono concesse in licenza all'utente finale. Il terzo componente è il modulo ricevitore GPS e l'antenna. Il ricevitore GPS consente al sistema di navigazione di sapere dove ti trovi e dove sei diretto. Infine, c'è un'interfaccia. L'interfaccia è solitamente un touchscreen di qualche tipo. L'interfaccia visualizza le mappe e accetta l'immissione di informazioni per pianificare il percorso. Le informazioni possono essere digitate su un touchscreen o pronunciate al software e convertite in testo.

Cos'è il GPS?

GPS sta per Global Positioning System. Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha creato la tecnologia nel 1975 ed era completamente funzionante nel 1995. Lo scopo del sistema era fornire dati precisi su posizione, velocità e altitudine in qualsiasi parte del pianeta. Il sistema GPS comprende circa 30 satelliti che orbitano attorno alla Terra. Ognuno trasmette un segnale codificato in modo univoco con un timestamp molto accurato. Il ricevitore GPS può, una volta acquisiti i segnali da più satelliti, triangolare la propria posizione confrontando la differenza nel tempo di arrivo di ciascun segnale. Il sistema GPS a cui la maggior parte di noi è abituata si chiama Navstar ed è gestito e mantenuto dall'US Air Force Space Command.

Molti consumatori chiamano GPS un sistema di navigazione portatile (PNS) o un sistema di navigazione integrato nel cruscotto. Sebbene questo termine sia stato accettato, il GPS è solo un componente chiave di un sistema di navigazione.

Non sorprende che ci sia più di un sistema GPS in uso a livello globale. La Russia gestisce un sistema chiamato GLONASS, l'India ha IRNSS, i cinesi hanno BeiDou-2 e gli europei hanno Galileo. Alcuni ricevitori GPS possono acquisire informazioni da più sistemi per migliorare la precisione. Un esempio potrebbe essere un drone con videocamera radiocomandato:questi utilizzano GLONASS e Navstar per fornire una maggiore risoluzione riguardo alla loro posizione.

Il segnale inviato al computer di navigazione dal ricevitore di navigazione include la longitudine, la latitudine, la direzione (la direzione di viaggio), l'altitudine, la velocità e l'ora corrente.

Cosa sono le mappe di navigazione?

Sapere dove ti trovi sul pianeta è fantastico. La vera chiave di un sistema di navigazione sono le sue mappe. Le mappe sono disponibili da una delle due società:TomTom, che ha acquistato TeleAtlas nel 2007, e Nokia, che ha acquistato Navteq nel 2008.

Le mappe sono database di strade archiviati come vettori. Un vettore è una linea tra due punti. Nel caso delle mappe stradali di navigazione, i punti finali delle linee (o strade) sono coordinate GPS. La maggior parte delle informazioni sulla mappa di navigazione contiene informazioni aggiuntive come i numeri civici. Se ti sei mai chiesto perché alcuni indirizzi di case o edifici sono leggermente disattivati, il motivo si basa su come vengono archiviati gli indirizzi. A un'estremità di una strada o di un tratto di strada, i dati della mappa contengono il numero civico iniziale. L'altra estremità della strada ha il numero civico finale. I sistemi di navigazione distribuiscono uniformemente la differenza tra i due numeri civici lungo la strada. Questa posizione prevista non corrisponde sempre alla realtà a causa della geografia o della pura casualità, in base al capriccio del dipartimento edilizio comunale locale.

I sistemi di navigazione sono inutili senza mappe. Non potevano pianificare percorsi o dare indicazioni. Sei letteralmente alla mercé della qualità e dell'accuratezza delle mappe che possiedi.

In combinazione con il database delle mappe c'è un database dei punti di interesse (noto anche come POI). Un database PDI contiene informazioni su attività commerciali e punti di riferimento e spesso include un numero di telefono. A seconda del tuo sistema di navigazione, potresti avere fino a 1,5 milioni di punti di interesse o fino a 11 milioni. Il produttore decide quanto è disposto a spendere per queste informazioni. Se il tuo sistema di navigazione è in grado di cercare stazioni di servizio, hotel, ristoranti o ospedali, i dati della mappa includono un database PDI.

Alcuni dei primissimi sistemi di navigazione utilizzavano un nastro analogico per memorizzare i dati delle mappe e dei PDI. Sì, analogico, nastro magnetico! Da quel momento, siamo passati a CD-ROM, DVD-ROM, unità disco rigido e memoria flash. I sistemi più recenti si basano su smartphone e non hanno i dati delle mappe memorizzati in modo permanente a bordo:il tutto viene scaricato via etere, utilizzando una connessione cellulare in tempo reale.

Funzionalità moderne del sistema di navigazione

I moderni sistemi di navigazione sono strumenti straordinari per aiutarti a viaggiare in modo sicuro ed efficiente. Questi sistemi utilizzano algoritmi estremamente complessi e proprietari per decidere il percorso migliore tra i punti di partenza e di arrivo del tuo percorso. Il più elementare dei software di navigazione prende in considerazione le dimensioni della strada (numero di corsie e, se disponibile, limite di velocità) e la direzione delle svolte che potresti dover fare per completare il percorso. Le aziende di software di navigazione sono molto protettive nei confronti dei loro algoritmi di creazione dei percorsi.

I moderni sistemi di navigazione possono accettare informazioni in tempo reale per rendere la pianificazione del percorso più accurata ed efficiente. Il primo aggiornamento includeva le informazioni sul flusso di traffico. Molti sistemi utilizzavano antenne FM per acquisire informazioni sul flusso di traffico trasmesse nelle principali aree urbane. Questa tecnologia è chiamata traffico RDS-TMC, poiché le informazioni sono state codificate nello stesso spazio di frequenza delle informazioni RDS della radio FM. Newer systems capture this traffic flow and accident information through the SiriusXM receiver. You do need a subscription to SiriusXM Traffic and, of course, supporting hardware in your vehicle to makes this work.

Apple CarPlay and Android Auto

If you have a vehicle with Apple CarPlay or Android Auto, your smartphone becomes an integral part of your navigation solution. Apple or Google stores map information and downloads it in real time through your smartphone’s data plan. The beauty of this solution is that you never, ever have to pay for map updates – the information is always being updated.

Apple Maps and Google Maps both offer turn-by-turn navigation solutions that use each brand’s advanced voice recognition software. All you have to do is press a button and ask the system to take you to an address.

CarPlay and Android Auto navigation has the benefit of being able to acquire Point of Interest information directly from the Internet. If a new company opens and registers itself with Apple and Google, you can search for it right away.

One drawback of CarPlay and Android Auto is that the maps aren’t stored on the phone or in the vehicle. If you are traveling to another country, your cellular provider will charge roaming fees. (You can get roaming data plans to help minimize the cost, so that’s not a huge deal, but it has to be considered before you buy.) Another consideration is that these systems are constantly downloading map information. If you happen to have a cellular data plan with very limited bandwidth, this could eventually cost some money in data overage charges. These are not show-stoppers, just considerations.

Google Waze

One very popular navigation application used by people who live in high-traffic areas like Los Angeles, Toronto, San Francisco, Seattle, Honolulu, New Orleans or Chicago is called Waze. This application is available for iPhone and Android phones for free. The beauty of Waze is that other users provide traffic flow information, including detours, accidents and warnings for potholes, weather or even animals on the road. Waze offers crowd-sourced traffic information at its finest. Google purchased Waze in June of 2013 for $1.3 billion. If you run the risk of getting stuck in a traffic jam, try Waze; it’s quite impressive.

Using any navigation solution has its perils. If your co-pilot is reading directions from a paper map, or you are trying to drive while listening to voice prompts from a navigation system, there is always the risk of making an error while turning, merging or exiting. Always be careful when navigating and heed the rules of the road at all times.

If you are in the market for a navigation solution for your vehicle, visit your local mobile electronics specialist. They have many different solutions depending on the vehicle you drive. Some systems replace the factory radio, some work with it and some operate separately from it. They can show you the options for your vehicle.