Navigační systémy ve vozidlech (1.část)

Trh navigačních systémů stále roste. Jenom v roce 2003 bylo v Evropě prodáno více než jeden milion navigačních jednotek schopných vyhledávat trasy.

V následujících řádcích se budeme věnovat popisu vozidlových navigačních systémů a ukážeme si typické příklady aplikací navigace pro potřeby silniční dopravy.

Z hlediska použitého hardware lze navigační systémy rozdělit do dvou skupin, na přístroje:

- multifunkční: kapesní počítače (PalmTop, HandHeld) anotebooky

- jednoúčelové: ruční nebo palubní přijímače GPS a také profesionální zástavbové navigační systémy.

Multifunkční zařízení a notebooky

Pro multifunkční zařízení je navigace jen pouhým doplňkem jejich vlastností a je zapotřebí použít speciální software.

Pro kapesní počítače je velmi dobrým řešením mapový program TomTom RoutePlanner, který disponuje velmi dobrým mapovým podkladem celé Evropy. Také jeho ovládání je velmi intuitivní a jednoduché.

Nevýhodou je omezená kapacita paměti kapesních počítačů, proto je možné nahrát do paměti jen omezené množství dat a tím jen určité území. Dále neobsahuje údaje nutné pro navigaci ve městech jako jsou názvy ulic. Tuto vlastnost má TomTom CityMaps, který řeší městskou navigaci. Omezujícím faktorem je zde rovněž kapacita paměti kapesních počítačů.

V praxi to znamená před každou jízdou provádět poměrně časově náročnou navigační přípravu a z datových CD nahrávat do kapesního počítače mapové podklady států a cílových měst. Proto nastává poměrně nepříjemná situace, pokud je nutné v průběhu cesty měnit cílové město nebo zem, které nejsou v paměti počítače uloženy. Další minus představuje absence hlasového výstupu. Nicméně díky mobilitě a cenové dostupnosti tohoto zařízení má toto řešení nemalou skupinu příznivců. Ovšem pro profesionální využití je nedostatečné.

Podobně jsou na tom i notebooky. I když zde odpadá problém s daty, protože kapacity současných harddisků jsou více než dostatečné. Také hlasový výstup je s určitými omezeními možný. Přesto díky jejich velikosti, problémům s napájením, malé odolnosti proti otřesům a v neposlední řadě i jejich ceně jsou notebooky pro vozidla velmi nevhodným řešením. Navzdory tomu jsou k dispozici softwarová řešení, která jsou velmi zajímavá. Například Travelbook Map&Guide je z hlediska navigace velmi zdařilý.

Díky tomu, že využívá mapové podklady z mapového software map&guide 9, které jsou velmi kvalitní (ale také drahé), dostává uživatel k dispozici velmi účinný navigační nástroj. Avšak ti, kdo vyzkoušeli použití notebooku pro navigaci ve vozidle, dobře vědí, že toto řešení není pro praktické každodenní využívání vhodné. Ovšem jako mapový software pro plánování tras a vizualizaci vozidel v rámci telematických systémů je určitě map&guide jeden z nejlepších programů na trhu.

Jednoúčelové navigační přístroje

Jedná se o zařízení, která mají integrovaný přijímač GPS, navigační software a mapová data zpravidla uložena na výměnném paměťovém mediu. Profesionální zařízení mají ještě další moduly pro zpřesnění výpočtu polohy vozidla.

Ruční nebo palubní přijímače GPS

Tato skupina přístrojů v poslední době pokročila v kvalitě dostupných mapových dat. Proto se naskýtá možnost jejich využití v silniční dopravě. Například Garmin StreetPilot III Deluxe je model palubního přijímače GPS s velkým kvalitním barevným displejem a zvýšenou odolností v extrémních podmínkách. Podporuje funkci optimalizace trasy - dokáže automaticky vypočítat cestu z výchozího do cílového bodu. Přístroj obsahuje detailní mapu západní Evropy (včetně Prahy) a umožňuje nahrávat další podrobné mapy z CD. Přístroj je vhodný především do auta, dá se použít i v ruce.

Garmin StreetPilot 2610 je zástupcem nové generace navigačního systému pro použití v automobilu nebo na motocyklu. Oproti předchozímu modelu StreetPilot III nabízí především rychlejší procesor, kvalitnější dotykový displej s automatickou regulací jasu, standardní CF datové karty, USB propojení s PC nebo ovládání pomocí dálkového ovladače. Přístroj je určen k připojení na externí napájení a není možné jej napájet z tužkových baterií jako starší StreetPilot III.

V ceně přístroje je základní mapa Evropy, Afriky a Středního Východu (důležité komunikace, města, hranice států, pobřežní linie a vodní plochy) a mapa západní Evropy a Prahy v uličním detailu s možností navigace křižovatky po křižovatce a s možností hlasové navigace. Přístroj umožňuje zadání cílového bodu pomocí klávesnice a dotykového displeje nebo pomocí dálkového ovladače. Po zadání je schopen vypočíst nejrychlejší/nejkratší trasu k cíli a okamžitě začít navigovat křižovatku po křižovatce. U trasy je možné zadat průjezdní body a trasu tak odchýlit preferovanými místy.

Obecně se dá o uvedených přístrojích a systémech říci, že všechna uvedená řešení mají své podstatné „ale“, a že mapové podklady zpravidla obsahují poměrně slušnou silniční síť ČR (co do obsahu i kvality), což ale zdaleka neplatí o uliční síti ve městech v ČR. Ta úplně chybí nebo je velmi omezená. V zahraničí v oblasti východní Evropy je situace obdobná jako v ČR. Podstatně jiná je situace na území EU, kde jsou k dispozici jak podrobná silniční síť, tak uliční data všech větších měst.

Dalším společným rysem je úplná závislost na jednom zdroji polohy, jímž je přijímač GPS. Z toho plyne omezení v přesnosti získávané polohy, která je u systému GPS 15 až 30 metrů a její dostupnosti (omezení příjmu družic v městské zástavbě, v lese a horských údolích ap.).

Profesionální navigační systémy

V kategorii profesionálních navigačních zařízení je třeba uvedené nedostatky co možná nejvíce eliminovat. Proto navigační počítače vozidlových jednotek zpracovávají údaje nejen z přijímače GPS, ale také z integrovaného gyroskopu, převodovky a signalizace zařazení zpátečky.

Gyroskop je setrvačníkové zařízení, které navigačnímu počítači dodává informace o změně směru pohybu vozidla.

I

mpulsy z převodovky zase umožňují navigačnímu počítači získávat údaje o ujeté vzdálenosti vozidla.

Z gyroskopu a převodovky tedy získáváme úplný vektor pohybu, který vztažený ke známépoloze vozidla umožňuje vypočítávat souřadnice vozidla i bez poloh z přijímače GPS. K tomu, aby výpočet byl korektní, je třeba rozlišit, zda se vozidlo pohybuje vpřed nebo zda couvá. K tomu slouží signál zařazení zpátečky.

Uvedená metoda zabezpečuje nezbytnou kontinuitu výpočtu polohy vozidla a zvyšuje její přesnost na hodnotu lepší než 5 metrů.

Další korekci polohy provádí navigační počítač porovnáním vypočítané polohy s údaji na datovém CD. Poloha vozidla je upravována tak, aby byla zobrazena stále „na silnici“. Je tedy stanoveno „ochranné“ pásmo okolo komunikace, ve kterém se poloha vozidla interpoluje. Jestliže tedy vyjedeme mimo silniční síť (třeba na polní cestu), tak navigační počítač reaguje se zpožděním právě díky uvedené korekci. Proto je důležitá kvalita a dostatečná „hustota“ mapových podkladů.

(dokončení v příště)

text: Ing. Radomír Pečínka

zdroj: Doprava a silnice 2/2004