汽车导航系统的发展与运用.pdf

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1、一、概述 随着国民经济的高速发展和城 市化进程的加快，我国机动车拥有 量及道路交通量急剧增加，尤其是 大城市，交通拥挤、阻塞以及由此带 来的交通事故的增加，环境污染的 加剧，是我国城市面临的极其严重 的“城市病”之一。鉴于此，将各种先 进技术运用到汽车上，以减少交通 事故、提高运输效率、减轻驾驶员劳 动负荷的思想应运而生，从而产生 了一门新兴的交叉学科智能交 通系统( I T S ) 。 I T S 是种实时、高效的交通运 输综合管理和控制系统，它的主要 目标是充分利用现有交通资源，达 到现有交通资源的效益最大化。它 把车辆和道路综合起来，不仅可以 A U T O M O 叭岍E N A N

2、C E 薪视蚤 系统地解决交通问题，而且对社会 许多领域都将产生积极的影响。作 为实施I T S 的重要内容和项目之一， 智能车辆定位、导航系统的研制与 生产正显示出巨大的发展空间和市 场潜力。 卫星导航技术于2 0 世纪8 0 年 代末引入我国，迄今已在大地测量、 海洋运输及渔业、车辆定位监控等 领域得到了一定程度的应用，同时 也有相当一批企业将其介入到相关 制造及运营服务中。 总体而言，经过近2 0 年的研发 和产业化历程，我国的导航产业已 初步发展成为一项高科技产业。近 几年来，国家和政府对导航产业十 分支持，我国的导航产业发展速度 也逐渐加快。在市场态势上，客户认 口江苏邹晓波 单的机

3、电修理作业，从而扩大企业整 体提供机电修理作业的服务能力。 另外，使不同部门或不同专业的 员工有更多的接触、交流机会，有助 于建立团队精神，改变了员工仅从事 单项工作的单调和乏味，可提高员工 的工作热情和兴趣。 雇用临时工：当业务高峰是持 续的而且是可以预测的时候，企业可 以对一些专业性和技术性要求不高 的作业岗位( 如清洁车辆，发送、整理 备品和备件，传递文件等) 雇用临时 工，经过短期培训，将能补充正式员 工的不足。 2 ) 顾客需求管理 可通过使用主动和被动的方法 来调节顾客需求，通过调节可以降低 顾客需求的周期性变化，虽然顾客到 来的时间间隔总是随机的，但平均到 达率在一个较长时期内将

4、会稳定。 分析顾客的消费心理和个性 需求：不同顾客有不同的消费心理，顾 客的个性需求分析是提高顾客满意度 的首要条件和重要手段。应进行顾客 的满意度调查( 可通过顾客投诉和建 议制度、顾客满意度问卷调查、佯装购 物、流失顾客分析等手段) ，在顾客满 意度调查的基础上，建立顾客信息数 据库，开展客户关系管理( C R Mo 利用顾客信息数据库探索满足 顾客需求的途径，并按顾客满意的要 求选择适当的方式改造企业的经营 理念、产品和服务等。同时，企业可运 用顾客信息数据库分析顾客的消费 心理和个性需求，创造能满足顾客个 性需求的产品或服务，以及接近顾客 的渠道，利用明显的区别优势吸引未 来的潜在顾客

5、，而且要尽可能地阻止 老顾客流失。 顾客等候管理：感知服务质量 是影响顾客满意度的一个重要因素。 顾客在等候服务时，企业应主动给予 一定的补偿，以减轻长时间等候给顾 客带来的负面影响。顾客进门，服务 顾问应起身开门迎接，主动提供消遣 的书籍杂志、娱乐项目、食物及饮料 等，以及为服务提供适当价格的折扣 等。 善于利用预约服务：预约等于 预先提供了潜在服务，这一方法在汽 车维修企业中应用作用尤为明显。通 过预约，可以帮助企业缓解供需矛 盾，避免经济损失。服务顾问应以电 话回访等形式主动收集预约信息，在 服务能力超过顾客需求时，能够挖掘 潜在的需求；当顾客需求超过服务能 力时，能及时地将过剩的需求转

6、移到 其它时段。 产品改变管理：产品改变管理 主要针对顾客的不同特性，在产品组 合上做出改进，创造或引导消费者的 需求变化，并给予满足。例如，在顾客 维修车辆时，企业可以提供清洗、美 容等更多的日常维护选择，或在服务 区周围开设小酒吧、汽车相关纪念品 销售门市等服务设施，这样既可以为 企业带来一定的利润，又可以缓解顾 客等待维修时的烦躁心情。 总之，在汽车维修企业的整个服 务流程中，不仅仅是管理者和一线员 工的行为会影响顾客的满意度，企业 中任何一个员工的行为都将影响整 个服务系统的运行效率，以及顾客对 服务的认知。因此，在建立相应管理 制度的同时，必须构建以顾客为中心 的企业文化，让企业文化

7、和管理制度 相辅相成，规范和引导全体员工的行 为，使顾客在享受企业服务的每一个 环节都能切实感受到企业的真诚和 关怀，从而最大限度地达到顾客满 意。口 汽车维，自每2 0 0 8 2 3 汽车导航系统 发展与运用 万方数据 新视野A U T O M O 叭M E N A N C E 知厦不断上升，中J 车J 关注反提 高，外资车厂需求殷切：在产品构成 上，外资产品占据高端市场，国内产 品水平参差不齐；在技术上，国内厂 商硬件研发实力不足，软件技术含量 肤浅，导航电子地图格式尚待规范； 在政策方面，国家产业政策明确支 持，电子地图测绘政策逐步明朗、落 实。 为了更好地发展我国的导航产 业，中国不

8、但加入了欧洲伽利略系 统的建设，还建立了自己的北斗系 统。从长远来看，从单一的G P S 系 统转变为多星座并存兼容的G N S S 系统( 全球导航卫星系统) 将是导航 产业发展的必然趋势，但在短期内， G P S 系统仍是我国导航的主要手 E 几地区，珠江三角洲地区，也还没有一 均预测，到2 0 0 9 年，欧盟的市场渗 十X o 自1 9 9 4 年G P S 系统进入全系 套完整的数据库。因此，导航图是中透率将达到3 2 3 4 ，相当于5 3 0 统运营以来，我国的G P S 产品品种 国车辆导航目前难以实现产业化发万套；北美市场将达到2 1 2 4 ， 齐全、应用领域广泛，已成为成

9、熟、 展的主要瓶颈。相当于4 3 0 万套。尽管如此，分析师 稳定的系统。不过，在卫星导航车辆 在西方国家，G P S 的应用呈现们普遍认为，导航产业仅仅处于婴 应用的市场与技术方面，中国远远 出蓬勃发展之势。自1 9 9 6 年美国将儿期，未来5 - 8 年将以每年3 5 7 左 - N 后q = 日、美、欧等发达国家。 G P S 向民用领域开放以来，G P S 己 右的高速度增长。 就我国的车辆导航仪和车辆监 向各领域渗透，年平均增长率约为 二、汽车导航系统的应用技术 控系统而言，前者又明显落后于后 5 0 。G P S 在民用领域的应用最常 当前的汽车导航系统包括两部 者，这是由于车辆

10、导航仪受技术涉及 见的形式就是汽车导航。目前，国际 分，即全球定位系统和车辆自动导 面广、水准要求高、复杂程度大、研制 上有三大汽车导航市场，包括日本、 航系统。汽车导航设备一般是由 周期长、价格昂贵等因素的制约，远 欧盟和北美市场。 G P S 天线、集成了显示屏幕和功能 不是一般中、小公司所能胜任的。所 据资料显示，日本的车载导航 按键的主机、语音输出设备( 一般利 以，涉足车辆导航仪领域的国内公司 市场始于1 9 9 2 年，新车中装配汽车 用汽车音响系统输出语音提示信 远比车辆监控终端厂商要少得多。此 导航仪的比例( 即市场渗透率) 由 息) 构成。受车内安装位置的限制， 外，相关的基

11、础配套设施与资源也不 1 9 9 2 年的O 4 提高到1 9 9 6 年的 一般汽车导航设备均与汽车视像音 具备，如实时交通信息发布和完善的 1 2 2 ，再到2 0 0 0 年的3 3 ，目前 响合成在一起，可以播放C D 、V C D 导航电子地图的提供和更新机制，均 已达到5 0 。据日本资讯机构J 和D V D 碟片，其中D V D 驱动器负 没有实际有效的解决方案和途径，因 R e p o r tS 预测，到2 0 1 0 年，日本市 责读取电子地图D V D 光盘，因此一 而市场推进困难重重。 场汽车导航仪的年销售量将达到 些汽车导航系统又称为D V D 导航 在导航电子地图(

12、导航图) 数据 5 0 0 万台，市场渗透率达到8 0 。 系统。 库方面，f 2 N IJ - i N 4 k 立_ ，但由于缺乏 继日本之后，欧盟车载导航市 1 全球定位系统( G P s ) 规范标准和组织协调，导致热点地区 场于1 9 9 8 年启动，北美市场于 介绍汽车导航系统必然要涉及 的数据低水平重复，偏远地区的数据 2 0 0 0 年启动。2 0 0 4 年，欧盟汽车导 到全球定位系统，即G P S ( G l o b M 无人掌管，造成许多人力、物力的大 航仪的销售量达到1 9 5 万台，市场P o s i t i o n i n gS y s t e r n ) ，它是由空

13、间卫 量浪费，也使数据库难以集成整合， 渗透率达到1 2 ，同期北美汽车导 星、地面监控装置和用户接收装置三 至今我国尚没有完善的、适合实际应 航仪的销售量为9 0 万台，市场渗透 大部分组成的。空间卫星由2 4 颗卫 用的导航图数据库。即使是在东部地 率接近5 。美国著名证券研究机 星组成一个分布网络，分别分布在6 区，包括京、津、唐地区，长江三角洲 构T w P 和投资银行利曼兄弟公司 条离地面2 万公里、倾斜角为5 5 。的 汽车维修2 0 0 8 2 万方数据 地球准同步轨道上，每条轨道上有4 颗卫星。G P S3 2 星每隔1 2 J 、时绕地 球一周，使地球上任一地点都能同时 接收

14、7 9 颗卫星的信号。 地面共有1 个主控站和5 个监 控站负责对卫星的监视、遥测、跟踪 和控制。它们负责对每颗卫星进行 观测，并向主控站提供观测数据。主 控站收到数据后，计算出每颗卫星 在每一时刻的精确位置，并通过3 个注入站将它传送到卫星上去，卫 星再将这些数据通过无线电波向地 面发射。 2 汽车导航系统车载装置 汽车导航系统中的G P S 信号接 收器接收卫星发送的信号，根据卫 星信号计算出地面接收机的当前位 置。如果地面接收机同时收到4 颗 以上的卫星信号，就能根据卫星的 精确位置及发送信号的时刻，通过 计算求得当前地点的位置。 汽车导航系统通过车轮转速传 感器、地磁传感器和偏航传感器

15、等 三种传感器获取数据，确定汽车的 速度和位置。车轮转速传感器记录 车轮的速度，产生的脉；中信号用于 定时计算行驶距离和方向的变化。 地磁传感器通过励磁绕组感应出电 压脉j 中，测量出沿途地磁场水平分 量的大小并与起始点磁场比较，为 车载电脑提供补偿数据。电子地图 存储汽车运行区域的所有数据，车 载电脑与存储道路网络数据不断比 传感器数据 G P S 数据 地理数据库 用户指令 其它信息 A U T o M o 叭M E N A N C E 新视野 较判断，更正定位误差，从而确定最 佳行驶路径。 目前，先进的汽车导航系统多采 用单片机结构，嵌入式操作系统，软 件代码存储于R O M ( R e

16、 a dO n l y M e m o r y ，相当于P C 机上的硬盘，用 来存储和保存数据。R O M 数据不能 随意更新，但是在任何时候都可以读 取。即使是断电，R o M 也能够保留数据。 但是，资料一旦写入后，只能用特殊方法 更改或根本无法更改，因此R O M 常在 嵌入式系统中担任存放作业系统的任 务) 中，代码简洁，运行可靠，启动 及关闭迅速，具有几乎完整的P C 组 件和输入、输出端口，能适应汽车恶 劣的工作环境，在高温或低温以及剧 烈振动的环境下能可靠工作。 3 车辆自主导航系统 汽车自动导航系统的作用是根 据G P S 接收机提供的车辆当前位置 和用户输入的行驶目的地，参

17、照电子 地图计算的行驶路线，在行驶中将信 息提供给驾驶者。目前，世界上应用 较多的是自主导航，其主要特征是每 套车载导航设备都自带电子地图，定 位和导航功能全部由车载设备完成。 车辆自主导航系统软件流程见图1 。 车辆自主导航系统的工作过程主要 有以下步骤： 1 ) 输入数据信息 出发前，车主将目的地输入到导 航设备中，在系统显示的电子地图上 直接点击选取地点，或者借助某种输 。I 位置修正地 一I 信 显显 一换一 图 不 _ - 阢 输系 息 出统 一姗蝴I 配 佶 输 一指懈别l - 处息出 输系 出 统 _ 叫售懈码I -理 图1 车辆自主导航系统软件流程 入方法将目的地名称输入到系统

18、中。 根据输入设备的不同，可以有不同的 地名输入方法，依靠按键或触摸屏可 以实现几- T - 所有的操纵功能。为了便 利，目前人们还在开发语音识别技术 的产品。 2 ) 显示电子地图 汽车导航系统中至关重要的一部 分是存储在光盘或内置存储器( 如碡b 皇) 中的电子地图，电子地图中存| f 诸了一定 范围内的地理、道路和交通管制信息，与 地点对应存储了相关的经纬度信息。汽 车导航主机从G P S 接收机得到经过计 算确定的当前点经纬度，通过与电子地 图数据对比，就可以随时确定车辆当前 所在的地点。 3 ) 确定最佳行驶路线 一般汽车导航系统将车辆当前 位置默认为出发点，在用户输入了目 的地之后

19、，导航系统根据电子地图上 存储的地图信息，就可以自动计算出 一条最合适的推荐路线。在有的系统 中，用户还可以指定途中希望经过的 途经点，或者指定一定的路线选择规 则( 如不允许经过高速公路、按照行 驶路线最短的原则等) 。推荐的路线 将以醒目的方式显示在屏幕上的地 图中，同时屏幕上也时刻显示车辆的 当前位置，以提供参考。如果行驶过 程中车辆偏离了推荐的路线，系统会 自动删除原有路线，并以车辆当前点 为出发点重新计算路线，然后将修正 的路线作为新的推荐路线。 4 输出设备 汽车自动导航系统的输出设备 包括显示屏幕和语音输出设备。显示 屏幕一般是一个1 0 0 1 5 0 m m 的液晶 显示屏，

20、如果需要手写识别作为输 入，显示屏表面还有一张透明的触摸 屏做保护。它的屏幕可以由几十万个 点阵组成，全屏幕有3 0 多万个像素， 常用的分辨率有6 4 0 4 8 0 和7 7 4 4 3 5 ，可以支持高清晰度图像和D V D 放像功能。 显示屏的主要显示内容包括地 图( 包括相应的道路名称、公路编号、 汽车维修2 0 0 8 2 5 万方数据 新视 野A u T O M O 眦A N c E 重要地点名称等) 、车辆的当前位置、 推荐路线等，根据用户的设定，还可 以显示附近的维修站、加油站、停车 场，以及其它公共服务单位的名称及 地理位置等信息，以方便用户的使用 需要。 汽车导航系统操作

21、的简便性是 设计者追求的目标，实际上这也涉及 到一个安全的问题，因为不允许一边 开车一边看电子地图。因此，设计者 都考虑开发语音及语音识别技术。驾 驶者通过语音代替按键操作发出指 令，使导航系统完成相应的工作；导 航系统通过语音代替图象文字，向驾 驶者发出信号或指令。例如，丰田威 驰导航系统就是一种带有语音技术 的导航系统，在转弯路口等地方可以 用语音提示。 5 电子地图 汽车导航系统的推广与应用关 键是电子地图。用户购买装备导航系 统的车辆时，还能得到一张刻录了电 子地图的C D R O M 光盘。用户在开 启车辆导航系统后，必须把这张C D R o M 光盘插入导航设备的光盘驱动 器中，当

22、系统需要道路信息时，就会 到C D R O M 上去获取。例如，丰田威 驰D v D 导航系统就是这样，它在副 6汽车维修2 0 0 8 2 驾驶座下面有一个D V D 驱动器，专 门读取电子地图D V D 光盘。随着城 乡建设的发展及道路的变 f - E ，电子地 图光盘需要定期更换。 但是，即使是最新版的电子地 图也不能保证准确无误。针对这种 情况，汽车导航系统又需要增加一 定的辅助支援系统。目前，在应用汽 车导航系统比较广泛的地区( 如欧 美和日本) ，由汽车公司或其它商业 公司建立的呼叫中心或公共交通信 息电台，通过G S M 移动通讯形式发 送短消息，或由电台发送最新的交 通信息，提

23、供给汽车上的导航设备， 可以对汽车上电子地图的信息随时 进行修正。 我国对于地图的出版有严格的 规定，电子地图也不例外。因为它不 同于一般的电子出版物，其标准性、 政策性、保密性、技术性较强，是国 家版图、行政区划界线的科学表达， 因此电子地图一定要经国家测绘局 审核后才能出版。威驰轿车的D V D 语音电子导航系统即特别注明了其 电子导航系统“经国家测绘局的支 持和批准”。为了适应汽车自动导航 设备需要根据行驶区域、路线、自动 或人工改变地图比例尺的需求( 即 图21 1 0 巡逻车车载导航系统 电子地图的放大或缩j 、) ，汽车导航 系统使用的地图必须是以向量方式 记录的。 目前，国内一些

24、汽车运营企业安 装的“汽车导航系统”，其主要功能是 调度与监测，与前面所述的汽车导航 系统不同，这些系统中的车辆除安装 G P S 天线和接收机9 1 - ，并不需要车辆 自主导航设备( 包括电子地图) ，车辆 通过车载通讯设备与公司保持联系。 因为这类系统的导航过程其实是由 人工完成的，因此不能算是汽车自动 导航系统。11 0 巡逻车车载导航系统 见图2 。 三、结论与展望 通过对中国导航产业的长期跟 踪和深入研究，我们认为：中国的导 航产业还处于萌芽阶段，其中导航图 是制约中国汽车导航产业发展的主 要瓶颈。在全国范围内，导航图精确 度不够的问题在短期内得不到根本 解决。这是因为，我国目前正

25、处于大 规模的交通网络建设期，每年地图内 容需要更新3 0 4 0 ，这就造成了 电子地图生产厂商对地图进行更新 和维护的困难，也影响了消费者的使 用效果。 鉴于此我们建议，导航图制作厂 商应根据中国车主较少异地驾驶的 具体国情，做精优于做全。 此外，目前国内的汽车4 S 店对 车载导航系统的维修也不是很完 善，缺乏专门的技术人才，从某种意 义上说，也制约了导航系统的普及 应用。 但是，我们坚信，中国的车辆导 航市场具有巨大的发展潜力。中国 现有的汽车保有量和汽车行业的高 速发展态势，为导航产业的爆发奠 定了坚实的基础。虽然目前受导航 图、价格、用户使用习惯等因素的制 约而迟迟没有进入发展的快车道，但 一旦这些问题得以解决，中国导航市 场将毋庸置疑地迸发出巨大的能量。 未来，即便在全球范围内，中国导航 市场也将具有举足轻重的地位。口 万方数据