想不到，80年代車載導航竟然要用地圖膠片！

現在我們開車出門,導航非常方便,用手機或者用車上的導航都可以 但時間回到40多年前,看看上個世紀80年代的汽車是怎麼導航的 1981年,本田推出了世界上第一款配有地圖顯示屏的車載導航系統 當時,全球定位系統,也就是GPS,還沒有對民用開放 所以它和今天的GPS導航有本質區別,那它到底是怎麼定位的呢? 核心在於一個密封在容器裏的氦氣陀螺儀 車輛直線行駛,陀螺儀保持穩定,而一旦轉向,氦氣會發生偏轉 傳感器通過檢測這種偏轉,可以計算出車輛的轉向角度和方向變化 同時,車上還裝有車速傳感器,它可以獲取車輛的行駛距離 這樣一來,方向變化和行駛距離,兩個重要信息都有了 車載計算機就可以做航位推算,這個過程是完全不依賴外部信號的 而這種導航就叫做慣性導航 當然,慣性導航並不是本田的首創 這種導航系統很早就用在飛機和船舶上了 本田這套導航系統的最大創新是使用了透明的地圖膠片 沒錯,當時地圖還不是數字化的,而是印刷在透明的塑料膠片上 車主需要根據行駛的區域購買對應的地圖膠片 在出發之前,你必須先在地圖膠片上找到你當前的位置 然後把膠片插到導航主機裏 膠片上的位置要和屏幕上的光點對準,相當於手動高度系統,我目前在這 車輛開起來之後,就像上面提到的 車載計算機根據陀螺儀和車速傳感器獲取的信息推算出車輛的位置 控制光點在地圖膠片上移動 但慣性導航用一段時間之後,誤差就會變大 司機需要每隔一段時間就要停車 手動的把光點和自己的實際位置再對準一下,可以說非常麻煩 而且這個導航系統本質上只是一個電子地圖追蹤器 沒有路徑規劃,也沒有語音提示 這個導航系統是在1981年推出的,是當時本田雅閣的選裝配置 價格非常貴,賣30萬日元 想象一下,這還是80年代的物價 這個價格在當時是車輛價格的四分之一 所以實際的裝車量非常少 雖然商業化不成功,但不管怎麼說 本田把電子化、可視化的導航概念第一次引入了量產汽車 受到本田導航系統的啓發,後面一些公司開始思考 怎麼才能把地圖數字化 於是又過了兩年,eTech公司在1983年推出了數字地圖導航系統 需要注意,這個系統用的也是慣性導航原理 而創新之處在於,eTech創建了數字化的道路地圖數據庫 它把地圖數據編譯成了計算機可以讀取和顯示的格式 而地圖數據存儲的介質就是大家非常熟悉的音頻磁帶 在當時,eTech還開發了一種地圖匹配算法 通過把計算出的軌跡和數字地圖進行匹配 系統可以不斷的修正誤差 這個導航系統還配了一個單色顯示器來顯示數字地圖 這在當時是非常震撼的 此外,路徑規劃功能也有了,當然還是比較基礎 當車輛轉彎的時候,地圖也會跟着旋轉 讓司機的視野方向和地圖方向始終保持一致 這種顯示模式成了後來所有導航系統的標準之一 eTech導航系統最大的意義在於 它證明了在車內使用電子地圖導航是可行的 只不過受到當時的技術限制,用起來的體驗還不是那麼好 一個限制是,磁帶這種存儲介質,可存儲的信息非常有限 一盤磁帶也就能存儲一個城市的地圖信息 另外一個限制還是定位精度的問題 慣性導航的誤差依然沒辦法很好地解決 所以後面導航系統的發展基本就是圍繞這兩點進行的 首先是存儲容量的發展 1987年,豐田推出了世界上第一個基於CD入目的導航系統 這標誌着汽車導航從磁帶存儲時代 進入了數字化光盤存儲時代 CD光盤很好地解決了磁帶的各種問題 在早期,一張CD的存儲容量高達500多兆 而一盒磁帶只有大約5兆 CD甚至可以裝下一個國家的地圖數據 這樣去外地出差就不需要頻繁地換磁帶了 而且容量大了之後,還能存儲一些興趣點 比如酒店、加油站之類的 這樣導航系統變得更加實用了 此外,CD讀取速度更快,也更加耐用 後面其他廠商也在研究怎麼進一步擴大存儲容量和讀取速度 讓地圖的精度和反應速度進一步提高 1995年,歐哥在1996款RL車型上 推出了首款基於硬盤驅動器的導航系統 這在當時很先進,但價格昂貴,限制了裝機量 90年代,主流的還是CD和DVD這種光盤存儲介質 到了2000年之後,硬盤存儲纔開始流行起來 這是存儲介質的發展 而定位精度的發展是在1988年迎來了一個重大轉折點 因爲這一年,美國總統里根決定把GPS系統開放給民用 GPS項目是1973年由美國國防部啓動的 最初僅是軍事用途 但1983年9月1號,大韓航空007號航班 因爲機組人員的導航失誤 飛機偏離了預定航線,飛入了蘇聯領空 結果被蘇聯擊落了 這一事件發生之後 里根才決定把GPS系統開放給民用 時間是從1988年起 但實際上直到1993年 由24顆衛星組成的完整星座才正式投入運行 而且GPS雖然是開放民用了 但最初民用定位的精度被限制在了100米左右 這是通過選擇性可用技術實現的 目的就是要在GPS數據中 故意加入誤差來保證國家安全 GPS開放沒多久,1990年 馬自達就推出了世界上第一個GPS車載導航系統 使用在了自己的旗艦跑車上 儘管當時GPS衛星還不到24顆 無法覆蓋全球 而且受到選擇性可用政策的影響 精度有限 但相比之前定位已經變得非常簡便了 在此基礎上 馬自達還把已經成熟的慣性導航 以及CD-ROM地圖也加到了系統當中 這是爲了三者可以相互校整 獲得更加可靠的導航體驗 當信號還不錯的時候 GPS會結合慣性導航給出比較準確的座標 而進入隧道沒有GPS信號的時候 慣性導航可以作爲兜底 從隧道出來之後 GPS又會重置慣性導航的誤差 整個過程 高精度數字地圖一直作爲一個空間約束 防止位置出現大幅度的飄移 這種GPS爲主 慣性導航爲輔 用地圖作爲約束的融合理念 直到現在 也還是車載導航的核心架構 當時一起發展的還有顯示器 這臺馬自達跑車 配備了一塊5.6英寸的TFT屏幕 彩色的 甚至可以觸摸操作 這在90年代 簡直是難以想象的配置 而且不光是導航系統 車輛空調 音響系統的控制 也被集成在了這個屏幕上 這就是後來車載信息娛樂系統的雛形 後面豐田 三菱等也都推出了GPS導航 然後是歐洲廠商 在1994年 寶馬1387系成了第一款 配備GPS導航系統的歐洲汽車 隨着民用GPS使用量的增加 大家都希望消除人爲的誤差 因此在2000年5月1號 時任美國總統的克林頓 下令取消了選擇性可用政策 民用GPS的精度 從100米提升到了5米級別 車載導航的精度 也因此有了大幅度提升 從這開始 車載導航系統才變得真正好用起來 再後面 導航的發展過程 大家應該都比較瞭解了 隨着硬盤的普及 地圖的精度越來越高 還出現了3D地圖 車載計算機也在發展 90年代的時候 如果走錯了 必須得回到原路纔行 當後面出現了路線變更功能 現在甚至帶紅綠燈的讀秒 用起來體驗非常好 而且地圖也不用再去塞電更新了 因爲現在的車載導航 都進入了互聯網 可以在線更新地圖 後面車載導航 也不再只是用於導航了 它甚至實現了 和車輛動力總成的聯動 還沒到彎道 變速箱就提前降檔了 來充分利用發動機制動 而近些年 高階駕駛輔助系統 更是需要高精度地圖來支持 回顧一下車載導航的發展過程 從最初靠慣性導航 來簡單追蹤當前位置 到民用GPS定位精度大幅提升 靠車載導航 就可以輕鬆開遍全國 這個過程大概用了20年 而車企又用了差不多20年 把車載導航和自動駕駛 至於下一個20年 相信車載導航 會更加的智能化網聯化 它能幫我們做的 肯定也會更多 好 這就是本期節目的全部內容了 如果覺得還不錯 記得關注 點贊 分享 我們下期再見