Systèmes de navigation modernes pour les véhicules d'aujourd'hui
Les cartes papier étaient autrefois le seul moyen de planifier la navigation. Avant que vous, ou peut-être vos parents, ne partiez en vacances, vous preniez des cartes pour chaque état ou province que vous aviez l'intention de traverser, les disposiez sur la table de la cuisine ou de la salle à manger et mettiez en évidence l'itinéraire à suivre.
Le problème avec les cartes est que quelqu'un doit les lire, et essayer de lire une carte en conduisant est assez dangereux. Les constructeurs automobiles ont réalisé que la technologie pouvait peut-être être utilisée pour rendre la conduite plus sûre. Ce concept a été la naissance du système de navigation.
Au cours des années 1980, Toyota et Mazda ont travaillé sur plusieurs systèmes de navigation différents pour leurs voitures. Certains de ces premiers systèmes de navigation utilisaient des cartes papier numérisées. Dans les années 1990, Mazda a lancé le premier système de navigation basé sur le GPS. De nos jours, la plupart des véhicules vendus en Amérique du Nord ont l'option de navigation.
Matériel du système de navigation
Les systèmes de navigation modernes ont quatre composants clés. Le premier est un ordinateur. Cet ordinateur exécute le logiciel de navigation qui planifie l'itinéraire que vous avez demandé, vous indique quand tourner et vous avertit lorsque vous arrivez. Le deuxième élément clé est les cartes utilisées avec le logiciel de navigation. Deux sociétés proposent ces cartes, qui sont concédées sous licence à l'utilisateur final. Le troisième composant est le module récepteur GPS et l'antenne. Le récepteur GPS permet au système de navigation de savoir où vous êtes et où vous vous dirigez. Enfin, il y a une interface. L'interface est généralement un écran tactile quelconque. L'interface affiche les cartes et accepte la saisie d'informations pour planifier l'itinéraire. Les informations peuvent être saisies sur un écran tactile ou parlées au logiciel et converties en texte.
Qu'est-ce que le GPS ?
GPS signifie Global Positioning System. Le département américain de la Défense a créé la technologie en 1975 et elle était entièrement fonctionnelle en 1995. Le but du système était de fournir des données précises de localisation, de vitesse et d'altitude n'importe où sur la planète. Le système GPS comprend environ 30 satellites en orbite autour de la Terre. Chacun transmet un signal codé de manière unique avec un horodatage très précis. Le récepteur GPS peut, une fois qu'il a acquis les signaux de plusieurs satellites, trianguler sa position en comparant la différence d'heure d'arrivée de chaque signal. Le système GPS auquel la plupart d'entre nous sommes habitués s'appelle Navstar, et il est exploité et entretenu par l'US Air Force Space Command.
De nombreux consommateurs se réfèrent à un système de navigation portable (PNS) ou à un système de navigation intégré au tableau de bord en tant que GPS. Bien que ce terme soit devenu accepté, le GPS n'est qu'un élément clé d'un système de navigation.
Il n'est pas surprenant qu'il existe plus d'un système GPS utilisé dans le monde. La Russie exploite un système appelé GLONASS, l'Inde a IRNSS, les Chinois ont BeiDou-2 et les Européens ont Galileo. Certains récepteurs GPS peuvent capturer des informations provenant de plusieurs systèmes pour améliorer la précision. Un exemple serait un drone à caméra radiocommandé - ceux-ci utilisent GLONASS et Navstar pour fournir plus de résolution concernant leur position.
Le signal envoyé à l'ordinateur de navigation par le récepteur de navigation comprend la longitude, la latitude, le cap (la direction dans laquelle vous vous déplacez), l'altitude, la vitesse et l'heure actuelle.
Que sont les cartes de navigation ?
Savoir où vous vous trouvez sur la planète, c'est bien. La véritable clé d'un système de navigation est ses cartes. Les cartes sont disponibles auprès de l'une des deux sociétés :TomTom, qui a acheté TeleAtlas en 2007, et Nokia, qui a acheté Navteq en 2008.
Les cartes sont des bases de données de routes stockées sous forme de vecteurs. Un vecteur est une ligne entre deux points. Dans le cas des cartes routières de navigation, les extrémités des lignes (ou routes) sont des coordonnées GPS. La plupart des informations de la carte de navigation contiennent des informations supplémentaires telles que les numéros de maison. Si vous vous êtes tous demandé pourquoi certaines adresses de maison ou de bâtiment sont un peu décalées, la raison est basée sur la façon dont les adresses sont stockées. À une extrémité d'une rue ou d'un tronçon de route, les données cartographiques contiennent le premier numéro de maison. L'autre extrémité de la rue a le numéro de maison de fin. Les systèmes de navigation répartissent uniformément la différence entre les deux numéros de maison sur toute la longueur de la rue. Cet emplacement prévu ne correspond pas toujours à la réalité en raison de la géographie - ou du pur hasard, basé sur le caprice du service de construction municipal local.
Les systèmes de navigation sont inutiles sans cartes. Ils ne pouvaient pas planifier des itinéraires ou donner des directions. Vous êtes littéralement à la merci de la qualité et de la précision des cartes que vous possédez.
En collaboration avec la base de données cartographiques, il existe une base de données de points d'intérêt (également appelée POI). Une base de données de points d'intérêt contient des informations sur les entreprises et les points de repère, et comprend souvent un numéro de téléphone. Selon votre système de navigation, vous pouvez avoir aussi peu que 1,5 million de points d'intérêt ou jusqu'à 11 millions. Le fabricant décide du montant qu'il est prêt à dépenser pour ces informations. Si votre système de navigation peut rechercher des stations-service, des hôtels, des restaurants ou des hôpitaux, les données cartographiques incluent une base de données POI.
Certains des tout premiers systèmes de navigation utilisaient des bandes analogiques pour stocker les données cartographiques et POI. Oui – analogique, bande magnétique ! À partir de ce moment, nous sommes passés aux CD-ROM, DVD-ROM, disques durs et mémoire flash. Les derniers systèmes sont basés sur des smartphones et n'ont pas les données cartographiques stockées en permanence à bord - tout est téléchargé par voie hertzienne, en utilisant une connexion cellulaire en temps réel.
Fonctionnalités du système de navigation moderne
Les systèmes de navigation modernes sont des outils incroyables pour vous aider à voyager en toute sécurité et efficacement. Ces systèmes utilisent des algorithmes extrêmement complexes et propriétaires pour décider du meilleur itinéraire entre les points de départ et d'arrivée de votre itinéraire. Le logiciel de navigation le plus élémentaire tient compte de la taille de la route (nombre de voies et, le cas échéant, limite de vitesse) et de la direction des virages que vous devrez peut-être effectuer pour terminer l'itinéraire. Les éditeurs de logiciels de navigation sont très protecteurs de leurs algorithmes de création d'itinéraires.
Les systèmes de navigation modernes peuvent accepter des informations en temps réel pour rendre la planification d'itinéraire plus précise et efficace. La première mise à niveau comprenait des informations sur les flux de trafic. De nombreux systèmes utilisaient des antennes FM pour capter les informations sur les flux de trafic diffusées dans les principales zones urbaines. Cette technologie est appelée trafic RDS-TMC, car les informations ont été codées dans le même espace de fréquences que les informations RDS de la 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.