Чем популярнее становились автомобили, тем дальше на них ездили. А в пути, конечно же, без карты не обойтись. Но останавливаться и разворачивать огромные бумажные атласы не всегда удобно, особенно если путь — долгий и изнуряющий. Еще в начале ХХ века британцы придумали наручные часы-навигатор, в которые вставлялся рулон с картами региона. Позже возникла идея установить под дорожное покрытие сотни магнитов, чтобы координировать движение. На появление первых спутниковых карт и бортовых систем потребовалось более полувека. Сейчас навигатор уже не является чем-то особенным или просто картой. Алгоритмы не только строят маршруты, но и подбирают интересные места и рассказывают о них водителю. Коммерческий директор AO «Навиком» Евгений Добринин рассказал историю о том, как изменялись системы автомобильной навигации и как обычные бумажные карты превратились в сложные гаджеты.
Рулоны с картами и наручные часы
Первая половина XX века подарила нам первые навигаторы. Без GPS и голосовых подсказок, с небольшим набором карт они были скорее экспериментом, чем действительно полезной вещью, но всё же работали. И вдохновляли других разработчиков.
В 1920-х на рынке появился наручный навигатор The Plus Fours Routefinder. Это британское изобретение выглядело как наручные часы, только вместо циферблата и стрелок там была карта. В основе работы лежал очень простой принцип: карты были свернуты в рулон, прокручивать их приходилось вручную. Набор рулонов продавался в комплекте с навигатором, они охватывали основные автомобильные дороги Англии. Все крупные перекрестки были пронумерованы, чтобы водителю было легче заменить рулон, если предстояло куда-то свернуть. Также на этих картах было указано расстояние от одной точки маршрута до другой, а в конце стояло слово «Стоп».
В 1930 году предположительно в Италии был представлен первый автомобильный навигатор Iter Avto. В механическое устройство надо было вставить рулон с картой местности. Во время поездки она автоматически прокручивалась со скоростью, пропорциональной скорости движения автомобиля, потому что навигатор соединялся со спидометром специальным тросиком. Благодаря этому Iter Avto довольно точно показывал положение машины на местности. Если водитель сворачивал с дороги, то нужно было, как и в случае с Plus Fours Routefinder, заменить рулон с картой и найти на ней нужный перекресток.
Предвестники спутниковых систем: магниты, маячки и трансмиттеры
Автомобильный бум 60–70-х запустил первые исследовательские программы: люди пытались создать устройство, способное самостоятельно обнаруживать автомобиль на местности, а также анализировать дорожную ситуацию и учитывать ее при создании маршрута.
В 1966 году американская компания General Motors разработала устройство под названием DAIR — Driver Aid, Information and Routing (с англ. «Помощь, информация и навигация для водителей» — «Хайтек»). Оно, как и его механические предшественники, тоже работало без спутников, поэтому предполагалось, что под дорожное покрытие через каждые 3–5 миль (5–8 км — «Хайтек») будут установлены магниты. Также магниты планировали установить на всех крупных перекрестках. DAIR, взаимодействуя с этими магнитами, должен был с помощью зуммеров и световых индикаторов сообщать о приближении к поворотам и препятствиям. В качестве носителей информации в навигаторе использовались перфокарты. Гаджет предупреждал водителя об ограничениях скорости, о дорожных знаках и об опасностях на дороге: информация об этом выводилась на специальный экран, установленный на приборной панели. Также DAIR был оснащен радиотелефоном, с помощью которого можно было связаться со справочной службой или вызвать помощь.
Из-за плохой масштабируемости DAIR так и не стал массовым устройством. Однако предложенные инженерами General Motors принципы — позиционирование с помощью маяков, связь со спецслужбами — легли в основу современных навигаторов.
В 1973 году японское Агентство промышленной науки и техники предложило разработать систему, которая позволяла бы регулировать плотность автомобильного потока за счет перенаправления части трафика в объезд наиболее загруженных точек. Среди множества предложенных на конкурс проектов был выбран вариант компании Toyota — Comprehensive Automobile Traffic Control System (CACS). Он предполагал установку системы контроля на улицах городов и трансмиттеров в автомобилях. Вся информация о трафике собиралась и обрабатывалась компьютерами в контрольном центре. Благодаря этому обеспечивалась бы как односторонняя, так и двусторонняя связь, и система могла бы направлять транспортные средства по наиболее оптимальным маршрутам. Информацию водители получали с помощью специальных дисплеев и по радио. Первые испытания прошли в 1975-м, а в 1977 году, после более масштабных испытаний, специальная комиссия признала, что польза от системы перевешивает затраты, связанные с ее установкой, однако в 1979 году проект всё же свернули.
Первые навигаторы и появление GPS
К 80-м стало очевидно, что использование систем автомобильной навигации, агрегирующих информацию в контрольных пунктах и позиционирующих транспортные средства в пространстве с помощью специально установленных маяков, нерентабельно. Такие системы требовали больших материальных вложений, плохо масштабировались и практически не работали за пределами городов. Поэтому на первый план снова вышли автономные навигаторы.
В 1981 году японская компания Honda запатентовала в США первый коммерческий навигационный прибор для автомобиля — Electro Gyrocator. В нем использовался принцип инерциальной навигации: специальный датчик с газообразным гелием определял направление движения автомобиля, как гироскоп. Информацию о начале движения и об остановке Electro Gyrocator получал от коробки передач. Все данные обрабатывались аналоговым компьютером. В комплекте с прибором шел набор карт на прозрачной пленке. Перед началом движения водитель должен был выбрать карту, найти на ней начальную точку маршрута и вставить пленку в специальный отсек перед шестидюймовым кинескопным монитором. Перемещения автомобиля на этом экране показывала светящаяся точка. Устройство было очень дорогим, поэтому распространения не получило.
А в 1985 году американская компания Etak представила свой навигатор. Он умел определять положение автомобиля с помощью электронного компаса и специальных датчиков, крепившихся к неведущим колесам. Оцифрованные карты хранились на кассетах, которые можно было легко заменить во время движения. Информация выводилась на черно-зеленый векторный экран. Компания сама разработала всё техническое оборудование с нуля, и хотя проект не стал коммерчески успешным, наработки Etak впоследствии активно использовались в других проектах.
За несколько лет до этого, в 1983 году, после того как Советский Союз сбил вторгшийся в его воздушное пространство «Боинг» «Корейских авиалиний» (пилоты были дезориентированы), президент США Рональд Рейган разрешил использование системы GPS в гражданских целях во всем мире. Поначалу точность системы для гражданских потребителей была намеренно уменьшена, однако и такое не очень точное позиционирование повлияло на дальнейшую историю развития автомобильных навигаторов. Параллельно велись поиски нового носителя для карт.
Так, уже в 1987 Toyota выпустила на рынок навигатор, карты к которому были записаны на CD. Устройство было установлено на модель Toyota Crown, отдельно приобрести его было нельзя.
В 1990 году Mazda представила миру первый GPS-навигатор. Им были оснащены автомобили четвертого поколения Eunos Cosmo. Это, как и у Toyota, было встроенное устройство.
Toyota к 1992 году разработала еще одну новинку — навигатор с голосовыми подсказками. Он был установлен на Toyota Celsior.
В 1994 году GPS-навигаторы появляются и на европейском рынке. BMW и Phillips представляют совместно разработанное устройство в числе опций 7-Series в кузове E38. Навигатор оснащен цветным дисплеем.
Через год, в 1995-м, GPS-навигаторы выходят и на американский рынок. Устройство с поэтичным названием GuideStar — «Путеводная звезда» — было установлено в некоторые модели Oldsmobile.
В этом же году японская Acura представила навигатор с картами на жестком диске.
Спустя два года, в 1997-м, японская компания Alpine представила свою версию мультимедийного устройства Alpine CVA-1005 со встроенным GPS-навигатором. Устройство можно было установить на любой автомобиль, а карты к навигатору записывались на CD. Каждый диск, несмотря на большой для того времени объем хранимой информации, покрывал небольшую площадь — например, всего несколько штатов.
В 1998 году компания Garmin выпустила Street Pilot, первый портативный автомобильный навигатор с монохромным экраном и предзагруженными картами. Устройство можно было закрепить на панели или на лобовом стекле. Чуть позже появилась улучшенная версия — с цветным дисплеем.
Появление ГЛОНАСС и Google Карт
2000 год запомнился тем, что Билл Клинтон отменил ограничения, которые накладывались на использование GPS в гражданских целях. На рынке навигаторов тем временем продолжались поиски оптимального носителя информации, а также дополнительных преимуществ, которые привлекли бы клиентов к продукции конкретного производителя.
В 2006 году навигаторы выходят на российский рынок. Первой компанией, предложившей эти устройства для нашей страны, стала BMW, выпустившая на CD карты Москвы и Подмосковья. Правда, они были не очень подробными, и вместо русского в них использовалась транслитерация.
Через год, в 2007-м, на рынке появился первый гражданский навигатор, поддерживающий и американскую GPS, и российскую ГЛОНАСС. Это был российский Glospace.
Примерно тогда же Toyota предпринимает попытку решить проблему недостаточно оперативного обновления карт и предлагает японскому рынку Map on Demand — обновление карт по запросу пользователя с помощью домашнего интернета. Японцы получили возможность легко и быстро загружать свежие карты в свои устройства.
А уже в 2008 году Toyota представила первые навигационные системы, связанные с системой помощи при торможении и с работой адаптивной подвески. Они подсказывали водителю, когда следует тормозить, основываясь на данных карт, а также регулировали подвеску.
Второе десятилетие XXI века в сфере автомобильной навигации принесло новые коллаборации, а также попытки интегрировать навигаторы в системы, прежде никак с ними не связанные.
Так, в 2011 году компания Audi представила навигационный модуль с картами Google, которые загружались из интернета. У водителей появилась возможность выбрать способ представления информации на дисплее. Они больше не были ограничены схематичным изображением местности.
В 2013 году компания Mercedes-Benz объявила о заключении соглашения с Garmin. Вместе они разработали навигационную систему, полностью интегрированную в информационно-развлекательный модуль автомобиля. Первой была представлена двухдисплейная бортовая система Garmin с трехмерными картами. Она устанавливалась в S-Class Coupe. А в CLA Coupe к системе навигации можно было подключать смарт-часы Vivoactive от Garmin, они постоянно отслеживали пульс водителя и оценивали его состояние.
Эти разработки позволили Mercedes-Benz в 2019 году представить функцию управления комфортом ENERGIZING: она с помощью музыки, света и других систем, отвечающих за комфорт в автомобиле, улучшает качество поездки. А если к этой системе подключить часы Mercedes-Benz Vívoactive 3 или другое совместимое устройство Garmin, то ENERGIZING подскажет, какую программу лучше выбрать, оценив личные показатели водителя, такие как уровень стресса или качество сна.
Компания Jaguar в 2014 году представила систему дополненной реальности Follow-me Ghost Car Navigation, которая проецирует на лобовое стекло различную информацию, необходимую для водителя, а также силуэт «машины-призрака» — она показывает, куда нужно ехать. Водителю достаточно следовать за ней, чтобы добраться до пункта назначения.
Эксперты полагают, что создатели систем навигации постараются создать беспилотники. И когда управление возьмет на себя техника, развитие навигаторов выйдет на новый виток: в этих системах будет расти количество и качество infotainment-функций.
По данным консультантов PWC, уже к 2021 году сегмент infotainment станет третьим по своему потенциалу — после обеспечения безопасности и поддержки автономного вождения — с оценочным объемом 13,4 млрд евро. Скорее всего, по мере развития беспилотных технологий решения в области connected cars и навигации станут более разнообразными. Верны ли прогнозы экспертов? Узнаем совсем скоро.