Обладатель современного транспортного средства может без проблем доехать до нужного места, даже не зная дороги, и в этом ему поможет навигационная система. Даже если она не предустановлена в заводское мультимедийное устройство, аналогичную программу легко запустить на смартфоне, задать искомые координаты и выбрать предпочтительный способ передвижения.
Дальше в дело вступает «магия», от которой зависит успешный итог вашей поездки. Таким образом, мы становимся прямыми наследниками технического прогресса независимо от того, как давно развитие подобных технологий началось. А действительно как? Давайте разбираться…
Как ни странно, прообразы первых навигаторов для водителей появились еще в первой половине ХХ века. Пионерами в этой области стали британцы, выпустив в 1920-х на рынок систему в виде наручных часов The Plus Fours Routefinder (TPFR). Вместо циферблата и стрелок в них применялись скрученные в тугие рулоны бумажные карты.
Прокручивать эти карты, конечно же, водителям приходилось вручную. Специально для TPFR выпускались рулоны с картографическими обозначениями всех основных магистралей Англии. Для лучшего ориентирования крупные перекрестки на них были пронумерованы. Также на таких картах было указано расстояние от одной точки маршрута до другой, а заканчивался каждый рулон словом STOP, что указывало автомобилисту на необходимость их замены.
В 1930 году предположительно в Италии была представлена первая версия автомобильного навигатора, отдаленно напоминающая современные гаджеты. Механическое устройство с названием Iter Avto также заправлялось бумажными рулонами с картами местности. Особенностью данной системы было соединение ползунка прокрутки со спидометром через специальный тросик. За счет этого карта прокручивалась самостоятельно сообразно движению автомобиля.
Столь нехитрый принцип позволял Iter Avto довольно точно указывать положение транспортного средства на местности. Но так как прокручивалась карта лишь в одном направлении (вперед/ вверх), неудобство системы заключалось в необходимости вручную менять рулоны, если водителю требовалось свернуть с дороги, а затем отрегулировать положение авто до нужной развязки. При этом автомобилисту приходилось возить с собой солидный запас карт для Iter Avto и самостоятельно разработать систему классификации, чтобы оперативно в них ориентироваться. Кроме того, карты не обновлялись так же быстро, как менялось устройство и направления реальных дорог.
Магнитные маячки и автоматика
Понятно, что из-за неудобства столь «глубоко аналоговых» носителей, то есть бумажных карт, первые системы навигации не получили широкого распространения. Вторая попытка в развитии технологий пришлась на автомобильный бум конца 1960-х, запустивший развитие различных исследовательских институтов. На этот раз инженеры делали ставку на автоматику, способную не только самостоятельно обнаруживать положение конкретной машины, но и анализировать дорожную обстановку вокруг нее.
В 1966 году инженерный отдел концерна General Motors представил систему, известную как DAIR. Название представляло собой аббревиатуру из «говорящих» слов Driver Aid, Information and Routing, то есть «помощь, информация и навигация для водителей». Данная система, конечно, не была построена на показаниях спутников, хотя принцип ее работы чем-то напоминал современные аналоги автомобильных навигаторов.
Так, DAIR должен был работать сообразно специфике устройства автодорог, согласно которой под дорожным покрытием с интервалами 3-5 миль должны были быть установлены магниты. Система на автомобиле, взаимодействуя с этими магнитами при помощи зуммеров и световых индикаторов, сообщала водителю о приближении к поворотам и сложным участкам, сопровождающимся ограничением скорости, особыми знаками, препятствиями и т.д.
В качестве носителей информации в навигаторе DAIR использовались перфокарты, а вся нужная информация выводилась на специальный экран, установленный на приборной панели. Кроме того, DAIR был оснащен радиотелефоном, по которому можно было связаться со справочной службой или вызвать техпомощь.
И хотя система DAIR не ушла в массовое производство из-за плохой масштабируемости, такие ее принципы, как позиционирование с помощью маяков и связь со спецслужбами, предложенные инженерами General Motors, впоследствии были использованы в современных навигаторах.
Любопытно, что помимо американского опыта нечто подобное DAIR в 1973 году предложили японские ученые из Агентства промышленной науки и техники. В основе их концепции лежала система, позволявшая регулировать плотность автомобильного потока за счет перенаправления части трафика в объезд наиболее загруженных точек. Самым жизнеспособным оказался концепт от компании Toyota, называвшийся Comprehensive Automobile Traffic Control System (CACS). По проекту контрольные трансмиттеры должны были устанавливаться как на улицах городов, так и в автомобилях, а информация о трафике с них поступала на компьютеры в контрольном центре.
Благодаря этим принципам осуществлялась двусторонняя связь, а CACS могла направлять транспортные средства по наиболее оптимальным маршрутам. Информацию водители получали от контрольной службы по специальным дисплеям или по радио. Первые испытания CACS прошли в 1975-м, а через два года, после успешного проведения масштабных испытаний, специальная комиссия признала, что польза от системы перевешивает затраты, связанные с ее установкой. При этом в 1979 году данный проект всё-таки официально свернули.
В 1980-х стало понятно, что разработка и внедрение аппаратных систем мониторинга автомобильного движения в городах и на магистралях нежизнеспособны из-за своей сложности и дороговизны. Тем не менее многие бренды решили продолжать исследования, вернувшись к автономным навигаторам.
Так, уже в 1981 году компания Honda запатентовала в США Electro Gyrocator – первый навигационный прибор для автомобиля. Он работал по принципу инерциальной навигации, когда специальный датчик с газообразным гелием определял направление движения автомобиля. Информацию о начале движения и об остановке авто Electro Gyrocator получал от коробки передач. Все данные при этом обрабатывались аналоговым компьютером. Прибор комплектовался набором карт, отпечатанных 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. Перемещение автомобиля при этом указывала светящаяся точка. Данный навигатор стоил слишком дорого, поэтому популярным не стал.
После успешно презентованной системы навигации от Honda различные системы с разной степенью уникальности поступали на рынок едва ли не каждый год. Самым проблемным местом таких навигаторов являлись носители с картами. К примеру, компания Etak в 1985 году продемонстрировала свой навигатор с электронным компасом и специальными кассетами с интегрированными на них картами. А бренд Toyota в 1987-м представил навигатор с носителями на CD. Правда, гаджет являлся визитной карточкой обновленной тогда модели Crown, купить его отдельно было нельзя.
Опыт Toyota в 1990 году повторила Mazda, оснастив свои Eunos Cosmo четвертого поколения первыми в мире GPS-навигаторами. Toyota, впрочем, тоже не отставала, через два года показав бизнес-седан Toyota Celsior с похожей системой, снабженной при этом голосовым помощником. В 1994 году аналогичные системы выходят на европейский рынок, впервые появившись на BMW 7-Series в кузове E38, – устройство, разработанное баварцами совместно с Phillips, оснащалось цветным экраном и было доступно в качестве опции.
Еще через год навигаторы стали доступны и на американских автомобилях. Первым из брендов, применивших эти устройства серийно, стал Oldsmobile. В этом же году японская Acura представила навигатор с картами на жестком диске. В 1998-м компания Garmin выпустила Street Pilot – первый портативный автомобильный навигатор с монохромным экраном и загруженными в него картами. Этот девайс можно было закрепить на панели или лобовом стекле. Чуть позже появилась улучшенная его версия с цветным дисплеем.
С приходом «нулевых» технологии стали развиваться еще более стремительно: появились Google-карты с загружаемой информацией из интернета, система ГЛОНАСС и навигаторы с функцией дополненной реальности. Даже знаменитая система автопилотирования Tesla, применяемая также на других современных авто, работает на принципах, которые использовались для функционирования автомобильной навигации. Но это все – другая история. А у нас сегодня есть возможность осознать, какой долгий путь стоит за фразой голосового помощника «маршрут построен»…
