Принцип действия навигационной системы
Навигационная система включает в себя навигационный блок, блок ЕСМ (сигналы скорости автомобиля), антенну GPS, блок аудио (генератор голосовых сообщений) и блок дисплея.
Функциональная схема
положения автомобиля
СКОРОСТИ ПОВОРОТА
изменения направления
дорожной карты
касающихся карты
и положения автомобиля
Изменение
масштаба карты
ПРОВОДНИКА
положения автомобиля
волны со спутника
СКОРОСТИ АВТОМОБИЛЯ)
расстояния пути
сопровождение
Пульсирующий сигнал скорости
Сигнал скорости автомобиля посылается блоком ЕСМ. Компьютер ЕСМ получает сигнал от датчика распределительного вала двигателя, обрабатывает его и посылает в спидометр и другие системы.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
РАССТОЯНИЯ
Датчик угловой скорости поворота
Датчик угловой скорости определяет изменение направления движения (угловую скорость поворота) автомобиля. Датчик представляет собой гироскопическое устройство, встроенное в навигационный блок системы.
Устройство датчика
Чувствительный элемент датчика выполнен в форме камертона и сотстоит из пьезоэлектрических элементов, металлического блока и удерживающего пальца. Имеются четыре пьезоэлектрических элемента. Один элемент приводит осциляторы, один - транслирует и удерживает колебания на стандартной частоте, и два - определяют угловую скорость. Два осцилятора скручены на 90 градусов в центральной части, связаны в нижней части металлическим блоком и удерживаются фиксирующим пальцем. Пьезоэлектрическая детекторная часть крепится на верхнюю часть каждого осцилятора. Ведущая пьезоэлектрическая часть крепится к нижней части одного из осциляторов, а передающая часть крепится к нижней части другого осцилятора.
Принцип действия осциляционного гироскопа
Пьезоэлектрические элементы имеют ‘‘характеристики преобразования механического воздействия в электричество". Они деформируются в вертикальном направлении при подаче напряжения к обеим сторонам элемента и генерируют напряжение между сторонами пьезоэлектрического элемента при деформации под действием внешних сил. Осцилляционный гироскоп функционирует посредством использования этих характеристик пьезоэлектрических элементов и ‘‘Кориолисовой силы". (Кариолисова сила, отклоняет движущиеся предметы в результате вращения Земли.) При возникновении угловой скорости, Кариолисова сила перемещает элемент датчика в осциляционном гироскопе.
Принцип действия
-
Ведущий пьезоэлектрический элемент осцилятора, на который подается переменное напряжение в 6 КГц, колеблется и передает колебания осцилятору. Передающий пьезоэлемент входит в резонансные колебания, поскольку связан с ведущим элементом осцилятора металлическим блоком в нижней части.
-
Передающая часть осцилятора деформируется соответственно колебаниям и генерирует электрический сигнал (сигнал монитора). Навигационный блок управляет электрическим сигналом, передаваемым в ведущую часть осцилятора, и стабилизирует сигнал монитора.
-
Когда автомобиль остановлен, пьезоэлектрические части осцилятора колеблются вправо и влево вместе с осциляторами, но не создают сигнала, поскольку деформации изгиба его частей нет (нет боковой силы).
-
При повороте автомобиля вправо элемент датчика поворачивается вместе с автомобилем. При этом правый осцилятор сгибается вперед, а левый - сгибается назад. Величина деформации вперед/назад зависит от величины угловой скорости автомобиля.
-
Пьезоэлектрические детекторы генерируют сигнал (сигнал угловой скорости) в соответствии с величиной деформации. Величина генерируемого напряжения соответствует величине изменения направления движения автомобиля.
ДЕТЕКТОРЫ
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
ЭЛЕМЕНТ
НАБЛЮДЕНИЯ
НАправо
Глобальная система определения положения автомобиля (GPS)
Глобальная система определения положения автомобиля (GPS) позволяет навигационной системе определять текущее положение автомобиля, используя электрические волны, транслируемые спутниками, находящимися на орбитах вокруг Земли. Спутники транслируют сигнал идентификации спутника, информацию об орбите, сигнал передачи времени и другую информацию. Когда приемное устройство GPS принимает электрические сигналы от трех и более спутников одновременно, оно рассчитывает положение автомобиля на основании расстояния до каждого сателлита и его положения на соответсвующей орбите.
Изображение положения автомобиля при спутниковой навигации
Точность GPS
Точность определения положения в системе GPS зависит от числа спутников, чьи сигналы принимаются, и от условий неба. Точность обозначается отметкой GPS, показываемом в правом верхнем углу дисплея.
|
GPS MARK (Отметка GPS)
|
КОЛИЧЕСТВО СПУТНИКОВ
|
УСЛОВИЯ
|
ОПИСАНИЕ
|
||
|---|---|---|---|---|---|
|
Белый значок GPS
|
2 или меньше
|
Невозможно определить положение автомобиля
|
GPS функционирует нормально
Сигналы, получаемые GPS от спутников слишком слабы для определения положения автомобиля.
|
||
|
Зеленый значок GPS
|
3
|
Положение автомобиля определяется по двум координатам
|
Долгота и широта положения автомобиля могут быть определены. (С меньшей точностью, чем при определении по трем координатам.)
|
||
|
Зеленый значок GPS
|
4 или более
|
Положение автомобиля определяется по трем координатам
|
Долгота, широта и высота положения автомобиля над уровнем моря могут быть определены. (С большей точностью, чем при определении по двум координатам.)
|
||
|
Не показан
|
———
|
Неисправен
|
Системой GPS нельзя пользоваться из-за неисправности приемного устройства, разрыва в проводе или другой неисправности.
|
||
Антенна GPS
Антенна GPS усиливает волновой сигнал, передаваемый спутниками и передает его в приемное устройство GPS.
Приемное устройство GPS
Приемное устройство GPS встроено в навигационный блок. В нем рассчитывается положение автомобиля на базе сигнала, получаемого от антенны GPS. Рассчитанное положение автомобиля и условие приема сигнала передаются от приемного устройства GPS в навигационный блок для уточнения положения автомобиля.
Навигационный блок
Навигационный блок рассчитывает положение автомобиля и направляет вас к пункту назначения. В блоке выполняется коррекция дорожной карты, коррекция GPS и настройка расстояния. Он также управляет функциями меню и приводом DVD-ROM. Управляя всеми этими элементами, навигационный блок генерирует сигнал картинки фрагмента карты, направляет изображение на дисплей и передает речевые сообщения через аудиосистему.
Расчет положения автомобиля
В навигационном блоке положение автомобиля (направление движения и текущее положение) рассчитывается на основании сигнала изменения направления, получаемого от датчика угловой скорости колес, и сигнала скорости автомобиля (VSP), получаемого от компьютера ЕСМ.
Настройка дорожной карты
Настройка дорожной карты достигается обозначением положения автомобиля на дорогах дорожной карты. Дорожная карта, транслируемая с устройства DVD-ROM, сопоставляется с информацией о положении автомобиля, и положение автомобиля обозначается на ближайшей дороге. Настройки карты не происходит при движении автомобиля по дороге, не обозначенной на карте, или если автомобиль находится далеко от дороги, нанесенной на карту.
Настройка GPS
Настройка GPS достигается посредством показа положения автомобиля, как положения, определенного на базе информации GPS. В навигационном блоке производится сравнение рассчитанного положения автомобиля с положением автомобиля, определяемого в базе данных GPS. Если обнаруживается существенное расхождение, положение автомобиля корректируется по данным GPS.
Настройка расстояния
В результате настройки расстояния происходит уменьшение различия между сигналом пути на базе датчика скорости автомобиля и пути, замеренного по дорожной карте. В навигационном блоке производится сравнение рассчитанного положения автомобиля с положением автомобиля, определяемого в базе данных GPS. Затем навигационный блок уменьшает настраиваемое значение, если положение автомобиля всегда находится впереди положения по данным GPS, и увеличивает значение расстояние, если расчетное положение автомобиля отстает от положения, определенного в GPS.
Метод расчета маршрута
В навигационном блоке производится расчет различных маршрутов до места назначения. У вас есть выбор из четырех вариантов:
-
Наиболее быстрый путь − минимизирует время до прибытия
-
Наикрачайший путь − минимизирует растояние до прибытия
-
Сокращение пути пробега − уменьшает длину автопробега, насколько возможно
-
Сокращение пробега по платным дорогам − сокращает пробег по платным дорогам, включая паромные перевозки, насколько возможно
Звуковое сопровождение
Навигационный блок передает речевое указание перед подъездом к перекрестку или ответвлению дорог.Речевое указание передается через передние динамики аудиосистемы.
DVD-ROM
Все данные дорожной карты, включая масштабы, сохраняются на DVD диске. Данные карты включают в себя:
-
Протяженность, ширину дорог, ограничения скорости, правила движения, время до очередного перекрестка, расстояние до перекрестка дорог и инструкции для речевого сопровождения.
-
Широта и долгота положения автомобиля по GPS.
Глоссарий
Ниже приводится словарь терминов, используемых в связи с навигационной системой.
|
POI
|
Интересные места, которые перечислены в опции ‘‘places" в главном меню
|
|
GPS
|
Глобальная система определения положения автомобиля. Сеть, образованная 24 спутниками, вращающимися на орбитах вокруг земли.
|
|
NAVI
|
Сокращеннное название навигационной системы.
|
|
LCD
|
Жидкокристаллический дисплей.
|
|
ЕСМ
|
Компьютер управления двигателем.
|
|
VSP
|
Сигнал скорости автомобиля, сигнал проходимого расстояния, получаемый от компьютера ЕСМ.
|
|
БАЗА ДАННЫХ
|
Информация (содержание дорожных карт и адресов), хранящаяся на диске DVD и в блоке навигационной системы.
|
|
DVD-ROM
|
Содержание DVD диска, доступное только для чтения.
|
|
ОЦИФРОВАННАЯ ДОРОГА
|
Дорога, находящаяся на выводимой на экран дорожной карте.
|
|
НЕОЦИФРОВАННАЯ ДОРОГА
|
Дорога, НЕ занесенная на дорожную карту и отсутствующая на выводимой на экран дорожной карте.
|
|
Настроенная карта (настройка карты)
|
Навигационная система настраивает положение автомобиля на изображении карты, выводимой на дисплей, в то время как название текущей дороги показывается внизу карты в голубой зоне.
|
Аудиосистема
Аудиосистема получает речевые инструкции от навигационного блока и транслирует их через передние динамики, даже в момент использования аудиосистемы.
Блок дисплея
В блоке дисплея используется жидкокристаллический дисплей (LCD). Диплей шириной 7 дюймов с тонкой пленкой (TFT), содержит 336.960 пикселей. Цветная пленка и флюоресцентный источник света вынесены за заднюю поверхность жидкокристаллической пленки. Сенсорное устройство перед дисплеем являтся чувствительным к нажатию. Блок дисплея транслирует в навигационный блок сигналы от каждой операционной клавиши и от сенсорных выключателей.
