采用多种新技术更新汽车导航电子地图数据

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从卫星成像到绘制地图的增值网络，新技术和策略的及时完善，确保了汽车导航系统的精度。

        在短短的几年前，汽车导航系统已经从罕见的豪华车选项演变为大多数车辆中的主流功能，其速度之快超过了以往任何时候。对于OEM来说，车载导航是一种高利润的汽车电子产品，它能够增强驾驶体验、促销更多的汽车并有提高驾驶安全性。

        目前，全球售出的所有新车中，6%以上配备了工厂预装的导航系统。随着这些设备的功能和复杂性的增加，各种形状和类型的车载导航系统将有可能成为未来几年出售的大多数车辆中几乎标准的功能。

市场面临的挑战

        然而，尽管汽车导航系统呈现快速普及之势，但是，随着市场的持续成熟，其发展还是遇到了巨大的障碍和挑战，这些障碍包括：

     

• 数据发布的导入时间长：从构建和交付使用到车厂最终安装车载导航系统，需要很长的导入时间；这意味着当消费者使用的时候，其中的电子地图数据已经不是最新的了。从发布导航电子地图数据到消费者首次使用导航系统，期间的延迟时间长达4到9个月不等。      
  
• 更新导航数据：导航数据提供商无法每年都沿着每一条街道重新跑一遍，从成本上讲就不可行。目前，每三年才可以重新跑一条街道，然后，才能捕获变化并出版新的数据。从重跑一遍街道、编辑数据到制成导航设备制造商的专用格式数据，这个过程使导入时间的延长已经到了难以接受的地步。兴趣点(POI)数据甚至更为动态且不稳定，从而导致越来越多的信息和显示偏离实际情况。     
  
• 集成新技术：现有这一代基于DVD的导航系统不久将被淘汰，由更简易、更具有成本效益的技术来存储、再现和更新导航数据。例如，无线数据更新(可能是通过蜂窝电话网络、卫星、蓝牙或WiFi配置)技术与硬盘驱动器的结合，能够支持更为及时的更新。随着固体闪存驱动器容量的提高，它们将成为存储导航数据的可行候选存储媒介。此外，标准形状因子、容量和申请更新的责任等等问题也有待解决。     
  
• 成本：目前，对基于DVD的导航系统的升级而言，各地的成本差异较大，从125美元到500美元不等。尽管那些价格会持续走低，但是，对于频繁地更新和刷新数据来说，成本将可能继续成为一个障碍。     
  
• 可用性因素：对于以新技术支撑起来的导航系统，制造商必须定义有效的方式来确保数据更新简便易行。采用CD和DVD一直是一种直接的办法。然而，采用硬盘驱动器，消费者可能得被迫更新30到40Gb的数据(可能是保存电影及音乐的“全合一”信息娱乐系统)，这可能要花几个小时，因为服务过程要解决更新过程的中断、数据被破坏后的恢复等等诸如此类，这个过程可能对于经销服务中心是一个问题。
  

         在对导航数据进行更新换代的过程中存在许多挑战，但是，针对那些挑战也有许多解决方案。

一切工作都围绕着数据

        不管车载导航系统存储数据的方式及提供的功能如何(功能集的复杂性每个月都在增加)，其品质却建立在其显示的地图和兴趣点数据的新鲜程度及定位精度的基础之上。由于对时基、精度和低成本存在竞争强制要求，地图数据提供商正在以比往日更快的速度调整他们的方法、处理过程、技术以及用于捕获、确定、更新、处理并出版精确数据的范例。
        
        仅仅依赖于路面行驶这样的现场收集技术，看来成本太高、速度太慢且效率太低，无法跟上街道和兴趣点的变化。收集和确认数据的最佳策略是把搜索工具、卫星成像、政府数据源、公用事业和建筑公司以及具有大批驾驶员(如运输司机)的车队等等多方面提供的信息进行更为巧妙的融合，其中，车队司机采用的就是自己的GIS(地理信息系统)。

        成千上万的市、县、州和美国联盟政府都拥有丰富的街道信息资源，这些数据就可以被用于升级地图及导航数据。在一些情况下，地图供应商接受来自规划委员或工程公司的实际土地测量或经度/纬度数据。较大的政府或公司常常有权直接修改供应商的地图数据库。在其它情形下，诸如公用事业公司这样的既得利益团体可以提供用于升级地图数据库的文本报告。

        另外一种捕获详细地图数据的有用办法是采用精密卫星成像和航空摄影所提供的数据。如果分辨率足够高，这些数据源就可以产生精确的街巷信息、转弯限制和其它信息。采用这些数据源。地图供应商就可以在更短时间和更低成本上实现更宽的覆盖率和更高的精度。例如，假设在波士顿的附近增加了一条单行线，就不用不着等上几年再把那条单行线重跑一遍才能捕获到变化，现在供应商可以接收来自波士顿城市规划委员会的通知，并通过检查最近的航空拍摄加以确认，最后由电信运营商提供的报告得以证实。结果，数据库的更新仅仅花了几天时间。

        当然，在提高地图数据精度的过程中，道路驾驶仍然扮演着重要的角色。然而，其恰当的作用却是对黄金线路和高速公路已经发生变化的数据进行严格验证并收集更为精确的信息。就在几年以前，道路驾驶数据收集过程中，驾驶员在简单的笔记本电脑上以每小时3英里这样慢的车速手工记录相关数据。目前，移动地图增值网络正在给这种任务带来更快的速度和更高的自动化。

        这些专用目的车辆有4到6个安装在若干方向上的摄像机以及用于捕获道路属性的多个车载传感器。这些具有增值网络的专用车辆可以最高限速行驶，并捕获具有更多道路属性且更为丰富的数据。例如，在州际高速公路上，这些移动地图增值网络可以收集倾斜和仰角信息(有助于提供车辆安全性和运行效率)及用于警告驾驶员出现车道偏离(突然转向)的先进驾驶辅助系统的车道信息。

        此外，移动地图增值网络的其它作用包括：为拥挤路段捕获更为丰富的数据；确认最近一直没有更新数据的指定位置是否出现了变化；确认存在矛盾和问题的路段数据。

应用规则处理数据

        数据处理是确保导航数据精度的关键之一。如果更新的数据采用标准格式捕获，那么，就易于快速和精确地更新地图数据库。

        挑战在于如何处理一些例外情况。例如，重大建筑工程(如波士顿Big Dig隧道工程)需要高度训练有素的专家采用严格的结构工作流程来手工编辑数据。这些专家通过工作站实时访问成百Tb的数据，并调用卫星成像、来自移动地图增值网络的数据和几何数据以确保特定路段的精度。他们可能也会研究建筑图以获取定位信息、斜坡形状、限速、出口标志等等。

        在每一种情况下，处理所有这些数据都依赖于应用一系列确保与标准几何规则或其它指南一致的专用规则，如乘车服务点、出口和连通性等等。地图供应商反复构造了几百条确保其数据处理质量的规则。最后，一旦精确的数据处理完成，地图供应商就可以发布并将其编译为若干专用格式。

        随着车载导航系统功能的日益强大，消费者期望将增添无线连接的功能。整个行业需要持续着重于开发和扩展用于捕获、验证、处理、编译和分销地图数据的新方法，以保持与最新导航技术并驾齐驱，并进一步提高消费者的期望。