Erfahren Sie mehr über den Routenplaner und seine Geschichte


Navigationssysteme & Navigationsgeräte im PKW

1981 Honda präsentierte zum ersten Mal in Kooperation mit Alpine Electronics, ein PKW-Navigationssystem, den sogenannten elektronischen Gyrocator. Das System konnte die Position eines Fahrzeugs bestimmen. Auf der Rückseite gab es einen Vakuumbehälter, welche durch Rotation von anerkannten Luftfahrt-Systemen vererbet wurden und Änderungen am Lenkwinkelsensor ermöglichte. Mit einem eingebauten Fernfühler, gab es ein Signal an den Bordcomputer und berechnete eine Zeile, die auf einem Monochrom-Monitor in der Mittelkonsole des Autos angezeigt wurde. Diese Linie verlief im gleichen Abstand. Der Fahrer musste vor den Monitor eine Karte als transparente Abdeckung spannen. Der elektronische Gyrocator war im strengen Sinn kein wirkliches Navigationssystem, weil der Fahrer damit nicht den Standort des Fahrzeugs angezeigt bekam, noch konnte dieser eigene Vorschläge für eine Routenauswahl machen. Das System hat keine nennenswerte Verbreitung erlebt.
Bereits in der Marketing-Phase im Jahr 1984 scheiterte ein Pilot namens VDO Stadt, in Zusammenarbeit mit einem Straßenkarten-Editor. Das System verwies auf ein geomagnetisches Feld, was zu der ungefähren Position des Fahrzeugs führte. Ein Barcode-Leser wurde eingebaut und diente speziell dazu, codierte Zielkoordinaten einzugeben. Dann musste der Fahrer, unterstützt durch das VDO-Navigationssystem, die Richtung und die Entfernung (Luftlinie) zum Ziel angeben.

Im Jahr 1985, brachte in Kalifornien ein Unternehmen ein System mit dem einfachen Namen "Navigator" auf den Markt. Diese System musste noch die GPS-Daten eingegeben bekommen. Nach der Eingabe der Position auf einer digitalisierte Karte auf einem Bildschirm, wurde der Computer mit zwei Radsensoren und einem digitalen Kompass durchsucht und die Angaben des Straßennetzes gespeichert. Aufgrund der begrenzten Datenkapazität, kam es bei der Übertragung auf das Laufwerk sehr häufig zu Datenpannen. Da für dieses das Unternehmen die finanziellen Möglichkeiten begrenzt waren, hat es die spätere Produktion von digitalen Karten und Geräte verkauft. In Deutschland an Blaupunkt, an Clarion (Japan) und an Delco (USA).

1989 brachte Bosch mit seiner Tochtergesellschaft Blaupunkt TravelPilot IDS auf den Markt. Das Navigationssystem ist mit Informationen von Radsensoren und einer digitalen Karte gespeichert. Pioneer folgte 1990 mit dem ersten Auto GPS-Navigationssystem. Der erste Standard-Navigationssystem in einem Auto in Deutschland wurde im Jahr 1994 in einem BMW 7er E38 Typ eingebaut.

Mit dem Wegfall und dem gezielten Abbau von GPS-Signalen von der U. S. Army im Jahr 2000, wurde eine reine GPS-Navigation auch im Auto erschwinglich. Vor dieser Zeit, Genauigkeit von 100 m, ist dieser Wert eine präzise Navigation, vor allem in städtischen Gebieten. Zusätzliche Unterstützung durch Radsensoren und Kreisel sind dabei erforderlich. Es gibt jetzt bei der Navigation nur sehr selten und sehr begrenzt schlechte Empfangsbedingungen, zum Beispiel in städtischen Unterführungen oder sogar in Tunnels.

Heute gibt es eine Menge privater Kunden auf dem Markt für GPS-Navigationssysteme. Sie werden zum Beispiel in Kombination mit einem Autoradio oder als Stand-alone Geräte, die tragbar sind, angeboten. Es gibt dazu eigene tragbare Geräte (PND) oder auch als Erweiterung für die PC-Software, PDA oder Handy / Smartphone.

Für den temporären Verlust des Signals, wie zum Beispiel in einem Tunnel, musste das System die aktuelle Position berechnen und hochrechnen.

Die ideale Lösung wäre, die Position durch ein Funksignal innerhalb eines Inertialsystems herunter zurechnen. Diese werden zum Beispiel für Flugzeug-Systeme verwendet und können ebenso für autonome Navigationen eingesetzt werden. Allerdings sind diese Systeme sehr kostspielig und für Fahrzeuge mit hoher Dynamik in ihrer Bewegung, wie zum Beispiel der häufige Richtungswechsel oder der Geschwindigkeitswechsel, mit ausreichender Genauigkeit ausgestattet.

Üblich werden nun festinstallierte Systeme in einem PKW, beispielsweise im Produktionswerk installierte Geräte, um in Gebieten ohne zusätzlichen Kontakt Satelliten-Sensoren zu füllen, die relativ genaue Entfernung und die Richtung ändern und mit hinreichender Genauigkeit nachstellen können.

Bei mobilen Geräten muss die Software eine andere Berechnung durchführen: die ausgehenden Signals werden von diesen Systemen wahrgenommen, allerdings muss der Fahrer die vorgeschriebenen Vorgaben erfüllen und die Bewegungsgeschwindigkeit nicht beschleunigen.

Die Besonderheit der PKW-Navigationssysteme ist die Routenplanung, die in dieser Form erforderlich ist, vor allem in einer besonderen Komplexität.

Wie bereits erwähnt, ist das Navigieren mit Navigationssystemen in unbekannten Regionen ebenfalls möglich und eine echte Alternative. Nachdem das Gerät über alle notwendigen Daten verfügt, wie aktuelle Position, aktuelle Karten und das Ziel, ist keine weitere Aktion mehr erforderlich. Ein gemeinsamer Blick auf die Karte, um Position durch Straßennamen bestimmen, ist nicht erforderlich, wenn das System richtig funktioniert. Hierbei spart der sehr viel Zeit.

Moderne Systeme beinhalten auch die TMC Meldungen (Verkehrsangaben) zu Staus oder berechnen aufgrund der Situation der berechneten Route eine alternative Route. Das besondere an den modernen Systemen ist nicht nur das Wissen um eine verkehrstechnische Behinderung als Grund für die Weiterleitung anzusehen, sondern die konkrete Angabe (wie: langsamer Verkehr, Stau, Unfall oder vollständige Sperrung). Das System muss in diesem Fall andere Routen berechnen und als Alternative angeben. Der Nutzer muss diese entsprechend manuell bestätigen und damit annehmen oder aber ablehnen. Somit kann durch diesen manuellen Eingriff TMC manuell eingeschaltet und überprüft werden. Parallel dazu wird die alternative Route nicht nur berechnet, sondern auch Zeit zu Zeit mit dem Original-Route verglichen und die Mehrzeit dem Nutzer angegeben. Das Navigationssystem kann so eingestellt werden, dass nur wenn eine Ableitung der Bedingung signifikant ist (z.B. Zeitersparnis) dem Nutzer des Navigationssystems anzeigt wird. Ein solcher TMC-Dienst ist vor allem sehr angenehm, wenn der Nutzer sich im Ausland, wenn man die
Verkehrsberichte wegen mangelhaften Sprachkenntnissen nicht versteht. Eine weitere Möglichkeit besteht nur, wenn diese in einem einheitlich verständlichen internationalen Code angezeigt werden. Dieses Signal ist vorhanden, aber nicht in allen Ländern (kostenlos) zur Verfügung gestellt.

Nach Angaben der Karten kann der Nutzer auch die sogenannten POI (Points of interest) auswählen. Diese Punkte werden mit ihren Eigenschaften (Tankstelle, Tankstelle, Restaurant oder ähnliches) und deren Koordinaten auf der Karte gespeichert. Oft gibt es auch ein wichtiges Ziel aus der Vergangenheit, welches oft aufgerufen wurde und es macht Sinn dieses abzuspeichern.

Darüber hinaus sind einige Navigationssysteme mit einem Alarmsystem inklusive Kamera für Geschwindigkeitsmessung ausgestattet. Diese Warnung funktioniert nur bei festen Kontrollpunkten. Dieses überträgt keine Daten, wie manchmal fälschlicher Weise zu lesen. In Deutschland ist die Verwendung dieser Systeme in Übereinstimmung mit § 23 Absatz 1b StVO bei aktiver Fahrt auf öffentlichen Straßen verboten. Ebenfalls ist in anderen Ländern, z.B. in Österreich, ein solcher Informations-Service während der Fahrt ebenfalls verboten. Beim Einsatz dieser Informationen innerhalb der Routenplanung ist jedoch gesetzlich erlaubt.

Navigationssysteme in Fahrzeugen eindeutig positiv, obwohl einige Häufung von Unfällen zu beobachten ist, weil offensichtlich eine Ablenkung des Fahrers durch die Bedienung des Gerätes stattfindet. Studien haben gezeigt, dass vor allem beim Fahren in fremden Städten, etwa 50% der Konzentration, die Zeichen richtig zu lesen und die Kontrolle der Positionen für die Navigation allein aufgewendet wird. Das ist eine Konzentration, die an anderer Stelle fehlt. Darüber hinaus wird geschätzt, dass ca. 30% der städtischen Verkehrsstaus, durch eine Verzögerung, die für die Eingabe einer bestimmten Adresse oder bei der Suche nach einem Parkplatz, verursacht wird. Oft kann dies, vor allem für ungeübte Fahrer, zu riskanten Manövern (Spurwechsel früh, plötzliches Bremsen, etc.) führen und erhöht das Risiko von Unfällen auf dieser Straße in der Umgebung eines solchen Fahrzeugs und Fahrers.

Die älteste Form der PKW-Navigationssysteme waren ab Werk installierte Geräte. Seit den frühen 1990er Jahren, bieten viele Automobilhersteller PKW-Navigationssysteme als Sonderausstattung. Diese Systeme bestehen aus einer GPS-Antenne, in der Regel auf dem Dach des Fahrzeugs, ein Steuergerät, mit welchem der Nutzer Eingaben machen kann, ein Massenspeicher, von dem Daten-Karte gelesen wird, und mindestens ein Bildschirm, welcher die entsprechenden Angaben und Ergebnisse für den Nutzer liefert.

Für ältere Geräte gibt es Lager- und Steuereinheit im Kofferraum, diverse Empfehlungen auf einem kleinen Bildschirm hinter dem Lenkrad, und auch manchmal die Audio-Ausgabe per Autoradio.

Moderne Instrumente und Steuereinheit werden oft in das Autoradio integriert. Mit genügend Speicher, Massenspeicher Geräte für CD-oder DVD-ROM können diese Geräte genutzt werden. Sie werden wie ein Abspielgerät verwendet, um die Route während der Fahrt zu berechnen. Diese Geräte sind oft größer als normale Autoradios, verfügen zumeist über ein Doppel-Slot und ermöglichen so größere Bildschirme. Es gibt Modelle mit einem Farbdisplay (z.B. das Navigationssystem MFD), die eine Darstellung der Karte zeigen, den Weg der unmittelbaren oder erweiterten Region, während die meisten Monochrom-Display-Geräte mit Richtungspfeilen als Symbol dem Nutzer der Richtung anzeigen.

Ein großer Vorteil dieser Konstruktion ist, dass zusätzlich zu GPS-Informationen oft auch andere Informationen wie Puls und Richtungssensoren dem Nutzer zur Verfügung stehen, so dass eine genaue Positionierung, selbst wenn das GPS-Signal zu schwach oder kurzfristig hoch abgeschirmt wird, möglich ist. Darüber hinaus können Anzeigen für die Richtung des Auto-Lautsprechers verwendet werden, während das Volumen des Radios oder Musik-Wiedergabe automatisch in diesme Moment unhörbar wird.

Die Preisunterschiede und eine zunehmende Innovationsmüdigkeit der Automobilhersteller in den letzten Jahren einen haben den Umsatz von tragbaren Navigationssystemen sich viel schneller entwickeln lassen, als zunächst angenommen. Die Nachfrage stieg entsprechend. Im Jahr 2006 wurden in Europa rund neun Millionen tragbare Navigationssysteme verkauft, während im Vergleich dazu "nur" vier Millionen fest in einem PKW installiert wurden. Die Verbreitung von mobilen Geräten wird voraussichtlich nochmals deutlich steigen. In der Zwischenzeit können Mobiltelefone mit einer bestimmt Software ebenfalls als Navigationssystem verwendet werden.

Bei einer angedachten Verwendung von Navigationssystemen auf einem Motorrad empfiehlt sich die Verwendung einer Gegensprechanlage.

Etliche Navigationssysteme weisen den Nachteil aus, dass eine freie Auswahl der Kartenmaterialien nicht möglich ist. Der jeweilige Hersteller des Gerätes stellt auch sein Kartenmaterial zur Verfügung und als Nutzer ist man allein auf dieses angewiesen. Diverse PKW-Hersteller, Hersteller von Navigationsgeräten und Hersteller von Karten haben sich zu einer Initiative ("Physical Storage Format Initiative") zusammengeschlossen. Innerhalb dieser Initiative haben diese für Kartendaten ein Standardformat erarbeitet und somit das allgemeine Browsen in Datenbanken von Karten ermöglicht. Damit können zukünftige Verwendungen von Karten in verschiedenen Navigationssystemen auf ein und das gleiche Kartenmaterial zurückgreifen.

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