車載ナビゲーションシステム

車載ナビゲーションシステムは、自動車の操作系に組み込まれているもの、またはサードパーティ製の追加機器で、自動車内での方向案内に使用されます。通常、衛星測位装置を使用して位置情報を取得し、それを道路上の位置と関連付けます。必要な場合は、ルートを計算できます。走行中の交通情報（通行止め、渋滞など）を利用して、ルートを調整することも可能です。

都市部の峡谷やトンネルによってGNSS信号の損失やマルチパスが発生する可能性があるため、駆動系に取り付けられたセンサー、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計からの距離データを使用した推測航法を使用することで、信頼性を高めることができます。

数学的に言えば、自動車ナビゲーションはグラフ理論における最短経路問題に基づいています。これは、大規模なネットワーク内の2点間において、いくつかの基準（最短、最安、最速など）を最もよく満たす経路を特定する方法を研究するものです。

自動車ナビゲーションシステムは、自動運転車の開発に不可欠です。^{[ 1 ]}

自動車ナビゲーションシステムは、さまざまな技術の融合を表しており、その多くは何年も前から利用可能でしたが、高価すぎたり、入手困難だったりしました。製品が商業的に実現可能になる前に、バッテリー、ディスプレイ、処理能力などの制限を克服する必要がありました。^{[ 2 ]}

• 1961年：八木秀次が無線を利用した航法システムを設計した。この設計はまだ原始的で、軍事用途を想定したものであった。
• 1966年：ゼネラルモーターズリサーチ（GMR）は、DAIR（Driver Aid, Information & Routing）と呼ばれる衛星ベースではないナビゲーションおよびアシスタンスシステムに取り組んでいました。初期テストの後、GMは、それがナビゲーションアシスタンスを提供する拡張性や実用性に欠ける方法であることに気づきました。しかし、数十年後、このコンセプトはOnStar（1996年設立）として復活することになります。^{[ 3 ]}
• 1971年：コンパクトカセットベースのナビゲーションは、あらかじめ決められたルートに従い、指示が読み上げられた後、トーンが鳴り、コントローラーに距離（トーンで示される）に達したらカセットを続行するように指示する。^{[ 4 ]}
• 1973年：日本の通商産業省（MITI）と富士重工業は、自動車ナビゲーションシステムに関する日本の研究プロジェクトであるCATC（総合自動車交通制御）を後援した。^{[ 5 ]}
• 1979年：通商産業省が日本に自動車交通運転電子技術協会（JSK）を設立した。^{[ 5 ]}
• 1980年：トヨタクラウンに新機構の電子式オートコンパスが搭載される。
• 1981年：CATCの初期の研究では、日本のホンダ、日産、トヨタの自動車ナビゲーションシステムの第一世代が開発されました。これらは推測航法技術を使用していました。^{[ 5 ]}
• 1981年：ホンダのエレクトロジャイロケーターは、市販された最初のカーナビゲーションシステムでした。慣性航法システムを使用しており、走行距離、出発地点、進行方向を追跡しました。^{[ 6 ]}また、地図表示機能も備えていました。^{[ 5 ]}
• 1981年：トヨタ・セリカにナビゲーションコンピュータ（NAVICOM）が搭載される。^{[ 7 ]}
• 1983年：Etakが設立された。同社は、推測航法機器を改良するために地図照合を使用する初期のシステムを開発した。デジタル地図情報は標準カセットテープに保存された。^{[ 8 ]}
• 1987年：トヨタはトヨタクラウンに世界初のCD-ROMベースのナビゲーションシステムを導入した。^{[ 9 ]}
• 1989年: Design Works USAのグレッグ・ハウは、Hunter Systemsの4万ドルのナビゲーションコンピュータをMagna Torreroコンセプトカーに採用した。元々は消防署の消火栓の位置を特定するために開発されたこのシステムは、衛星信号と推測航法の両方を利用して、民生用GPSの制限によるシステム全体の精度を向上させた。このシステムはまた、以前のシステムで使用されていたモノクロのベクトルマッピング表示ではなく、カラーラスタースキャンモニターを誇っていた。^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}
• 1990年：マツダ・ユーノス・コスモは、 GPSナビゲーションシステムを内蔵した最初の量産車となった^{[ 13 ]。}
• 1991年、ゼネラルモーターズはアメリカ自動車協会、フロリダ州運輸局、オーランド市と提携し、車載ナビゲーションシステムであるTravTek（Travel Technologyの略）を開発しました。100台のオールズモビル・トロネードにこのシステムが搭載され、75台はエイビスのオーランド国際空港オフィスでレンタル可能、残りの25台は地元のドライバーが試乗しました。車両のトランクにコンピューターシステムが設置され、後部に専用アンテナが取り付けられ、オールズモビル・トロネードのビデオスクリーン（標準のトロネードのオプション）に接続されてナビゲーションが表示されました。TravTekはオーランドとその都市圏の12,000平方マイルのエリアをカバーし、レストラン、AAA認定ホテル、アトラクションのリストも含まれていました。^{[ 14 ]}
• 1991年：トヨタはトヨタ・ソアラにGPSカーナビゲーションシステムを導入した。
• 1991年：三菱は三菱デボネアにGPSカーナビゲーション（MMCS：三菱マルチコミュニケーションシステム）を導入した。^{[ 15 ]}
• 1992年：トヨタ・セルシオに音声アシストGPSナビゲーションシステムを搭載。
• 1993年：オーストリアのテレビ局ORFは、ソフトウェア会社bitMAPとその代表ヴェルナー・リービッヒの発明品である、衛星ベースのナビゲーションシステムを使用した、通り名と番地を含む電子都市地図のプレゼンテーションを放送した。bitMAPは同年ラスベガスで開催されたComdexに参加したが、うまくマーケティングできなかった。^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}
• 1994年：BMW 7シリーズE38は、GPSナビゲーションを搭載した最初のヨーロッパモデルです。ナビゲーションシステムはフィリップス（Philips CARIN）との協力で開発されました。^{[ 19 ]}
• 1995年：オールズモビルは、米国で生産される車に初めて搭載されたGPSナビゲーションシステム「ガイドスター」を発表しました。^{[ 20 ]}このナビゲーションシステムは、ゼクセル社 との協力のもと開発されました。ゼクセル社は、レンタカー会社エイビスと提携し、このシステムをレンタカーで広く利用できるようにしました。これにより、米国の一般の人々の多くが初めてカーナビゲーションを利用する機会を得ました。
• 1995年：ミュンヘンに拠点を置くComRoad AG社が開発した「Mobile Assistant」（略称MASS）と呼ばれるデバイスが、CeBITにおいて雑誌Byteから「モバイルコンピューティングにおける最優秀製品」の称号を獲得した。このデバイスは、車載GPSと速度センサーの両方を備え、無線インターネット接続によるターンバイターン方式のナビゲーションを提供した。
• 1995年：アキュラは1996年型RLで初のハードディスクドライブベースのナビゲーションシステムを導入した。^{[ 21 ]}
• 1997年：トヨタプリウスの工場オプションとして、差分GPSを使用したナビゲーションシステムが開発されました^{[ 22 ]。}
• 1998年：トヨタ プログレに初のDVDベースのナビゲーションシステムが導入されました。
• 2000年：米国はより高精度のGPS信号を民間向けに提供開始した。^{[ 23 ]}
• 2003年：トヨタは、ハードディスクドライブベースのナビゲーションシステムと、電子スロットル制御を内蔵した業界初のDVDベースのナビゲーションシステムを発表しました。
• 2007年：トヨタは、車載ナビゲーションシステムに地図更新を配信する技術である「マップオンデマンド」を導入した。これは世界初の試みだった。
• 2008年：トヨタクラウンに世界初のナビゲーションシステム連動ブレーキアシスト機能とナビゲーションシステム連動アダプティブバリアブルサスペンションシステム（NAVI/AI-AVS）を搭載
• 2009年： Sygic社がiOS向けモバイルナビゲーションアプリをリリースしたことで、モバイルデバイスナビゲーションシステムの新しい時代が到来し、人気が高まり始めた。

道路データベースはベクターマップです。道路名や番地、家屋番号、そして興味のある地点（ウェイポイント）は、地理座標としてエンコードされています。これにより、ユーザーは住所または地理座標で目的の目的地を検索できます。（マップデータベース管理を参照してください。）

地図データベースのフォーマットはほぼすべて独自規格で、衛星ナビゲーションマップの業界標準はありませんが、一部の企業はSDAL（Shared Data Access Library）やNavigation Data Standard （NDS）でこの問題に対処しようとしています。Tele AtlasやNavteqなどの地図データベンダーは、ベースマップをGDF（Geographic Data Files）フォーマットで作成しますが、各電子機器メーカーはそれを最適化された、通常は独自の方法でコンパイルします。GDFは、カーナビゲーションシステムのCD標準ではありません。GDFは、ナビゲーションシステムの内部フォーマットで使用され、CD-ROMに変換されます。CDF（CARiN Database Format）は、Philipsが作成した独自のナビゲーションマップフォーマットです。

SDALはNavteqが開発した独自の地図フォーマットで、デジタルナビゲーションマップの業界標準となることを期待してロイヤリティフリーで公開されましたが、業界ではあまり広く採用されていません。このフォーマットを使用しているベンダーには以下が含まれます。

• マイクロソフト
• マゼラン
• 開拓
• パナソニック
• クラリオン
• インフォゲーテーション

• 拡張現実
• 自動車両位置特定
• 自動運転車
• 電子経路案内システム
• GPS交換フォーマット
• GPSナビゲーション機器
• 全地球測位システム（GPS）
• 誘導、航法、制御
• 自動車部品リスト
• マップデータベース管理
• マップスケープBV
• モバイルデータ端末
• 航法データ標準（NDS）
• ナビピックス
• ナブテック
• パーソナルナビゲーションアシスタント（PNA）
• トムトム
• トラフィックメッセージチャネル（TMC）
• ハイブリッドナビゲーション（ハイブリッド）
• ガーミン