カーナビゲーション
カーナビゲーション(Automotive navigation system)とは、電子的に自動車の走行時に現在位置や目的地への経路案内を行う機能であり、また「カーナビゲーション・システム」と呼ばれる電子機器のことである。略して「カーナビ」と呼ばれることが多い。「ナビ」と略されることもあり、ナビという言葉自体がカーナビゲーションを表すようになってきている。
カーナビは、狭義には車載の固定式機器だけを指すが、広義にはカーナビから発展した携帯型ナビゲーション装置なども含まれており、本項目ではそれら各種を分類しながら以下で説明を行う。
カーナビは、自車の位置を知ることと、自車の位置を基に目的地への道案内をするのが主な機能である。通常はこれらを表示画面上の地図上の表示で行う。道案内は音声による指示を併用することが多い。
自車位置を知る仕組みとしては、GPS衛星などGNSSからのGPS位置情報が基本であるが、GNSSだけでは誤差があること、トンネルや高層建築物や山の陰では、上空からの電波が受信できないことから、カーナビ内の加速度センサとジャイロ、タイヤの回転に伴う車速信号の情報による自立航法と併用している。
経路案内は、詳細な道路情報を含んだ地図データを内蔵することにより、運転者に対して目的地までの進むべき道を示す。内蔵の地図は、カラー液晶ディスプレイ上に表示され、加えて合成音声による進路の案内が行える。製品によっては渋滞情報や空き駐車場情報の提供や、目標物の擬似立体表示などの付加的機能が備わっているものもある。
当初は、自動車用の行き先案内を行う車載の固定式電子装置だけであったが、二輪車用も登場し、2005年からは採用されている技術の一般化や部品の低廉化、装置の小型化に伴ってPNDと呼ばれる、車載用だけに限らない携帯可能な個人用ナビゲーション機器が現れている。その後、電子技術の向上に伴って、カーナビが提供する機能の多くが、小型の電子部品やアプリケーションソフトウェアで実現できるようになり、2009年からは専用機であったPNDから、高機能な携帯電話やスマートフォンの1機能に含まれるようになっている。
MSAS/WAASは、GPSの誤差補正または補強するシステム。
高精度化のための追加センサ(自立航法ユニット)
自動車の車速情報(主にスピードメーター用、ATミッション制御用)
後退信号(自動車がバックする際に自車位置を後退させる)
これらを複合して測位・地図表示する事をハイブリッド測位と称する。
クラウド(無線回線前提)
会員登録した自動車の走行状態を、携帯電話やスマートフォンなどに搭載されているBluetoothや無線LAN(Wi-Fi)、外付けの通信ユニットなどからサーバに集約して、各車に提供(フローティングカーデータ)
インターナビ(ホンダ)
G-BOOK(トヨタ・ダイハツ・スバル・マツダ)
T-Connect(トヨタ)
カーウイングス(日産)
スマートループ(パイオニア・三菱電機・JVCケンウッド)
ドコモ ドライブネット(NTTドコモ) 当面はタクシーの走行データを利用
Future Link(デンソーテン)
ETC2.0(DSRC)
DSSS(Driving Safety Support Systems)
アメリカでモータリゼーションが開花しはじめる20世紀初頭、道路標識やルート表示の整備不足から道に迷うドライバーが続出した。そんな中、1906年に「自動車カルテ」と呼ばれる測位装置が登場した。この装置は、車輪の回転に連動してロール状の地図を巻き上げる仕組みとなっており、20世紀前半まで改良を重ねながら同様の装置がつぎつぎに開発された。
スクロール式自動地図は、自立航法のみを用いて自車の現在位置を割り出していたため、走行開始後一定の地点で走行する方角の微調整を要した。また、車輪の回転を検出して移動距離の情報とするため、カーフェリー乗船時などには実際の移動を全く反映せず、上陸時に再設定の必要があった。
1970年代に民生品の小型コンピュータが普及するようになると、入力した起点・終点の位置と時間によって現在位置を推測する車載用の測位装置が開発されるようになった。初期のものは付属の地図帳が必要だったが、1980年代にはコンパスや運動センサーによって補正し、ディスプレイに地図を表示できる機種、音声によるナビゲートを行う機種などが現れた。推測航法システムは誤差が大きく、1993年のナブスター全地球位置把握システムの完成によって役割を終えた。
GPSの電波航法だけに頼る方式では、当時のアメリカ軍の軍事上の理由から、民間用では位置情報の誤差が100m程度までしか提供されず運用の保障もされていなかったことや、トンネル等の電波が届かない所では、そもそも利用できないなど問題があった。
民生用のカーナビ製品は日本での普及が最初であった。
民生用のカーナビが登場しはじめた頃には、GPSによる電波航法と自らのセンサー類に基づく自立航法が組み合わせられ、さらにCD-ROMに記録された道路地図情報を必要に応じて読み出し、自車走行経路の情報と照合する事で、正確に自車位置を特定するマップマッチングという方式も取られていた。
その後、地図情報は記憶容量のより大きなDVDも採用されるようになり、アメリカによるGPS衛星の安定運用への配慮と高精度サービスの開放、車載用TV受像機やカーステレオセットなどとの一体化などもあって、本格的に普及していった。その後は「ディファレンシャルGPS」によって、位置精度をさらに高める工夫や、道路交通情報通信システム (VICS) による渋滞情報や規制情報といった交通情報まで得られる製品も一般的になっている。
近年2017年4月では、DVDに代わりHDDやSSDを搭載することにより、動作の高速化・記憶容量の拡大が図られた製品や、テレマティクス による通信機能で地図情報などを更新できる製品や、ワンセグTV受像機、デジタルオーディオプレーヤー、インターネット接続といったデジタル機器類と融合した製品も登場している。また2010年代に入りGPS以外のGNSS(GLONASSやみちびきなど)に対応した製品も出始めている。
1981年 ホンダがジャイロ式カーナビ、「ホンダ・エレクトロ・ジャイロケータ」を発売。2代目アコードに搭載される。「ホンダ・エレクトロ・ジャイロケータ」はブラウン管上にガスケートジャイロ及び方向センサーにより計算された移動方向、移動量を表示するというものであったが、地図自体はセルロイド製のフィルム状地図を、ドライバー自ら移動の都度画面に張り替える必要があった。一方、トヨタは地磁気センサーと車速センサーにより自車の移動方向及び距離を数値的に表示する「ナビコン」を2代目トヨタ・セリカXXに搭載。日産も方位センサーにより目的地までの距離と、現時点での移動距離を数値的に表示する「ドライブガイドシステム」をR30型スカイラインにオプション設定した。当時の一連のシステムはカーナビというよりも「自動車用の慣性航法装置」として紹介されたという。
1982年 豊田通商シンガポール支部社長だった木村嘉伸の息子誠一郎が、市場調査をかけGPSを合わせ持つよう原案を出した。
これによってそれまでの失敗に終わって研究断念していたジャイロ式カーナビから研究方法が2段階ぐらいガラリと変わった。
1986年 ナビゲーションシステム研究会(現:「ITナビゲーションシステム研究会」、通称「ナビ研」)発足。トヨタ、2代目ソアラにROMカセットより読み込んだ高速道路地図を画面上に表示する「エレクトロマルチビジョン」を搭載。
1987年 トヨタ(デンソーが開発)がCD-ROMの電子地図を搭載した新型の「エレクトロマルチビジョン」を発表、同年発売のクラウンにオプション設定された。日本の警察及び日本車メーカー、電機メーカー等が中心として、ナビゲーション機能を備えた道路交通情報通信システムである「アムテックス(AMTICS)」の開発が開始される。このシステムは東京都心や万博会場等で開発が重ねられ、VICSに発展した。
1989年 日産、シーマに進行方向が上になる地図が画面に表示される「マルチAVシステム」をオプション設定。
1990年 マツダが三菱電機と共同開発したGPS式カーナビを搭載した「ユーノス・コスモ」を発売。
1991年 パイオニアが市販モデルで世界で初めてGPS式カーナビを発売。人工衛星からの電波で誘導することから、「サテライト・クルージング・システム」と呼ばれた。
1992年 アイシン・エィ・ダブリュ(現:アイシン)が世界初のボイスナビゲーションの開発に成功。初代トヨタ・セルシオに搭載される。以後、アルパインをはじめとする各カーナビメーカーに供給が開始され、音声案内は現在のカーナビのグローバル・スタンダード機能となる。
1993年 ソニーがモニターまでワンパッケージ化した低価格機を発売。
1996年 VICSサービスが開始。
1997年 ホンダがナビゲーションシステムとインターネットを融合させた、第1世代のインターナビサービスを発表。翌年アコード等からサービス提供を開始。
1997年 パイオニアがDVD-ROMカーナビを発売。
1997年5月 株式会社衛星測位情報センターがFM放送電波に載せて送信するD-GPSサービスを開始。
2000年5月 アメリカ合衆国国防総省が民間用GPS上のSA(セレクティブ・アベイラビリティ)信号を停止。これにより、GPSのみでの位置精度が、それまでの100m程度から10m程度へと飛躍的に向上した。
2001年 パイオニアがハードディスクドライブ内蔵カーナビを発売。音楽CDからリッピングできる「ミュージックサーバー」機能も搭載し、この後の高機能カーナビの方向性の指針となる。
2002年 パイオニアが通信型カーナビを発売。
2002年 日産自動車がテレマティクス「カーウイングス」を開始。
2003年 ホンダがインターナビ搭載車両から収集した交通情報を共有することにより、通常のVICS道路交通情報通信システム情報未提供道路に対しても情報を提供するフローティングカーシステムを自動車メーカーとして世界で初めて実用化。
2005年 KDDI、および沖縄セルラー電話が携帯電話上で利用できるカーナビシステム「EZ助手席ナビ」のサービスを開始(徒歩用のナビゲーションサービスは既に存在したが、本サービスより自動車の移動速度に対応可能に)。
2006年 パナソニックが地上デジタル放送チューナー標準装備モデルを発売。 携帯ゲーム機(PlayStation Portable)用のGPSレシーバーおよび対応ソフト「MAPLUS ポータブルナビ」(エディア)発売。
オリジナル工芸が日本国内初のSDカード方式PNDナビ「迷WAN BZN-100」をBroadzoneブランドで発売。
2008年3月 株式会社衛星測位情報センターがD-GPSサービスを終了。
2010年10月 Googleがスマートフォン等のAndroid搭載機器にて動作する「Google マップナビ」のサービスを開始。
2011年4月 NTTドコモがAndroid搭載スマートフォンや3G通信機能搭載のカーナビで利用できるカーナビゲーションサービス「ドコモ ドライブネット powered by カロッツェリア」を開始。
2011年9月 カー・コネクティビティー・コンソーシアムがMirrorLink規格を発表。
2012年5月 パイオニアがスマートフォンと接続してスマートフォン内にある対応アプリを表示・操作できるディスプレイ搭載カーオーディオを発売。
2012年7月 パイオニアがHUD対応カーナビを発売。
2012年8月 トヨタがMirrorLink対応のディスプレイ搭載カーオーディオ「スマホナビ対応ディスプレイ(DAN-W62・パナソニック製)」を同社車種向けの純正オプションとして発売。
2013年11月 富士通テンが市販ナビ初のWi-Fi内蔵・MirrorLink対応カーナビを発売。
2014年3月 AppleがiPhoneとカーナビを統合したCarPlayを発表。
2014年6月 グーグルがAndroidとカーナビを統合したAndroid Autoを発表。
2014年10月 パイオニアがCarPlay対応のディスプレイ搭載カーオーディオを発売。
2014年11月 パナソニックが市販ナビ初のブルーレイディスク再生対応カーナビを発売。
2015年2月 JVCケンウッドがハイレゾ音源再生対応カーナビを発売。
2015年4月 VICSワイドサービス開始。
2015年6月 トヨタがフォード、フォード子会社のリビオが推進する「スマートデバイスリンク」を用いた車載システムを商品化、および共同で仕様開発・運営を行う枠組みを構築することで合意。
2016年6月 パナソニックがAndroid Auto対応カーナビを発売。
2016年10月 JVCケンウッドがCarPlay・Android Auto対応カーナビを発売。
2016年12月 富士通テンがドライブレコーダー内蔵のカーナビを発売。
2017年6月 パイオニアがCarPlay・Android Auto対応のディスプレイ搭載カーオーディオを発売。
2018年8月 トヨタがスマートデバイスリンク対応のカーナビを同社車種向けの純正オプションとして発売。
2018年9月 ナビタイムジャパンのカーナビタイムがiOS 12におけるCarPlayにおいて、オフラインでも利用できるカーナビアプリとして日本で初めて対応。
2018年11月 準天頂衛星システム「みちびき」運用開始。
日本が世界一のカーナビ大国であるといわれていた当時は、海外での車輌の航法システムは、軍事用や救急車両のような緊急車両用が主流であり、民生用としては趣味品あるいは一部の技術的趣向者むけとしての位置づけが強かった。
その後現れた簡易型のカーナビともいえるPNDは、タクシー業者をはじめ個人でも普及しており、インダッシュ型のAV機能などの付加価値付きカーナビはもっぱら高級車に限定して普及している状況である。
海外メーカーには、ガーミンやLGフィリップス、TOMTOM、モトローラ、IBM、フィリップスなどがある。世界最大のメーカーであるガーミンの生産台数は、年間1000万台にものぼる。それに対する日本メーカーの生産台数は100万台以下であり、多機能化と高級化に傾注するあまり(ガラパゴス化と高額化が進み)、国際市場を得る機会を逃してしまった。
ただし、2010年現在のカーナビゲーション市場においては日本メーカーの生産台数は1割以下だが、日米欧における金額上のシェアは3割以上のため、ハイエンドに特化した戦略と見做すことも可能であり、日本メーカーの取り組みも一概に否定はできない 事実、TOMTOMもインダッシュ型カーナビを作ってクライスラーにOEM供給している。
なお、今後の市場予測としては、インダッシュ型は今後も増加傾向が続くが、PNDはスマートフォンカーナビへの移行、及びインダッシュ型カーナビの価格低下により市場が縮小する、とみなす調査報告もある。
欧米各国でも日本と同様に、住所(英米で xxx street, フランスで rue de xxx, ドイツ圏でxxx Strasse(Straße), 北欧で xxx Vegen・xxxkatu など)を入力していって徐々に絞り込み検索が行われ、目的地を確定、そしてルートマップと音声案内機能でガイドすることは日本と変わらない。著名施設は大抵直接検索可能である。
カーナビ用に用いられる電子地図の表示と案内のシステムは次の機能を持つのが一般的である。
地図画面の拡大・縮小(縮尺の変更)
地名・電話番号等による該当箇所の検索
車両の移動に伴い、自車位置を画面中央に保持する自動スクロール機能
車両の前方方向を画面上方に表示する自動回転機能。北を画面上方とすることも選択可能
目標地点を指示するとそこまでの道路を表示するルート検索機能。高速道路・有料道路を利用する・しないなどのモードを選択できる。ルートから外れた場合には音声などで知らせる。
音声案内機能。曲がるべき交差点などを音声で知らせる。
同じような地図データを見やすく表示しようと、メーカー各社が工夫している機能に次のようなものがある。
上空位置に視点を置いて表示する鳥瞰図機能。「バードアイ・ビュー」とも呼ばれる
三菱電機 - DIATONE SOUND.NAVI
フォルシアクラリオン・エレクトロニクス(旧・クラリオン)
ザナヴィ・インフォマティクス - クラリオンの100 %子会社→のちにクラリオンに吸収合併
JVCケンウッド(旧・ケンウッド) - AVENUE、彩速ナビ
データウエスト - 近年まで東南アジアで数機種を展開していたが、2012年より国内向けモデルを発表。
アイシン - 世界初の音声案内機能付き製品「V01-01」( 1992年〈平成4年〉8月)、世界初の車外持ち出し可能型テイクナビ「V05-01」、世界初のオーディオ・テレビ・ナビ一体型ナビ「V06-01」(いずれも1997年〈平成9年〉1月)などを生産。市販はせず、カーメーカー及びカーナビメーカーへのOEM供給のみ。世界シェア第2位。
タナックス - バイク用ナビブランドLabradorを展開
アール・ダブリュー・シー - X-RIDEブランドで販売
Google - Googleマップナビ、Waze
Apple - マップ
ナビタイムジャパン - カーナビタイム
インクリメント・ピー - MapFan
住友電工製とナカミチ製は、機種によっては同じソフトウェア(CD)を使用することが出来る。ただしCDは、2000年を最後に更新されておらず、両社とも市販カーナビ市場から撤退したことにより更新の可能性は途絶えている。 いずれも、ナビゲーション機能だけを搭載した製品を投入し、早い時期から画面の360度スクロール表示を実現し、VICS対応機器、ヘッドアップディスプレイの拡張に対応していた。
かつては『ナビラ(NAVIRA)』という名称で販売していた。2001年7月に発売の機種以降、アフターマーケット向けの新製品の発売はない。現在はケンウッドと技術・業務提携している。
『ナビゲーター』という名称で販売していた。現在はGPSアンテナをOEM供給している。
『GoGoNavi』という名称で販売していた。
NS400 1994年 -
NPA01(498,000円)を1992年に市場投入した後、5機種を発売したが、販売ルートを確立できなかったため、1995年に投入した機種を最後に市販市場から撤退した
ソニー(Sony Mobileを参照) - nav-u
かつてはジョグダイヤル対応機種や、本体・モニター両方が1DINに収まるモデル(NVX-DV733/735/739)を発売するなど、パイオニアとともにカーナビの黎明期を歩み続けたメーカー。ナビ研にも加入していた。しかし2DIN AV一体型搭載機の投入をせず(ただしXYZシリーズなど、AV機能を内蔵した“ポータブルではない"モニタ一体型モデルで、DINサイズ対応アタッチメントは発売していた)、2006年に日本でのカーエレクトロニクス部門から一旦撤退した。2007年3月に簡易型カーナビを販売し再参入したが、2012年7月に生産終了を発表し、同年内にすべての生産を完了した。
日本では、1999年11月から、道路交通法第百二十条第一項第十一号において、「自動車に持ち込まれた画像表示用装置を手で保持してこれに表示された画像を注視」する行為に罰則が設けられたが、カーナビは手に保持しない物のため、単純な注視は2004年11月以降の法改正後も依然罰則対象にはなっていない。しかしながらも、運転中のわき見による集中力の低下などを抑止するため、パーキングブレーキに取り付けたセンサーや本体の車速センサーと連動させることによって走行中の一部の操作が制限されたり、テレビの映像が表示されなくなる(音声のみとなる)機種が存在する。
ウォール・ストリート・ジャーナルは、日本の企業は世界中でナビシステムを輸出しているが、日本で現在販売されているモデルだけにテレビ視聴用のチューナーが組み込まれていると報じている。
自転車のカーナビゲーションであるサイクルナビゲーションも発売されている。専用の機種や、自動車用のポータブルナビゲーションにサイクリング機能を付加したものもある。専用機種には日本国外メーカーのものが多かったが、2011年にはパイオニアも参入した。
2021年現在、民生用のカーナビにはワンセグ/フルセグのチューナーが組み込まれているものが大多数だが、これらの受信機能を有するカーナビ装置についてNHKとの契約の義務があるかどうかについて争いがある。自宅にテレビがなく、カーナビ(ワンセグ受信機能付き)のみを所有する女性が、日本放送協会に対し受信料契約を結ぶ義務がないことの確認を求めた訴訟を起こしたことがあったが、2019年5月15日、東京地方裁判所は、カーナビはテレビ放送を受信するためではなく交通案内のために購入したとする女性側の訴えを退けている。