專利名稱：導(dǎo)航裝置及導(dǎo)航系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置及導(dǎo)航系統(tǒng)，詳而言之，涉及一種可同時(shí)進(jìn)行誤差修正及顯示實(shí)境圖像的裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著定位技術(shù)的迅速發(fā)展，利用全球定位系統(tǒng)(GPS)來進(jìn)行定位的導(dǎo)航裝置也越來越普及，美中不足的是，一般的導(dǎo)航裝置仍然具有定位精準(zhǔn)度不足，以及顯示畫面無法表現(xiàn)正確方位等缺點(diǎn)。關(guān)于定位精準(zhǔn)度不足的問題，究其原因，乃因全球定位系統(tǒng)提供的衛(wèi)星信號(hào)通過導(dǎo)航裝置的衛(wèi)星接收器予以接收，而衛(wèi)星接收器容易受到使用者身處的環(huán)境的影響，進(jìn)而產(chǎn)生若干漂移誤差現(xiàn)象。為了解決此種問題，遂有業(yè)者于導(dǎo)航裝置上附帶裝設(shè)可動(dòng)態(tài)感測方位的電子羅盤(magnetic compass)或陀螺儀(gyroscope)，并利用電子羅盤或陀螺儀所提供的方位信息來減低誤差現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)率。電子羅盤和陀螺儀的運(yùn)行原理，都與霍爾效應(yīng)(Halleffect)有關(guān)，也即，運(yùn)用洛倫茲力(Lorentz force)來令電子發(fā)生偏移，進(jìn)而從中計(jì)算出電壓變化的數(shù)據(jù)，并動(dòng)態(tài)感測出方位信息。然而，電子的偏移非常容易被使用者周遭的電磁環(huán)境所影響而產(chǎn)生磁性誤差，故現(xiàn)行利用電子羅盤或陀螺儀來減低誤差現(xiàn)象發(fā)生機(jī)率的作法，仍然無法使定位的精確度不足的問題有效、徹底地解決。針對導(dǎo)航畫面無法表現(xiàn)正確方位的問題，其原因在于，公知導(dǎo)航裝置所提供的顯示畫面，無論是二維、模擬三維、或是模擬交流道畫面，都與使用者肉眼所見的實(shí)境圖像具有極大的差異所致，故無法引起使用者良好的共鳴。詳而言之，使用者在接收到導(dǎo)航畫面后，首先必須從導(dǎo)航畫面中解析出指引的方位信息，并以主觀的心智旋轉(zhuǎn)(mental rotation)來修正自我對于所處方位的認(rèn)知，以進(jìn)一步?jīng)Q定下一步的行進(jìn)路線。由此可知， 心智旋轉(zhuǎn)的過程是否得以順利進(jìn)行，即為使用者能否快速地決定行進(jìn)路線的關(guān)鍵，而心智旋轉(zhuǎn)是否得以順利進(jìn)行的關(guān)鍵，又在于使用者能否輕易地從導(dǎo)航畫面中解析出所需的方位信息。然而，由于導(dǎo)航畫面與使用者肉眼所見的實(shí)境圖像往往差異極大，故使用者常需要花費(fèi)相當(dāng)?shù)木皶r(shí)間來對導(dǎo)航畫面進(jìn)行理解，并從中解析出所需的方位信息，因此往往讓心智旋轉(zhuǎn)時(shí)間過久，當(dāng)然也無法供使用者快速地決定行進(jìn)路線。有鑒于此，如何提供一種導(dǎo)航裝置及導(dǎo)航系統(tǒng)，不但能精準(zhǔn)地進(jìn)行定位，更能供使用者輕易地解析出所需的方位信息，以消除導(dǎo)航畫面無法供使用者快速地決定行進(jìn)路線的缺點(diǎn)，成為各界所急待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決公知技術(shù)的種種缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)航裝置及導(dǎo)航系統(tǒng)，以精準(zhǔn)地進(jìn)行定位，并供使用者快速地決定正確的行進(jìn)路線。為了達(dá)到上述目的及其他目的，本發(fā)明提供一種導(dǎo)航裝置，設(shè)置于移動(dòng)載具上，包括定位模塊，接收并分析衛(wèi)星所發(fā)出的定位信號(hào)，以產(chǎn)生對應(yīng)該移動(dòng)載具的定位信息；定
5向模塊，分析因該移動(dòng)載具活動(dòng)所引發(fā)的電磁信號(hào)，以產(chǎn)生對應(yīng)該移動(dòng)載具的定向信息 ’位置感知模塊，用以推論該移動(dòng)載具的行為模式，并依據(jù)該行為模式對該移動(dòng)載具的定位信息進(jìn)行誤差修正；方向感知模塊，對該電磁信號(hào)進(jìn)行修正，并將修正后的電磁信號(hào)與該定位信息進(jìn)行交互驗(yàn)證，以對該移動(dòng)載具的定向信息進(jìn)行誤差修正；地圖數(shù)據(jù)庫，用以提供地圖信息；數(shù)據(jù)處理模塊，用以依據(jù)該定位信息及該方向信息從該地圖信息中提取出對應(yīng)的區(qū)域地圖，并于該區(qū)域地圖上產(chǎn)生對應(yīng)該移動(dòng)載具的位置標(biāo)記；以及顯示模塊，用以顯示該區(qū)域地圖并將該定位信息、該定向信息和/或該位置標(biāo)記呈現(xiàn)于該區(qū)域地圖中。其次，本發(fā)明還提供一種導(dǎo)航系統(tǒng)，包括導(dǎo)航裝置、地圖數(shù)據(jù)服務(wù)器及連結(jié)運(yùn)算服務(wù)器。其中，該導(dǎo)航裝置設(shè)置于移動(dòng)載具上，用以提供該移動(dòng)載具進(jìn)行定位及導(dǎo)航，而該導(dǎo)航裝置具有定位模塊，用以接收并分析衛(wèi)星所發(fā)出的定位信號(hào)，以產(chǎn)生對應(yīng)該移動(dòng)載具的定位信息；定向模塊，分析因該移動(dòng)載具活動(dòng)所引發(fā)的電磁信號(hào)，以產(chǎn)生對應(yīng)該移動(dòng)載具的定向信息；位置感知模塊，用以推論該移動(dòng)載具的行為模式，并依據(jù)該行為模式對該移動(dòng)載具的定位信息進(jìn)行誤差修正；方向感知模塊，對該電磁信號(hào)進(jìn)行修正，并將修正后的電磁信號(hào)與該定位信息進(jìn)行交互驗(yàn)證，以對該移動(dòng)載具的定向信息進(jìn)行誤差修正；數(shù)據(jù)處理模塊， 用以產(chǎn)生對應(yīng)該移動(dòng)載具的位置標(biāo)記；以及顯示模塊，用以顯示該定位信息、該定向信息和 /或該位置標(biāo)記。該地圖數(shù)據(jù)服務(wù)器用以提供地圖信息。而該連結(jié)運(yùn)算服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)連結(jié)該導(dǎo)航裝置及該地圖信息服務(wù)器，用以依據(jù)該導(dǎo)航裝置的命令請求該地圖數(shù)據(jù)服務(wù)器提供該地圖信息，其中，而該連結(jié)運(yùn)算服務(wù)器具有提取模塊，用以依據(jù)該定位信息及該方向信息從該地圖數(shù)據(jù)服務(wù)器提供的地圖信息中提取/計(jì)算/分析出對應(yīng)該移動(dòng)載具所在地的區(qū)域地圖，并將該區(qū)域地圖傳回該導(dǎo)航裝置，以由該導(dǎo)航裝置的數(shù)據(jù)處理模塊依據(jù)該定位信息于該區(qū)域地圖上產(chǎn)生對應(yīng)該移動(dòng)載具的位置標(biāo)記，使該顯示模塊顯示該區(qū)域地圖，并將該定位信息、該定向信息和/或該位置標(biāo)記呈現(xiàn)于該區(qū)域地圖中。綜上所述，本發(fā)明的導(dǎo)航裝置及導(dǎo)航系統(tǒng)，可通過位置感知模塊及方向感知模塊來對移動(dòng)載具的定位信息及定向信息進(jìn)行誤差修正，并運(yùn)用路徑規(guī)劃模塊分析修正后的定位信息與定向信息，以產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)的路徑規(guī)劃信息，而通過圖像提取模塊及指示標(biāo)簽?zāi)K的交互搭配，更可將具有對應(yīng)于該路徑規(guī)劃信息的指示標(biāo)簽與及該移動(dòng)載具周圍的實(shí)境圖像同時(shí)呈現(xiàn)于顯示模塊中。借此，不但可大幅改善公知技術(shù)無法精準(zhǔn)地進(jìn)行定位的缺點(diǎn)，更可利用實(shí)境圖像引起使用者高度的共鳴，進(jìn)而供使用者快速地決定出正確的行進(jìn)路線。


圖1為本發(fā)明的導(dǎo)航裝置的第一實(shí)施例的架構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明的導(dǎo)航裝置的第二實(shí)施例的架構(gòu)圖；圖3A為本發(fā)明的導(dǎo)航裝置提供的典型路徑規(guī)劃信息圖；圖;3B為本發(fā)明的導(dǎo)航裝置顯示的典型顯示畫面圖；以及圖4為本發(fā)明的導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)圖。上述附圖中的附圖標(biāo)記說明如下1、1，、2 導(dǎo)航裝置3連結(jié)運(yùn)算服務(wù)器4 地圖數(shù)據(jù)服務(wù)器
6
a
A
b
B
C
d
e
f
F
g
h
hi
i
j
k
L
M
N
Pl
R
Q
Sl
定位模塊所在位置點(diǎn)定向模塊等分位置點(diǎn)位置感知模塊方向感知模塊地圖數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)處理模塊行進(jìn)區(qū)域顯示模塊路徑規(guī)劃模塊移動(dòng)意圖感知單元圖像提取模塊指示標(biāo)簽?zāi)K提取模塊路線區(qū)塊指針
P13 路口點(diǎn)背景圖像導(dǎo)向箭頭導(dǎo)航系統(tǒng)
具體實(shí)施例方式以下通過特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效，也可通過其他不同的具體實(shí)施例加以施行或應(yīng)用。請參閱圖1，為本發(fā)明的導(dǎo)航裝置的第一實(shí)施例的架構(gòu)圖。如圖所示，導(dǎo)航裝置1 包括定位模塊a、定向模塊b、位置感知模塊C、方向感知模塊d、地圖數(shù)據(jù)庫e、數(shù)據(jù)處理模塊f、及顯示模塊g，且導(dǎo)航裝置1設(shè)置于如行人、車輛、船舶、航空器等移動(dòng)載具(未圖示) 上。定位模塊a接收并分析衛(wèi)星所發(fā)出的定位信號(hào)，以產(chǎn)生對應(yīng)移動(dòng)載具的定位信息。較佳地，定位模塊a為全球定位系統(tǒng)(GPS)的信號(hào)接收器，而定位信息為對全球定位系統(tǒng)發(fā)出的定位信號(hào)進(jìn)行解析所得的位置坐標(biāo)，且可包含移動(dòng)載具于高速行進(jìn)狀態(tài)中的行進(jìn)方向。定向模塊b對移動(dòng)載具因活動(dòng)所引發(fā)的電磁信號(hào)進(jìn)行分析，以產(chǎn)生對應(yīng)移動(dòng)載具的定向信息。較佳地，定向模塊b為陀螺儀、電子羅盤或其組合式。而位置感知模塊c用以推論移動(dòng)載具的行為模式，并依據(jù)行為模式對移動(dòng)載具的定位信息進(jìn)行誤差修正，也即可依據(jù)推論出的行為模式對定位模塊a產(chǎn)生的定位信息進(jìn)行誤差修正。具體言之，位置感知模塊c先對定位模塊a接收并分析的定位信號(hào)進(jìn)行特征值萃取，萃取出移動(dòng)載具單位時(shí)間內(nèi)的位移值、速度差值和/或方向差值；接著運(yùn)用提取的特征值將移動(dòng)載具的行為狀態(tài)依照動(dòng)量變化歸類，以歸類出移動(dòng)載具不同的行為模式，如靜止模式、直線等速模式、直線加速模式、直線減速模式、等速轉(zhuǎn)彎模式、加速轉(zhuǎn)彎模式和/或減速轉(zhuǎn)彎模式，并同時(shí)計(jì)算出各行為狀態(tài)的機(jī)率值；于計(jì)算完成后，遂進(jìn)而補(bǔ)強(qiáng)慣性原理累積誤差的缺點(diǎn)，借此計(jì)算出移動(dòng)載具的狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)率矩陣，并得到移動(dòng)載具于一段時(shí)間內(nèi)的行為習(xí)性；此后，即依據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)率矩陣對前述定位信息進(jìn)行漂移誤差修正。故在定位模塊a受到環(huán)境干擾時(shí)，位置感知模塊c可修正定位信息的誤差現(xiàn)象，借此獲得更精準(zhǔn)的定位 fn息ο方向感知模塊d對前述電磁信號(hào)進(jìn)行修正，并將修正后的電磁信號(hào)與定位模塊a 產(chǎn)生的定位信息進(jìn)行交互驗(yàn)證，以對定向模塊b產(chǎn)生的定向信息進(jìn)行誤差修正。于本實(shí)施例中，方向感知模塊d依據(jù)移動(dòng)載具的剛性轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)特性來對電磁信號(hào)進(jìn)行磁性誤差修正。另，將修正后的電磁信號(hào)與定位模塊a產(chǎn)生的定位信息進(jìn)行交互驗(yàn)證，進(jìn)而對定向模塊 b產(chǎn)生的定向信息進(jìn)行誤差修正的動(dòng)作，指運(yùn)用磁性分析法和/或方向運(yùn)算法對修正完畢的電磁信號(hào)進(jìn)行分析和/或運(yùn)算，以獲得連續(xù)電磁信號(hào)中的差異信息，進(jìn)而通過該差異信息對前述移動(dòng)載具的定向信息進(jìn)行誤差修正。故經(jīng)過上述修正程序后，定向模塊b產(chǎn)生的定向信息即趨于精準(zhǔn)。地圖數(shù)據(jù)庫e用以提供選擇性地包含圖形、聲音、圖像、文字和/或符號(hào)的地圖信息。而數(shù)據(jù)處理模塊f用以依據(jù)修正的定位信息及修正的方向信息，從地圖數(shù)據(jù)庫e的地圖信息中提取出對應(yīng)的區(qū)域地圖，并對應(yīng)移動(dòng)載具的位置于區(qū)域地圖上產(chǎn)生標(biāo)記。較佳地， 數(shù)據(jù)處理模塊f選擇性地以圖形辨識(shí)技術(shù)、聲音辨識(shí)技術(shù)、圖像辨識(shí)技術(shù)、文字辨識(shí)技術(shù)及符號(hào)辨識(shí)技術(shù)從地圖信息中提取出區(qū)域地圖，并依據(jù)修正的定位信息于區(qū)域地圖上產(chǎn)生如動(dòng)態(tài)閃爍的亮點(diǎn)或虛擬模型的位置標(biāo)記，以代表移動(dòng)載具的即時(shí)位置。而顯示模塊g用以顯示數(shù)據(jù)處理模塊f提取的區(qū)域地圖，并將修正的定位信息、修正的定向信息和/或產(chǎn)生的位置標(biāo)記對應(yīng)呈現(xiàn)于區(qū)域地圖中。較佳地，顯示模塊g可為包含圖像處理播放芯片的液晶顯示器、LED顯示器或平面顯示器。具體實(shí)施時(shí)，當(dāng)啟動(dòng)本發(fā)明的導(dǎo)航裝置1后，導(dǎo)航裝置1即通過定位模塊a、定向模塊b、位置感知模塊c及方向感知模塊d的搭配，推論出精準(zhǔn)的定位信息及定向信息，接著再令數(shù)據(jù)處理模塊f依據(jù)推論出的定位信息及定向信息提取出區(qū)域地圖，并于區(qū)域地圖中產(chǎn)生位置標(biāo)記，以由顯示模塊g顯示。較佳者，顯示模塊g可同時(shí)于區(qū)域地圖中呈現(xiàn)定位信息與定向信息。故，本發(fā)明徹底解決了公知技術(shù)精準(zhǔn)度不足的問題。請參閱圖2，為本發(fā)明的導(dǎo)航裝置的第二實(shí)施例的架構(gòu)圖，如圖所示，導(dǎo)航裝置1’ 較導(dǎo)航裝置1增設(shè)了路徑規(guī)劃模塊h、圖像提取模塊i及指示標(biāo)簽?zāi)Kj。其中，路徑規(guī)劃模塊h依據(jù)使用者設(shè)定的目的地信息分析數(shù)據(jù)處理模塊f所標(biāo)記的位置信息，以產(chǎn)生與區(qū)域地圖相關(guān)聯(lián)的路徑規(guī)劃信息。為了說明路徑規(guī)劃模塊h的動(dòng)作方式，請一并參閱圖3A示出的典型路徑規(guī)劃信息圖。于圖3A中，使用者的所在位置點(diǎn)A代表位置感知模塊c與方向感知模塊d產(chǎn)生的的位置與方向標(biāo)記(移動(dòng)載具即時(shí)的所在位置與方向)，而位于以所在位置點(diǎn)A為中心點(diǎn)所勾勒出的扇形的中心線上的等分位置點(diǎn)B則代表暫時(shí)目的地。因此，當(dāng)路徑規(guī)劃模塊h以所在位置點(diǎn)A為起始點(diǎn)時(shí)，路徑規(guī)劃模塊h會(huì)利用所在位置點(diǎn)A、等分位置點(diǎn)B于區(qū)域地圖中規(guī)劃出適當(dāng)?shù)膮^(qū)域范圍(即呈扇形的行進(jìn)區(qū)域F)。而路徑規(guī)劃模塊h還可從行進(jìn)區(qū)域F 中解析出所涵蓋的路口清單(路口點(diǎn)Pl P13)，并進(jìn)一步利用路口點(diǎn)Pl P13推論出較佳的建議路線(路線L)。于本實(shí)施例中，路線L經(jīng)過的路口點(diǎn)P1、P4、P7可定義為中途點(diǎn)， 而行進(jìn)區(qū)域F的形狀及面積可隨修正的定位信息及修正的定向信息而調(diào)整，且建議路線的數(shù)量也可隨使用者的需求增加。其次，所述的路徑規(guī)劃模塊h可選擇性地具備移動(dòng)意圖感知單元hl，用以于預(yù)定期間持續(xù)分析移動(dòng)載具的定位信息、定向信息、目的地信息及路徑規(guī)劃信息，以推論出移動(dòng)載具的移動(dòng)意圖信息，借此進(jìn)一步依據(jù)推論出的移動(dòng)意圖信息選擇性地令路徑規(guī)劃模塊h 更新路徑規(guī)劃信息，以使路徑規(guī)劃信息隨時(shí)保持最新狀態(tài)。詳言之，移動(dòng)意圖感知單元hi 利用定位信息、方向信息、目的地信息及路徑規(guī)劃信息計(jì)算出移動(dòng)載具于單位時(shí)間內(nèi)的速度差值及距離差值，并借此推論出移動(dòng)載具的移動(dòng)意圖信息。具體而言，假設(shè)以所在位置點(diǎn) A為起始點(diǎn)，而所在位置點(diǎn)A和最接近的中途點(diǎn)(路口點(diǎn)Pl)的距離差值為D，而定向信息與最接近的中途點(diǎn)(路口點(diǎn)Pl)于單位時(shí)間內(nèi)的角度差值為Θ，此時(shí)若距離差值D與角度差值Θ隨著時(shí)間遞減，移動(dòng)意圖感知單元hi可推論出移動(dòng)載具遵循著路線L行進(jìn)；而若距離差值D與角度差值Θ隨著時(shí)間遞增，移動(dòng)意圖感知單元hi則可推論出移動(dòng)載具偏離了路線L，因此，可進(jìn)一步令路徑規(guī)劃模塊h更新路徑規(guī)劃信息以提供最新的建議路線。值得一提的是，由于移動(dòng)載具的速度差值可由單位時(shí)間內(nèi)定位信息及定向信息的變化來獲得， 故假設(shè)移動(dòng)載具于單位時(shí)間內(nèi)的速度差值為V，而于移動(dòng)意圖感知單元hi已判斷出移動(dòng)載具偏離路線L時(shí)，移動(dòng)意圖感知單元hi可再依據(jù)速度差值V進(jìn)行詳細(xì)的行為判斷。如，假設(shè)速度差V值遞減，則可判斷移動(dòng)載具處于迷路狀態(tài)；反之若速度差V值不變或遞增，則可判斷移動(dòng)載具處于非迷路的狀態(tài)，此時(shí)，移動(dòng)意圖感知單元hi可再要求路徑規(guī)劃模塊h更新路徑規(guī)劃信息。因此，本發(fā)明提供了更佳的使用彈性，避免更新路徑規(guī)劃信息過于頻繁而造成信息錯(cuò)亂和電力耗損。又，所述的圖像提取模塊i用以提取移動(dòng)載具周圍的實(shí)境圖像，較佳地，圖像提取模塊i可為數(shù)字?jǐn)z影機(jī)、數(shù)字相機(jī)、紅外線鏡頭或CCD鏡頭等裝置。而指示標(biāo)簽?zāi)Kj用以依據(jù)路徑規(guī)劃模塊h規(guī)劃的路徑規(guī)劃信息、經(jīng)位置感知模塊c修正的定位信息及經(jīng)方向感知模塊d修正的定向信息產(chǎn)生指示標(biāo)簽，以令顯示模塊g顯示圖像提取模塊i提取的實(shí)境圖像，并將產(chǎn)生的指示標(biāo)簽對應(yīng)呈現(xiàn)于顯示模塊g顯示的實(shí)境圖像中，換言之，可同時(shí)顯示實(shí)境圖像與指示標(biāo)簽。為了清楚說明顯示模塊g所顯示的具有指示標(biāo)簽的實(shí)境圖像，請一并參閱圖IBB所示出的典型顯示畫面圖。于圖3B中，背景圖像R代表圖像提取模塊i提取的實(shí)境圖像，導(dǎo)向箭頭Q代表指示標(biāo)簽?zāi)Kj產(chǎn)生的指示標(biāo)簽，而導(dǎo)向箭頭Q可指向最接近的下一個(gè)中途點(diǎn)。于本實(shí)施例中，導(dǎo)向箭頭Q可隨著定位信息與下一個(gè)中途點(diǎn)間的關(guān)系改變呈現(xiàn)角度，如以向右、向左、向右回轉(zhuǎn)或向左回轉(zhuǎn)的狀態(tài)呈現(xiàn)。而圖3B中的區(qū)塊M可代表數(shù)據(jù)處理模塊 f提取的區(qū)域地圖，而指針N可代表現(xiàn)實(shí)環(huán)境的正北及正南極。當(dāng)然，通過單位時(shí)間內(nèi)修正的定位信息的變化量，也可計(jì)算出移動(dòng)載具的時(shí)速并一并予以顯示。相較于公知技術(shù)，由于顯示模塊g顯示的顯示畫面結(jié)合肉眼所見的實(shí)境圖像與指示標(biāo)簽?zāi)Kj產(chǎn)生的指示標(biāo)簽，故可提高使用者的認(rèn)同感。而由于指示標(biāo)簽可指向下一個(gè)中途點(diǎn)，更可快速提供使用者需遵循的方位，進(jìn)而完全避免公知導(dǎo)航畫面的缺點(diǎn)。需補(bǔ)充的是，位置感知模塊C、方向感知模塊d、數(shù)據(jù)處理模塊f、路徑規(guī)劃模塊h、移動(dòng)意圖感知單元 hi及指示標(biāo)簽?zāi)Kj，可為包含集成電路的硬件或?yàn)榫哂羞壿嬔菟愎δ艿能浖６谝粚?shí)施方式中，導(dǎo)航裝置1可選擇性地僅增設(shè)路徑規(guī)劃模塊h及移動(dòng)意圖感知單元hi。請參閱圖4，為本發(fā)明的導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)圖。如圖所示，導(dǎo)航系統(tǒng)Sl包括通過有線/無線的網(wǎng)絡(luò)(未圖示)予以連結(jié)的導(dǎo)航裝置2、連結(jié)運(yùn)算服務(wù)器3及地圖數(shù)據(jù)服務(wù)器4，而導(dǎo)航裝置2可設(shè)置于如行人、車輛、船舶、航空器等移動(dòng)載具上。其中，導(dǎo)航裝置2 用以提供移動(dòng)載具進(jìn)行定位及導(dǎo)航，且具有與前述導(dǎo)航裝置1(1’)相同的定位模塊a、定向模塊b、位置感知模塊C、方向感知模塊d、數(shù)據(jù)處理模塊f、顯示模塊g、路徑規(guī)劃模塊h、移動(dòng)意圖感知單元hi、圖像提取模塊i及指示標(biāo)簽?zāi)Kj。而此處的數(shù)據(jù)處理模塊f，則僅用以產(chǎn)生對應(yīng)移動(dòng)載具的位置標(biāo)記。所述的地圖數(shù)據(jù)服務(wù)器4用以提供與前述地圖數(shù)據(jù)庫e相同或更加詳細(xì)的地圖信息。而于本實(shí)施例中，地圖數(shù)據(jù)服務(wù)器4可為如Google Map的在線地圖網(wǎng)站。而連結(jié)運(yùn)算服務(wù)器3為設(shè)置于系統(tǒng)供應(yīng)業(yè)者端的網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，且具有用以依據(jù)定位信息及方向信息從地圖數(shù)據(jù)服務(wù)器4提供的地圖信息中提取/計(jì)算/分析出對應(yīng)移動(dòng)載具所在地的區(qū)域地圖的提取模塊k，該提取模塊k并將該區(qū)域地圖傳回導(dǎo)航裝置2，以由數(shù)據(jù)處理模塊f依據(jù)定位信息于區(qū)域地圖上產(chǎn)生對應(yīng)移動(dòng)載具的位置標(biāo)記。借此，顯示模塊g可顯示區(qū)域地圖，并將定位信息、定向信息和/或位置標(biāo)記呈現(xiàn)于區(qū)域地圖中。導(dǎo)航裝置2相較于導(dǎo)航裝置1 (1’)，由于不需地圖數(shù)據(jù)庫e，故可節(jié)省容量。另，由于數(shù)據(jù)處理模塊f不需如前述實(shí)施例般提取區(qū)域地圖，故可節(jié)省資源。于一實(shí)施方式中，導(dǎo)航裝置2可選擇性地不增置路徑規(guī)劃模塊h、移動(dòng)意圖感知單元hi、圖像提取模塊i及指示標(biāo)簽?zāi)Kj。又，需注意的是，此處的路徑規(guī)劃模塊h及移動(dòng)意圖感知單元hl，也可為分離設(shè)置，也即將路徑規(guī)劃模塊h設(shè)置于連結(jié)運(yùn)算模塊3中，且將移動(dòng)意圖感知單元hi設(shè)置于導(dǎo)航裝置2中，其優(yōu)點(diǎn)為可通過運(yùn)算功能較為強(qiáng)大的連結(jié)運(yùn)算模塊3來支持路徑規(guī)劃模塊 h，以提供精細(xì)的路線規(guī)劃信息，進(jìn)一步節(jié)省導(dǎo)航裝置2的運(yùn)算資源。綜上所述，本發(fā)明的導(dǎo)航裝置及導(dǎo)航系統(tǒng)，可通過位置感知模塊及方向感知模塊來對移動(dòng)載具的定位信息及定向信息進(jìn)行誤差修正，并運(yùn)用路徑規(guī)劃模塊分析修正后的定位信息與定向信息，以產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)的路徑規(guī)劃信息，而通過圖像提取模塊及指示標(biāo)簽?zāi)K的交互搭配，更可將具有對應(yīng)于該路徑規(guī)劃信息的指示標(biāo)簽與該移動(dòng)載具周圍的實(shí)境圖像同時(shí)呈現(xiàn)于顯示模塊中。借此，不但可大幅改善公知技術(shù)無法精準(zhǔn)地進(jìn)行定位的缺點(diǎn)，更可借此提高使用者對于導(dǎo)航裝置提供的顯示畫面的認(rèn)同感，以供使用者快速地決定行進(jìn)路線。以上實(shí)施例僅用以例示性說明本發(fā)明的原理及功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍應(yīng)如所附的權(quán)利要求所列。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)航裝置，設(shè)置于移動(dòng)載具上，包括定位模塊，接收并分析衛(wèi)星所發(fā)出的定位信號(hào)，以產(chǎn)生對應(yīng)該移動(dòng)載具的定位信息；定向模塊，分析因該移動(dòng)載具活動(dòng)所引發(fā)的電磁信號(hào)，以產(chǎn)生對應(yīng)該移動(dòng)載具的定向 fn息；位置感知模塊，用以推論該移動(dòng)載具的行為模式，并依據(jù)該行為模式對該移動(dòng)載具的定位信息進(jìn)行誤差修正；方向感知模塊，對上述電磁信號(hào)進(jìn)行修正，并將修正后的電磁信號(hào)與該定位信息進(jìn)行交互驗(yàn)證，以對該移動(dòng)載具的定向信息進(jìn)行誤差修正；地圖數(shù)據(jù)庫，用以提供地圖信息；數(shù)據(jù)處理模塊，用以依據(jù)該定位信息及該方向信息從該地圖信息中提取出對應(yīng)的區(qū)域地圖，并于該區(qū)域地圖上產(chǎn)生對應(yīng)該移動(dòng)載具的位置標(biāo)記；以及顯示模塊，用以顯示該區(qū)域地圖并將該定位信息、該定向信息和/或該位置標(biāo)記呈現(xiàn)于該區(qū)域地圖中。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航裝置，其中，該位置感知模塊通過對該定位信號(hào)進(jìn)行特征值萃取以推論出該移動(dòng)載具不同的行為模式，并依據(jù)該移動(dòng)載具的各所述行為模式的機(jī)率值計(jì)算出該移動(dòng)載具的狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)率矩陣，以對該定位信息進(jìn)行漂移誤差修正，其中，該特征值指該移動(dòng)載具于單位時(shí)間內(nèi)的位移值、速度差值和/或方向差值，且該移動(dòng)載具不同的行為模式指靜止模式、直線等速模式、直線加速模式、直線減速模式、等速轉(zhuǎn)彎模式、加速轉(zhuǎn)彎模式和/或減速轉(zhuǎn)彎模式。
3.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航裝置，其中，該方向感知模塊依據(jù)該移動(dòng)載具的剛性轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)特性對該電磁信號(hào)進(jìn)行磁性誤差修正，而將修正后的電磁信號(hào)與該定位信息進(jìn)行交互驗(yàn)證，以對該移動(dòng)載具的定向信息進(jìn)行誤差修正，其中，交互驗(yàn)證的方法包括運(yùn)用磁性分析法和/或方向運(yùn)算法對磁性誤差修正完成的該電磁信號(hào)進(jìn)行分析和/或運(yùn)算以獲得差異信息，并借此對該移動(dòng)載具的定向信息進(jìn)行誤差修正。
4.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航裝置，還包括路徑規(guī)劃模塊，依據(jù)所設(shè)定的目的地信息，分析該移動(dòng)載具的位置標(biāo)記，以產(chǎn)生與該區(qū)域地圖相關(guān)聯(lián)的路徑規(guī)劃信息；而該路徑規(guī)劃模塊還具備移動(dòng)意圖感知單元，用以于一預(yù)定期間持續(xù)分析該移動(dòng)載具的定位信息、該定向信息、該目的地信息及該路徑規(guī)劃信息， 以推論出該移動(dòng)載具的移動(dòng)意圖信息，以依據(jù)該移動(dòng)意圖信息選擇性地更新該路徑規(guī)劃信息，其中，該移動(dòng)意圖感知單元利用該定位信息、該方向信息、該目的地信息及該路徑規(guī)劃信息計(jì)算出該載具于單位時(shí)間內(nèi)的速度差值及距離差值，以通過該速度差值及該距離差值推論出該載具的行進(jìn)意圖。
5.如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)航裝置，還包括圖像提取模塊，用以提取該移動(dòng)載具周圍的實(shí)境圖像；以及指示標(biāo)簽?zāi)K，用以依據(jù)該移動(dòng)載具的路徑規(guī)劃信息、該定位信息及該定向信息而產(chǎn)生對應(yīng)的指示標(biāo)簽，以由該顯示模塊顯示該實(shí)境圖像，并將該指示標(biāo)簽呈現(xiàn)于該實(shí)境圖像中。
6.如權(quán)利要求5所述的導(dǎo)航裝置，其中，該位置感知模塊、該方向感知模塊、該數(shù)據(jù)處理、該路徑規(guī)劃模塊、該移動(dòng)意圖感知單元及該指示標(biāo)簽?zāi)K為以軟件所建構(gòu)。
7.一種導(dǎo)航系統(tǒng)，包括導(dǎo)航裝置，設(shè)置于移動(dòng)載具上，用以提供該移動(dòng)載具進(jìn)行定位及導(dǎo)航，該導(dǎo)航裝置具有定位模塊，用以接收并分析衛(wèi)星所發(fā)出的定位信號(hào)，以產(chǎn)生對應(yīng)該移動(dòng)載具的定位信息；定向模塊，分析因該移動(dòng)載具活動(dòng)所引發(fā)的電磁信號(hào)，以產(chǎn)生對應(yīng)該移動(dòng)載具的定向 fn息；位置感知模塊，用以推論該移動(dòng)載具的行為模式，并依據(jù)該行為模式對該移動(dòng)載具的定位信息進(jìn)行誤差修正；方向感知模塊，對上述電磁信號(hào)進(jìn)行修正，并將修正后的電磁信號(hào)與該定位信息進(jìn)行交互驗(yàn)證，以對該移動(dòng)載具的定向信息進(jìn)行誤差修正；數(shù)據(jù)處理模塊，用以產(chǎn)生對應(yīng)該移動(dòng)載具的位置標(biāo)記；及顯示模塊，用以顯示該定位信息、該定向信息和/或該位置標(biāo)記；地圖數(shù)據(jù)服務(wù)器，用以提供地圖信息；以及連結(jié)運(yùn)算服務(wù)器，通過網(wǎng)絡(luò)連結(jié)該導(dǎo)航裝置及該地圖信息服務(wù)器，用以依據(jù)該導(dǎo)航裝置的命令請求該地圖數(shù)據(jù)服務(wù)器提供該地圖信息，其中，該連結(jié)運(yùn)算服務(wù)器具有提取模塊，用以依據(jù)該定位信息及該方向信息從該地圖數(shù)據(jù)服務(wù)器提供的地圖信息中提取/計(jì)算/分析出對應(yīng)該移動(dòng)載具所在地的區(qū)域地圖，并將該區(qū)域地圖傳回該導(dǎo)航裝置， 以由該導(dǎo)航裝置的數(shù)據(jù)處理模塊依據(jù)該定位信息于該區(qū)域地圖上產(chǎn)生對應(yīng)該移動(dòng)載具的位置標(biāo)記，使該顯示模塊顯示該區(qū)域地圖，并將該定位信息、該定向信息和/或該位置標(biāo)記呈現(xiàn)于該區(qū)域地圖中。
8.如權(quán)利要求7所述的導(dǎo)航系統(tǒng)，其中，該位置感知模塊通過對該定位信號(hào)進(jìn)行特征值萃取以推論出該移動(dòng)載具不同的行為模式，并依據(jù)該移動(dòng)載具的各所述行為模式的機(jī)率值計(jì)算出該移動(dòng)載具的狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)率矩陣，以對該定位信息進(jìn)行漂移誤差修正，其中，該特征值指該移動(dòng)載具于單位時(shí)間內(nèi)的位移值、速度差值和/或方向差值，且該移動(dòng)載具不同的行為模式指靜止模式、直線等速模式、直線加速模式、直線減速模式、等速轉(zhuǎn)彎模式、加速轉(zhuǎn)彎模式和/或減速轉(zhuǎn)彎模式。
9.如權(quán)利要求8所述的導(dǎo)航系統(tǒng)，其中，該方向感知模塊依據(jù)該移動(dòng)載具的剛性轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)特性對該電磁信號(hào)進(jìn)行磁性誤差修正，而將修正后的電磁信號(hào)與該定位信息進(jìn)行交互驗(yàn)證，以對該移動(dòng)載具的定向信息進(jìn)行誤差修正，其中，交互驗(yàn)證的方法包含運(yùn)用磁性分析法和/或方向運(yùn)算法對磁性誤差修正完的該電磁信號(hào)進(jìn)行分析和/或運(yùn)算以獲得差異信息，并借此對該移動(dòng)載具的定向信息進(jìn)行誤差修正。
10.如權(quán)利要求7所述的導(dǎo)航系統(tǒng)，其中，該導(dǎo)航裝置還具備路徑規(guī)劃模塊，依據(jù)所設(shè)定的目的地信息，分析該移動(dòng)載具的位置信息，以產(chǎn)生與該區(qū)域地圖相關(guān)聯(lián)的路徑規(guī)劃信息；而該路徑規(guī)劃模塊還具備移動(dòng)意圖感知單元，用以于一預(yù)定期間持續(xù)分析該移動(dòng)載具的定位信息、該定向信息、該目的地信息及該路徑規(guī)劃信息，以推論出該移動(dòng)載具的移動(dòng)意圖信息，以依據(jù)該移動(dòng)意圖信息選擇性地更新該路徑規(guī)劃信息，其中，該移動(dòng)意圖感知單元利用該定位信息、該方向信息、該目的地信息及該路徑規(guī)劃信息計(jì)算出該載具于單位時(shí)間內(nèi)的速度差值及距離差值，以通過該速度差值及該距離差值推論出該載具的行進(jìn)意圖。
11.如權(quán)利要求10所述的導(dǎo)航系統(tǒng)，其中，該導(dǎo)航裝置還具備圖像提取模塊及指示標(biāo)簽?zāi)K，該圖像提取模塊用以提取該移動(dòng)載具周圍的實(shí)境圖像，而該指示標(biāo)簽?zāi)K用以依據(jù)該移動(dòng)載具的路徑規(guī)劃信息、該定位信息及該定向信息而產(chǎn)生對應(yīng)的指示標(biāo)簽，以由該顯示模塊顯示該實(shí)境圖像，并將該指示標(biāo)簽呈現(xiàn)于該實(shí)境圖像中。
12.如權(quán)利要求11所述的導(dǎo)航系統(tǒng)，其中，該位置感知模塊、該方向感知模塊、該數(shù)據(jù)處理模塊、該路徑規(guī)劃模塊、該移動(dòng)意圖感知單元及該指示標(biāo)簽?zāi)K為以軟件所建構(gòu)。
全文摘要
一種設(shè)置于移動(dòng)載具上的導(dǎo)航裝置及導(dǎo)航系統(tǒng)，通過位置感知模塊及方向感知模塊來對移動(dòng)載具的定位信息及定向信息進(jìn)行誤差修正，并運(yùn)用路徑規(guī)劃模塊分析修正后的定位信息與定向信息，以產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)的路徑規(guī)劃信息，同時(shí)，通過圖像提取模塊及指示標(biāo)簽?zāi)K的相互搭配，更可將具有對應(yīng)路徑規(guī)劃信息的指示標(biāo)簽與及移動(dòng)載具周圍的實(shí)境圖像一并予以呈現(xiàn)。借此，本發(fā)明不但可提供精準(zhǔn)的載具定位功能，更可依據(jù)使用者的行為模式提供正確的導(dǎo)航信息。
文檔編號(hào)G01C21/00GK102401654SQ20101028435
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者李鎰帆, 蔡宗憲, 黃俊堯 申請人:無限運(yùn)算股份有限公司