專利名稱：具有有源元件的便攜式導(dǎo)航裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)用戶握住便攜式導(dǎo)航裝置的殼體行進(jìn)(主要是步行)的同時(shí)幫助用戶導(dǎo)航的便攜式導(dǎo)航裝置和方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，使用GPS (全球定位系統(tǒng))為車輛的乘客提供到目的地的路線以輔助到達(dá)目的地的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)已被廣泛使用。同時(shí)，在現(xiàn)有技術(shù)中地圖通常用于為步行者導(dǎo)航。近年來(lái)，蜂窩電話已被廣泛使用，在便攜式終端的屏幕上顯示地圖信息等以引導(dǎo)步行者的導(dǎo)航系統(tǒng)已投入實(shí)際使用。作為針對(duì)使用便攜式終端的步行者的這種導(dǎo)航系統(tǒng)，PTL I和PTL 2均提出了一種目的地引導(dǎo)裝置。在該目的地引導(dǎo)裝置中，當(dāng)蜂窩電話終端的用戶向目的地行進(jìn)時(shí)，在蜂窩電話終端的屏幕上通過(guò)箭頭等顯示以用戶的當(dāng)前位置為基準(zhǔn)的到目的地的行進(jìn)方向。在用戶僅依賴屏幕上顯示的指示來(lái)識(shí)別目的地的方向的情況下，用戶不得不在步行的同時(shí)盯著屏幕上的地圖。對(duì)視覺(jué)的依賴可能使用戶疏于觀察前方和周圍，這會(huì)為用戶帶來(lái)危險(xiǎn)。也就是說(shuō)，如果用戶在盯著屏幕上顯示的地圖的同時(shí)步行(或者甚至是駕駛)， 則用戶可能發(fā)生交通事故或者為其它步行者帶來(lái)麻煩。為了解決這些問(wèn)題，已提出使用觸覺(jué)刺激引導(dǎo)方向的技術(shù)。例如，PTL 3提出一種根據(jù)目的地方向和行進(jìn)方向之差控制便攜式終端內(nèi)部的振動(dòng)器的系統(tǒng)。PTL 4提出一種設(shè)置于電動(dòng)輪椅中并使用向用戶的手指、手、肘等提供觸覺(jué)刺激的致動(dòng)器為用戶提供目的地方向的方向提供系統(tǒng)。引用列表專利文獻(xiàn)[PTLI]日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2003-083762
[PTL2]日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2005-241385
[PTL3]日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2002-168647
[PTL4]日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2008-180652
[PTL5]日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2001-025510

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題根據(jù)使用觸覺(jué)刺激作為用戶接口的現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)還具有下面的問(wèn)題。也就是說(shuō)，在根據(jù)PTL 3的終端使用振動(dòng)提供方向的情況下，通過(guò)振動(dòng)的有無(wú)僅向用戶通知終端(以及用戶)是否朝向目標(biāo)方向。因此，雖然在用戶朝向目的地方向的情況下可以向用戶通知他或她朝向這種方向，但在其它情況下用戶需要通過(guò)改變終端的朝向自己主動(dòng)探索目的地方向。因此，實(shí)際上，屏幕上顯示的指示主要用作用于引導(dǎo)方向的用戶接口，并且振動(dòng)僅起到輔助性的作用。
在根據(jù)PTL 4的系統(tǒng)中，用于致動(dòng)器自身的控制裝置可能很復(fù)雜，從而增加該裝置的成本。本發(fā)明的發(fā)明者認(rèn)識(shí)到前述背景的限制，從而提供一種能夠利用相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)不借助于視覺(jué)向用戶提供目的地方向的便攜式導(dǎo)航裝置。問(wèn)題的示例性解決方案在一個(gè)非限制性方面,本發(fā)明使用振動(dòng)PS (phantom sensation,幻感覺(jué))提供目的地方向，所述振動(dòng)PS是人類的一種振動(dòng)感知特征。振動(dòng)PS是這樣一種現(xiàn)象當(dāng)在皮膚上的多個(gè)點(diǎn)施加振動(dòng)刺激時(shí)，這些振動(dòng)刺激被共同地感知為位于中間點(diǎn)的單個(gè)振動(dòng)，通過(guò)改變這些振動(dòng)刺激的各振動(dòng)強(qiáng)度比率可改變所述中間點(diǎn)的位置。PTL 5公開(kāi)了一種使用電刺激引起振動(dòng)PS的系統(tǒng)，通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容包含于此。本發(fā)明的一方面在于它利用振動(dòng)PS，并移動(dòng)使用位于便攜式終端的殼體的不同位置處的至少三個(gè)振動(dòng)元件在用戶的手掌中引起的振動(dòng)PS的位置。根據(jù)本發(fā)明的便攜式導(dǎo)航裝置的一個(gè)示例性實(shí)施例，該裝置包括殼體；當(dāng)前位置檢測(cè)部分，檢測(cè)當(dāng)前位置；輸入部分，接收目的地的輸入；目的地方向檢測(cè)部分，檢測(cè)以所檢測(cè)到的當(dāng)前位置為起點(diǎn)的至目的地的目的地方向；終端方向檢測(cè)部分，檢測(cè)殼體的朝向作為終端方向；至少三個(gè)振動(dòng)元件，布置在殼體的不同位置處；角度差計(jì)算部分，計(jì)算所述目的地方向和所述終端方向之間的角度差；和振動(dòng)控制部分，基于所計(jì)算的角度差確定所述至少三個(gè)振動(dòng)元件的各自的振動(dòng)強(qiáng)度，以根據(jù)所確定的振動(dòng)強(qiáng)度來(lái)分別控制所述至少三個(gè)振動(dòng)元件。有益的效果根據(jù)本發(fā)明的便攜式導(dǎo)航裝置的實(shí)施例，可以通過(guò)振動(dòng)向握住終端的用戶提供目的地方向。結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)流暢且安全的導(dǎo)航系統(tǒng)，該導(dǎo)航系統(tǒng)直觀且容易并且不依賴視覺(jué)。


圖1是顯示根據(jù)實(shí)施例的便攜式終端的主要功能的框圖。圖2是顯示圖1中顯示的便攜式終端的示例性硬件結(jié)構(gòu)的框圖。圖3顯示便攜式終端的朝向和目的地方向之間的角度差e的關(guān)系。圖4是顯示本發(fā)明的實(shí)施例中由公式1表示的？1(9)至？4(9)的曲線圖。圖5示出角度差e、各振動(dòng)元件的振動(dòng)強(qiáng)度比率和振動(dòng)PS的位置之間的關(guān)系。圖6顯示本發(fā)明的實(shí)施例中的示例性屏幕顯示。圖7是顯示由本發(fā)明的實(shí)施例的便攜式終端執(zhí)行的處理的概要的流程圖。圖8是顯示圖7中顯示的地圖信息提供處理(SlO)的具體處理例子的流程圖。圖9是顯示圖7中顯示的導(dǎo)航處理(S20)的具體處理例子的流程圖。圖10是顯示圖9中顯示的目的地方向矢量計(jì)算處理(SM)的具體處理例子的流 程圖。圖11是顯示圖9中顯示的角度差計(jì)算處理(S25)的具體處理例子的流程圖。圖12是顯示圖9中顯示的振動(dòng)輸出處理(S^)的具體處理例子的流程圖。圖13是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)航系統(tǒng)的總體操作例子的序列圖。
圖14是顯示作為圖12中顯示的振動(dòng)輸出處理(S263)的變型的振動(dòng)輸出處理 (S263a)的處理例子的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。在實(shí)施例中，例示便攜式終端作為便攜式導(dǎo)航裝置的例子。圖I是顯示根據(jù)實(shí)施例的便攜式終端的主要功能的框圖。以下，便攜式終端可簡(jiǎn)單稱為終端。便攜式終端100包括處理部分10、當(dāng)前位置檢測(cè)部分20、終端方向檢測(cè)部分30、 輸入部分35、地圖數(shù)據(jù)庫(kù)(DB) /目的地位置檢測(cè)部分40、顯示部分50和振動(dòng)部分60。處理部分10包括中央處理單元(CPU)，并執(zhí)行便攜式終端100的總體控制和必要處理。例如，在執(zhí)行導(dǎo)航開(kāi)始操作的情況下，處理部分10管理便攜式終端100的總體控制。 具體地講，處理部分10包括多種功能塊，諸如地圖信息提供處理部分11、目的地方向矢量計(jì)算部分12、角度差計(jì)算部分13和振動(dòng)控制部分14。稍后將討論所述多種功能塊的操作。當(dāng)前位置檢測(cè)部分20檢測(cè)便攜式終端100的當(dāng)前位置，即，便攜式終端100在地球上的位置的維度和經(jīng)度。作為當(dāng)前位置檢測(cè)部分20，可使用位置檢測(cè)裝置，諸如GPS接收部分。然而，根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前位置檢測(cè)部分不限于GPS接收部分。終端方向檢測(cè)部分30檢測(cè)終端方向Vd，終端方向Vd是便攜式終端100沿縱向方向的末端所朝向的方向。具體地講，例如，方向檢測(cè)裝置(諸如地磁傳感器)可用于獲得相對(duì)于參考方向(諸如經(jīng)線(或緯線))終端的末端所朝向的方向作為終端方向Vd。通常，在用戶使用便攜式終端100的情況下，用戶握住便攜式終端100并且使它的殼體的縱向方向相對(duì)于垂直方向稍微傾斜以觀看顯示屏幕。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明通過(guò)振動(dòng)引導(dǎo)方向時(shí)，不必觀看屏幕，因此認(rèn)為用戶可以水平地(或幾乎水平地)握住殼體。在任何情況下，地磁傳感器使得可以在這種狀態(tài)下識(shí)別終端方向Vd。在終端方向Vd不在水平平面上的情況下，通過(guò)在水平平面上投影實(shí)際終端方向可獲得終端方向Vd。在這種情況下，加速度傳感器可用于檢測(cè)終端的姿態(tài)(殼體相對(duì)于垂直方向的傾斜)。輸入部分35允許用戶向便攜式終端100輸入命令或信息。輸入部分35可由諸如操作鍵和觸摸面板的任何輸入裝置形成。目的地位置檢測(cè)部分40檢測(cè)由用戶使用地圖數(shù)據(jù)庫(kù)選擇的目的地在地圖上的位置(維度和經(jīng)度)。使用的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)可存儲(chǔ)在便攜式終端中或者存儲(chǔ)于外部并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)獲得該地圖數(shù)據(jù)庫(kù)?？紤]到存儲(chǔ)大量地圖數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間(存儲(chǔ)器容量)的需要、更新地圖數(shù)據(jù)的需要等，使用后一選擇被認(rèn)為更實(shí)際。顯示部分50是在顯示屏幕上顯示信息(諸如文本和圖像)的顯示裝置，諸如液晶顯示裝置0XD)。在實(shí)施例中，顯示部分50具體地顯示從便攜式終端100看到的用于目的地的選擇的地圖信息和目的地的方向。振動(dòng)部分60是產(chǎn)生振動(dòng)以經(jīng)由觸覺(jué)向握住殼體的用戶提供信息的裝置。在實(shí)施例中，四個(gè)(至少三個(gè))振動(dòng)元件布置在便攜式終端的殼體的不同位置(在實(shí)施例中，布置在殼體的四個(gè)角部)作為振動(dòng)部分60，以通過(guò)驅(qū)動(dòng)這些振動(dòng)元件向用戶通知目的地的方向。振動(dòng)元件基本上以共同的預(yù)定頻率(例如,大約200Hz)振動(dòng)。本文使用的振動(dòng)元件可以是產(chǎn)生振動(dòng)的任何裝置。振動(dòng)元件可以是但不具體限于例如振動(dòng)電機(jī)、壓電元件或線性致動(dòng)器。處理部分10的各部分執(zhí)行下面的處理。在用戶從輸入部分35執(zhí)行導(dǎo)航開(kāi)始操作的情況下，地圖信息提供處理部分11從地圖DB獲取地圖信息并在顯示屏幕上顯示地圖信息以把地圖信息提供給用戶用于目的地位置的確定。關(guān)于確定的目的地位置的信息被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(圖I中未示出)中。目的地方向矢量計(jì)算部分12形成利用檢測(cè)的當(dāng)前位置作為開(kāi)始點(diǎn)檢測(cè)朝著目的地的目的地方向的目的地方向檢測(cè)部分。具體地講，目的地方向矢量計(jì)算部分12基于地圖信息提供處理部分11中存儲(chǔ)的目的地位置信息和來(lái)自當(dāng)前位置檢測(cè)部分20的當(dāng)前位置信息，利用便攜式終端100的當(dāng)前位置作為開(kāi)始點(diǎn)，在由經(jīng)線和緯線定義的平面上獲得目的地方向矢量Vn。角度差計(jì)算部分13計(jì)算由目的地方向矢量計(jì)算部分12計(jì)算的目的地方向矢量Vn 和參考方向(例如，沿經(jīng)線的北方向)之間形成的角度與從終端方向檢測(cè)部分30獲得的終端方向Vd和該參考方向之間形成的角度之差(角度差Θ)。換句話說(shuō)，角度差Θ只不過(guò)是目的地方向矢量Vn和終端方向Vd之間的角度。振動(dòng)控制部分14基于由角度差計(jì)算部分13計(jì)算的角度差Θ，計(jì)算安裝在終端的四個(gè)角部的振動(dòng)元件的振動(dòng)強(qiáng)度的比率。振動(dòng)控制部分14還根據(jù)振動(dòng)強(qiáng)度比率控制振動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)。通過(guò)改變這四個(gè)振動(dòng)元件的振動(dòng)強(qiáng)度，在握住便攜式終端的用戶的手掌中引起振動(dòng)PS。稍后將討論振動(dòng)強(qiáng)度比率的具體例子。圖2是顯示圖I中顯示的便攜式終端100的示例性硬件結(jié)構(gòu)的框圖。這種便攜式終端結(jié)構(gòu)能夠應(yīng)用于現(xiàn)有的蜂窩電話終端。處理部分10由中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器等形成。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)由CPU執(zhí)行的程序和各種數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器還用作CPU的工作區(qū)域和用于暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的區(qū)域。GPS接收部分21是當(dāng)前位置檢測(cè)部分20的例子，并具有從多個(gè)衛(wèi)星接收無(wú)線電波 (GPS衛(wèi)星信號(hào))以檢測(cè)當(dāng)前位置(維度和經(jīng)度)的功能。地磁傳感器31是終端方向檢測(cè)部分30的例子，并能夠檢測(cè)當(dāng)前位置的地磁的方向(例如，北方向)，以基于檢測(cè)的方向檢測(cè)終端當(dāng)前所朝向的方向。操作部分36是輸入部分35的例子，并由多個(gè)鍵(諸如，數(shù)字鍵、控制鍵和方向指示鍵)形成。除了操作部分36之外還可使用在顯示屏幕上放置觸摸輸入?yún)^(qū)域的觸摸面板， 或者可以替代于操作部分36使用該觸摸面板。通信部分41用于與外部通信網(wǎng)絡(luò)(諸如互聯(lián)網(wǎng))連接，并且除了蜂窩電話通信部分之外，諸如無(wú)線LAN和藍(lán)牙的通信裝置可用作通信部分41。在圖2的結(jié)構(gòu)的情況下，地圖 DB/目的地位置檢測(cè)部分40的地圖DB存在于外部通信網(wǎng)絡(luò)上，由處理部分10使用從地圖 DB獲得的地圖信息與操作部分36和顯示部分50協(xié)作地檢測(cè)目的地位置。振動(dòng)元件60a至60d是振動(dòng)部分60的例子,在這個(gè)例子中包括四個(gè)振動(dòng)元件。雖然未示出，但便攜式終端100可還包括普通蜂窩電話終端中設(shè)置的組成元件， 諸如輸出音頻信號(hào)作為聲音或語(yǔ)音的揚(yáng)聲器和把聲音或語(yǔ)音轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)的麥克風(fēng)。圖3顯示由用戶握住的便攜式終端100的朝向(便攜式終端100的末端的方向)和目的地方向之間的角度差Θ的關(guān)系。在該圖中，形成振動(dòng)部分60的四個(gè)振動(dòng)元件60a、 60b、60c和60d位于便攜式終端的基本上為長(zhǎng)方體的殼體70的四個(gè)角部。在該圖中，振動(dòng)元件60a、60b、60c和60d以夸張的方式顯示為從殼體70向外突出。實(shí)際上，振動(dòng)元件60a、 60b、60c和60d不必如圖中所示向外突出。利用從GPS接收部分21獲得的當(dāng)前位置(維度和經(jīng)度)作為開(kāi)始點(diǎn)，作為由用戶基于地圖數(shù)據(jù)庫(kù)確定的目的地的位置(維度和經(jīng)度)的方向計(jì)算目的地方向矢量Vn。如以上所討論的，角度差Θ是目的地方向矢量Vn和經(jīng)線(北方向)之間形成的角度Θ2與由地磁傳感器獲得的終端方向Vd和經(jīng)線(北方向)之間形成的角度Θ I之差。
系O V4
將參照?qǐng)D5描述角度差Θ、各振動(dòng)元件的振動(dòng)強(qiáng)度比率和振動(dòng)PS的位置之間的關(guān)通過(guò)例如下面的公式(I)使用角度差Θ計(jì)算各振動(dòng)元件的振動(dòng)強(qiáng)度V1、V2、V3和
vl ( Θ ) = (1/4) X {1+sin Θ sin ( π/4)+cos Θ sin ( π/4)} ν2 ( θ ) = (1/4) X {1+sin θ sin ( π/4)-cos θ sin ( π/4)}ν3 ( θ ) = (1/4) X {1—sin θ sin ( π/4)+cos θ sin ( π/4)}ν4 ( θ ) = (1/4) X {1—sin θ sin ( π/4)—cos θ sin ( π/4)} (I)Vl( θ )至V4( θ )代表相互比例(振動(dòng)強(qiáng)度比率)的值，它們的總和為I。實(shí)際上， 也可使用通過(guò)把ν (θ)至ν4(θ)的各個(gè)值乘以共同的系數(shù)而獲得的值。已知振動(dòng)的強(qiáng)度和由人對(duì)振動(dòng)感知的強(qiáng)度具有對(duì)數(shù)關(guān)系而非線性關(guān)系。因此，也可使用滿足ν ( Θ ) = Iog(Vl)的這種VI。這也適用于ν2 ( Θ )、ν3 ( Θ )和ν4( θ )。圖4是顯示由公式I表示的ν (θ)至ν4(θ)的曲線圖。橫軸代表角度Θ，縱軸代表ν (θ)至ν4(θ)中的每一個(gè)的幅度。角度Θ具有O度到360度的范圍。通過(guò)以這種方式分別基于ν ( Θ )至ν4( Θ )控制四個(gè)振動(dòng)元件60a至60d,如圖5 中所示獲得由振動(dòng)元件60a至60d引起的振動(dòng)PS61。作為混合了所有振動(dòng)元件60a至60d 的振動(dòng)的結(jié)果而獲得的振動(dòng)PS 61的位置被用戶感覺(jué)到。也就是說(shuō)，在握住便攜式終端的用戶的手掌中識(shí)別振動(dòng)PS 61，就好像在取決于四個(gè)振動(dòng)元件60a至60d的各振動(dòng)強(qiáng)度的位置處僅存在單個(gè)振動(dòng)元件。在行進(jìn)方向改變或者終端的方向隨著握住終端的用戶而改變的情況下，或者在目的地方向在行進(jìn)過(guò)程中改變的情況下，角度差Θ也改變。結(jié)果，四個(gè)振動(dòng)元件60a至60d的振動(dòng)強(qiáng)度的比例改變以在用戶的手掌中把振動(dòng)PS的位置移至指示目的地方向的位置。這允許用戶不借助于視覺(jué)而通過(guò)觸覺(jué)識(shí)別目的地方向。由于如上所述通過(guò)振動(dòng)PS把目的地方向提供給用戶，所以不需要顯示屏幕上的顯示。然而，例如可以實(shí)現(xiàn)如圖6中所示的屏幕顯示51以用于確認(rèn)。在該例子中，以屏幕的大體上的中心作為基點(diǎn)顯示指示目的地方向Vn的箭頭。終端方向Vd是沿著縱向方向朝著終端的上部的方向。屏幕顯示51不限于這種箭頭顯示。因?yàn)榈貓D顯示在本發(fā)明中不是必需的，所以此時(shí)不執(zhí)行地圖顯示。然而，本發(fā)明不排除在用于確認(rèn)的箭頭的背景中顯示以當(dāng)前位置為中心的地圖。將參照?qǐng)D7至12描述由根據(jù)實(shí)施例管理便攜式終端的操作的處理部分10執(zhí)行的處理。
如圖7中所示，由根據(jù)實(shí)施例的處理部分10執(zhí)行的處理大體包括地圖信息提供處理SlO和導(dǎo)航處理S20。地圖信息提供處理SlO由地圖信息提供處理部分11執(zhí)行。在用戶執(zhí)行導(dǎo)航開(kāi)始操作的情況下，從地圖DB提取地圖信息并在屏幕上顯示以提供給用戶用以目的地位置的確定。另外，關(guān)于由用戶確定的目的地位置的信息被暫時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。導(dǎo)航處理S20由目的地方向矢量計(jì)算部分12、角度差計(jì)算部分13和振動(dòng)控制部分 14執(zhí)行。具體地講，導(dǎo)航處理S20是基于在地圖信息提供處理SlO中存儲(chǔ)的目的地位置信息執(zhí)行一直到振動(dòng)輸出處理而執(zhí)行的一系列處理。圖8是顯示地圖信息提供處理(SlO)的具體處理例子的流程圖。首先，該處理等待用戶使用操作部分36執(zhí)行導(dǎo)航開(kāi)始操作(S11)。接下來(lái)，GPS接收部分21接收GPS衛(wèi)星信號(hào)以在GPS衛(wèi)星信號(hào)的基礎(chǔ)上檢測(cè)當(dāng)前位置(當(dāng)前位置的維度和經(jīng)度)(S12)。接下來(lái)，執(zhí)行地圖渲染以從地圖DB提取關(guān)于以當(dāng)前位置的附近為中心的地圖的信息并在屏幕上顯示該地圖信息(S13)。該處理接受由用戶使用操作部分36執(zhí)行的針對(duì)這樣提供的地圖的目的地選擇操作，包括地圖區(qū)域的更新、滾動(dòng)、改變比例等(S14)。處理部分 10在目的地選擇操作的基礎(chǔ)上根據(jù)需要再次獲取新的地圖信息或者再次執(zhí)行地圖渲染。當(dāng)目的地選擇操作完成時(shí)，目的地位置信息被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中(S15)。其后，該處理返回到圖7的處理以前進(jìn)至下一步驟S20。圖9是顯示導(dǎo)航處理(S20)的具體處理例子的流程圖。首先，確定GPS接收部分21當(dāng)前是否能夠接收GPS衛(wèi)星信號(hào)(S21)。如果未接收到GPS衛(wèi)星信號(hào)，則通過(guò)屏幕顯示、語(yǔ)音或聲音輸出預(yù)定錯(cuò)誤消息(S22)，并且嘗試再次接收GPS衛(wèi)星信號(hào)。如果接收到GPS衛(wèi)星信號(hào)，則在GPS衛(wèi)星信號(hào)的基礎(chǔ)上獲取關(guān)于當(dāng)前位置的信息以把當(dāng)前位置信息暫時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中(S23)。其后，執(zhí)行目的地方向矢量計(jì)算處理(S24)、角度差計(jì)算處理(S25)和振動(dòng)輸出處理(S26)。稍后將詳細(xì)討論這些處理。接下來(lái)，執(zhí)行屏幕渲染以提供指示目的地方向的屏幕顯示51，諸如以上討論的箭頭(S27)。所述渲染還可包括沿著多段路徑的逐路段(turn-by-turn)的指示，使得目的地方向矢量可最初指向一個(gè)路徑點(diǎn)(waypoint)(例如,第一個(gè)轉(zhuǎn)彎處)，然后一旦用戶已到達(dá)該第一個(gè)轉(zhuǎn)彎處則改變至不同的方向。這在用戶在城市街道上步行(其中必須跟隨諸如人行道的某些預(yù)定路徑)時(shí)特別有用。該處理返回到步驟S21以重復(fù)執(zhí)行以上討論的處理，直至執(zhí)行導(dǎo)航結(jié)束操作 (S28)。在重復(fù)的周期中更新振動(dòng)PS的位置。例如，如果步驟S21和S23至S27的處理的重復(fù)的周期設(shè)置得較短，則可基本上連續(xù)地提供目的地方向的改變。圖10是顯示目的地方向矢量計(jì)算處理(S24)的具體處理例子的流程圖。該處理由目的地方向矢量計(jì)算部分12執(zhí)行。首先，參考存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的關(guān)于當(dāng)前位置和目的地位置的信息(S241)。接下來(lái)， 參考分別在以上步驟S23和S15中存儲(chǔ)的當(dāng)前位置和目的地位置以在當(dāng)前位置和目的地位置的基礎(chǔ)上計(jì)算目的地方向矢量Vn (S242)。
圖11是顯示角度差計(jì)算處理(S25)的具體處理例子的流程圖。該處理由角度差計(jì)算部分13執(zhí)行。首先，在地磁傳感器31的輸出的基礎(chǔ)上計(jì)算指示終端的方向的終端方向矢量Vd 和參考方向之間形成的角度0 1(S251)。接下來(lái)，計(jì)算目的地方向矢量Vn和參考方向之間形成的角度Θ 2 (S252)。另外，計(jì)算角度Θ I和角度Θ 2之間的角度差Θ (S253)。圖12是顯示振動(dòng)輸出處理(S26)的具體處理例子的流程圖。該處理由振動(dòng)控制部分14執(zhí)行。首先，參考在步驟S253中計(jì)算的角度差Θ (S261)。接下來(lái)，使用以上公式⑴在角度差Θ的基礎(chǔ)上計(jì)算四個(gè)振動(dòng)元件的振動(dòng)強(qiáng)度比率(S262)。然后，在振動(dòng)強(qiáng)度比率的基礎(chǔ)上驅(qū)動(dòng)這四個(gè)振動(dòng)元件(S263)。圖13是顯示這種導(dǎo)航系統(tǒng)的總體操作例子的序列圖。當(dāng)用戶對(duì)便攜式終端執(zhí)行導(dǎo)航開(kāi)始操作時(shí)(SlOl)，在便攜式終端中開(kāi)始地圖信息提供處理。然后，便攜式終端接收GPS衛(wèi)星信號(hào)(S102)，并從當(dāng)前位置檢測(cè)部分20參考當(dāng)前
位置信息。接下來(lái)，執(zhí)行地圖信息提供處理以使用地圖DB開(kāi)始地圖渲染(S103)從而在屏幕上顯示地圖。另外，響應(yīng)于由用戶執(zhí)行的目的地選擇操作的完成(S104)，地圖信息的顯示完成， 并且存儲(chǔ)目的地位置信息(S106)。其后，開(kāi)始導(dǎo)航處理(S107)。在導(dǎo)航處理中，首先，參考由當(dāng)前位置檢測(cè)部分20獲得的當(dāng)前位置信息(S108)。 接下來(lái)，參考早前存儲(chǔ)的目的地位置信息(S109)。然后，由終端方向檢測(cè)部分30在地磁傳感器的輸出的基礎(chǔ)上確認(rèn)終端方向矢量 Vd(SllO)。作為這些處理的結(jié)果，在基于目的地位置信息和當(dāng)前位置信息的目的地方向矢量 Vn和終端方向矢量Vd的基礎(chǔ)上計(jì)算四個(gè)振動(dòng)元件的振動(dòng)強(qiáng)度比率，以根據(jù)該振動(dòng)強(qiáng)度比率通過(guò)振動(dòng)輸出處理驅(qū)動(dòng)振動(dòng)元件(Slll)。連同振動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)一起，例如使用以上描述的箭頭通過(guò)屏幕渲染以視覺(jué)方式顯示基于便攜式終端100的當(dāng)前位置的目的地方向(S112)。在以上描述中，振動(dòng)部分60的頻率是恒定的。然而,振動(dòng)部分60的頻率可以根據(jù)情況變化。例如，振動(dòng)的特性可根據(jù)當(dāng)前位置和目的地位置之間的距離而變化。圖14顯不作為以上描述的振動(dòng)輸出處理(S263)的變型的振動(dòng)輸出處理(S263a) 的處理例子。在該變型中，目的地方向矢量計(jì)算部分12還用作計(jì)算當(dāng)前位置和目的地位置之間的距離的距離計(jì)算部分。首先，計(jì)算從當(dāng)前位置到目的地位置的距離(S31)。接下來(lái)，根據(jù)該距離確定振動(dòng)部分60 (振動(dòng)元件60a至60d)的振動(dòng)的特性(S32)。在這種情況下，該距離可被分類為多個(gè)范圍(例如，短距離、中距離和長(zhǎng)距離)，并且振動(dòng)的特性可根據(jù)計(jì)算出的距離所屬于的范圍而不同。所述多個(gè)范圍的數(shù)量至少為兩個(gè)以上。振動(dòng)的特性可以是以下的至少一個(gè)振動(dòng)的頻率、振動(dòng)的斷續(xù)頻率、斷續(xù)模式和振動(dòng)的強(qiáng)度。根據(jù)在步驟S32中確定的振動(dòng)的特性控制四個(gè)振動(dòng)元件(S33)。例如，當(dāng)距離變短時(shí)可通過(guò)降低頻率來(lái)修改振動(dòng)頻率。振動(dòng)的斷續(xù)頻率是重復(fù)的周期的頻率，每個(gè)周期包括振動(dòng)時(shí)間段和休息時(shí)間段。 也就是說(shuō),在重復(fù)包括m秒(例如，O. 5秒)的振動(dòng)和η秒(例如，O. 5秒)的休息的斷續(xù)模式的情況下，斷續(xù)頻率被定義為(m+n)秒。例如，當(dāng)?shù)侥康牡氐木嚯x變短時(shí)通過(guò)降低斷續(xù)頻率可根據(jù)該距離修改振動(dòng)的斷續(xù)頻率。修改斷續(xù)模式意味著可切換地使用與上述振動(dòng)時(shí)間段和休息時(shí)間段的長(zhǎng)度的組合不同的模式。例如，當(dāng)距離變短時(shí)通過(guò)使用對(duì)用戶給出更大緊迫感的這種模式，可根據(jù)該距離修改斷續(xù)模式。作為振動(dòng)的特性，振動(dòng)的強(qiáng)度等同于上述四個(gè)振動(dòng)元件的振動(dòng)強(qiáng)度比率所共同乘以的系數(shù)。在本發(fā)明中，通過(guò)將振動(dòng)強(qiáng)度比率乘以該系數(shù)獲得振動(dòng)時(shí)間段，并且通過(guò)振動(dòng)時(shí)間段和休息時(shí)間段的比例改變振動(dòng)的最終強(qiáng)度。然而，改變振動(dòng)的強(qiáng)度的方法不限于此。例如，當(dāng)?shù)侥康牡氐木嚯x變短時(shí)，通過(guò)增大該系數(shù)可根據(jù)該距離修改振動(dòng)的強(qiáng)度，由此增大振動(dòng)的強(qiáng)度。根據(jù)實(shí)施例，如上所述，不僅可以識(shí)別關(guān)于終端方向是否與目的地方向匹配的信息，即使終端方向和目的地方向彼此不一致也可以通過(guò)振動(dòng)識(shí)別目的地方向。另外，該系統(tǒng)能夠連續(xù)地把目的地方向提供給用戶。根據(jù)本發(fā)明通過(guò)振動(dòng)來(lái)識(shí)別目的地方向防止了由于對(duì)目的地方向的探索導(dǎo)致對(duì)周圍環(huán)境的注意力的分散，這能夠更安全地輔助到達(dá)目的地。作為另一實(shí)施例，振動(dòng)元件可以由其它觸覺(jué)有源元件(諸如，發(fā)熱元件、收縮元件或電刺激元件)替代或者由所述其它觸覺(jué)有源元件補(bǔ)充，所述其它觸覺(jué)有源元件中的每一個(gè)施加可控程度的觸覺(jué)。發(fā)熱元件是電流敏感的并以分布式方式產(chǎn)生熱量以沿特定方向引導(dǎo)用戶。例如，用戶能夠感知兩個(gè)元件產(chǎn)生比另外兩個(gè)元件多很多的熱量，并且感知的元件的熱量之間的比率為用戶提供了關(guān)于目的地方向矢量Vn的朝向的觸覺(jué)提示。作為另一實(shí)施例，目的地方向矢量Vn可由穿戴具有壓力收縮換能器的手套或其它衣服的用戶感知，所述壓力收縮換能器“擠壓”或“刺痛”各個(gè)手指、腕部等，作為關(guān)于所希望的導(dǎo)航方向的觸覺(jué)提示。諸如US 5，067，478中描述的手套可容易地適于輔助這種功能，通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容包含于此。與致動(dòng)器自身的控制裝置可能很復(fù)雜的PTL 4中公開(kāi)的系統(tǒng)相比，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)在裝置結(jié)構(gòu)方面簡(jiǎn)單并且能夠容易地使用。如果在確定目的地之后不顯示地圖，則可減少地圖信息獲取和顯示處理所需的負(fù)荷和時(shí)間。盡管以上描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但能夠做出除上述變化和變型之外的多種變化和變型。例如，在振動(dòng)的頻率、強(qiáng)度和模式固定的情況下，可允許用戶可變地設(shè)置振動(dòng)的頻率、強(qiáng)度和模式。在以上描述中，通過(guò)使用四個(gè)振動(dòng)元件控制四個(gè)點(diǎn)的振動(dòng)來(lái)控制振動(dòng)PS。然而， 通過(guò)修改振動(dòng)強(qiáng)度比率的計(jì)算算法(計(jì)算公式)能夠通過(guò)控制在多于或少于四個(gè)點(diǎn)的振動(dòng)來(lái)控制振動(dòng)PS。在三個(gè)點(diǎn)的振動(dòng)的情況下，可能產(chǎn)生一些約束，諸如由于更少數(shù)量的振動(dòng)元件導(dǎo)致的在控制振動(dòng)PS方面的困難以及在功能和設(shè)計(jì)上高效地布置振動(dòng)元件方面的困難。然而，通過(guò)在三角形的頂點(diǎn)的位置布置振動(dòng)元件并修改計(jì)算算法，可以如使用四個(gè)點(diǎn)的振動(dòng)的情況那樣在二維平面上提供關(guān)于方向的信息。在這種情況下，雖然精度和效率稍微降低，但仍然獲得本發(fā)明的效果。
0124]標(biāo)號(hào)列表0125]10:處理部分0126]11:地圖信息提供處理部分0127]12:目的地方向矢量計(jì)算部分0128]13:角度差計(jì)算部分0129]14:振動(dòng)控制部分0130]20:當(dāng)前位置檢測(cè)部分0131]21=GPS接收部分0132]30:終端方向檢測(cè)部分0133]31:地磁傳感器0134]35:輸入部分0135]36:操作部分0136]40:地圖DB/目的地位置檢測(cè)部分0137]41:通信部分0138]50:顯示部分0139]51:屏幕顯示0140]60:振動(dòng)部分0141]60a、60b、60c、60d :振動(dòng)元件0142]70:殼體0143]IOC:便攜式終端。
權(quán)利要求
1.一種便攜式導(dǎo)航裝置，包括殼體；位置檢測(cè)部分，檢測(cè)當(dāng)前位置；輸入部分，接收用于指定目的地的輸入；目的地方向檢測(cè)部分，檢測(cè)從當(dāng)前位置到目的地的目的地方向；終端方向檢測(cè)部分，檢測(cè)殼體的終端方向；至少三個(gè)有源元件，布置在殼體上或殼體中的不同位置；角度差計(jì)算部分，計(jì)算所述目的地方向和所述終端方向之間的角度差；和有源元件控制部分，基于所述角度差確定所述至少三個(gè)有源元件的各自的觸覺(jué)強(qiáng)度以根據(jù)所述觸覺(jué)強(qiáng)度來(lái)控制所述至少三個(gè)有源元件。
2.如權(quán)利要求I所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述至少三個(gè)有源元件是至少三個(gè)振動(dòng)元件，所述有源元件控制部分是確定所述至少三個(gè)振動(dòng)元件的各自的振動(dòng)強(qiáng)度以根據(jù)所述振動(dòng)強(qiáng)度來(lái)控制所述至少三個(gè)振動(dòng)元件的振動(dòng)控制部分。
3.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，還包括距離計(jì)算部分，計(jì)算當(dāng)前位置和目的地位置之間的距離，其中所述振動(dòng)控制部分基于計(jì)算的距離改變所述至少三個(gè)振動(dòng)元件的屬性。
4.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，還包括顯示部分，顯示地圖以用于輸入所述目的地。
5.如權(quán)利要求4所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述顯示部分顯示所述目的地方向。
6.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述輸入部分設(shè)置所述目的地作為沿著多段路徑的一段的初始路徑點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述目的地方向檢測(cè)部分沿著所述多段路徑在不同路段改變所述目的地方向以提供逐路段的振動(dòng)指示從而通過(guò)所述多段路徑。
8.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述至少三個(gè)振動(dòng)元件關(guān)于所述殼體被布置為使得當(dāng)所述殼體被握住時(shí)，所述至少三個(gè)振動(dòng)元件的各自的振動(dòng)強(qiáng)度把幻感覺(jué)施加于用戶。
9.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述振動(dòng)控制部分使所述幻感覺(jué)與所述目的地方向?qū)?zhǔn)。
10.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述殼體是移動(dòng)電話殼體。
11.如權(quán)利要求I所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述至少三個(gè)有源元件包括發(fā)熱元件、收縮元件和電刺激元件中的至少一種。
12.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述角度差計(jì)算部分計(jì)算終端方向和參考方向之間的角度Θ 1，目的地方向和所述參考方向之間的角度Θ2，以及基于角度Θ1和角度Θ 2計(jì)算所述角度差。
13.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述振動(dòng)控制部分計(jì)算所述至少三個(gè)振動(dòng)元件之間的振動(dòng)強(qiáng)度比率，作為確定所述各自的振動(dòng)強(qiáng)度的一部分。
14.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述至少三個(gè)振動(dòng)元件實(shí)質(zhì)上由四個(gè)振動(dòng)元件構(gòu)成。
15.一種觸覺(jué)導(dǎo)航方法，包括利用便攜式導(dǎo)航裝置的位置檢測(cè)部分檢測(cè)所述便攜式導(dǎo)航裝置的當(dāng)前位置；接收用于指定目的地的輸入；檢測(cè)從當(dāng)前位置到目的地的目的地方向；檢測(cè)所述便攜式導(dǎo)航裝置的終端方向，所述有源裝置包括布置在所述便攜式導(dǎo)航裝置的殼體上或殼體中的不同位置處的至少三個(gè)有源元件；利用處理器計(jì)算所述目的地方向和所述終端方向之間的角度差；利用有源元件控制部分基于所述角度差確定所述至少三個(gè)有源元件的各自的觸覺(jué)強(qiáng)度；根據(jù)所確定的觸覺(jué)強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)所述至少三個(gè)有源元件。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述至少三個(gè)有源元件是至少三個(gè)振動(dòng)元件，所述確定包括確定所述至少三個(gè)振動(dòng)元件的各自的振動(dòng)強(qiáng)度，并且所述驅(qū)動(dòng)包括根據(jù)各自的振動(dòng)強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)所述至少三個(gè)振動(dòng)元件。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括利用所述處理器計(jì)算當(dāng)前位置和目的地位置之間的距離，其中所述控制基于由所述處理器計(jì)算的距離改變所述至少三個(gè)振動(dòng)元件的屬性。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括在所述便攜式導(dǎo)航裝置的顯示器上顯示地圖以用于輸入所述目的地。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述顯示包括顯示目的地方向。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括設(shè)置所述目的地作為沿著多段路徑的第一段的初始路徑點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有有源元件的便攜式導(dǎo)航裝置和方法。該便攜式導(dǎo)航裝置和方法能夠用相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)不借助于視覺(jué)向用戶提供目的地方向。將振動(dòng)元件布置在殼體的不同位置上或不同位置中?；谀康牡胤较騐n和終端方向Vd之間的角度差θ確定振動(dòng)元件的各自的振動(dòng)強(qiáng)度。根據(jù)確定的振動(dòng)強(qiáng)度分別控制這些振動(dòng)元件。作為混合了這些振動(dòng)元件的振動(dòng)的結(jié)果而獲得的振動(dòng)的位置被用戶感覺(jué)到。
文檔編號(hào)G01C21/26GK102589555SQ201110328310
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者大丘達(dá)也 申請(qǐng)人:索尼移動(dòng)通信日本株式會(huì)社