本申請是申請日為2013年01月11日、申請?zhí)枮?01310011893.5、發(fā)明名稱為“在定位時用來產(chǎn)生一地理方位的方法、及使用該方法的定位系統(tǒng)”的發(fā)明專利申請的分案申請。

本發(fā)明是關(guān)于一種方位的定位方法，且特別是一種在定位時用來產(chǎn)生一地理方位的方法及其定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

請參照圖1，圖1為顯示地磁北極(magneticnorth)的一磁性地圖(magneticmap)的示意圖。如圖1所示，地磁北極會隨著位置而改變，而磁偏角數(shù)據(jù)是指對應地磁北極與地理北極(geometricnorth)之間的夾角。舉例來說，在位置101所對應的磁偏角數(shù)據(jù)為60度，在位置102所對應的磁偏角數(shù)據(jù)為45度，在位置103所對應的磁偏角數(shù)據(jù)為30度，在位置104所對應的磁偏角數(shù)據(jù)為10度。

地磁北極可經(jīng)由一磁力計來提供。然而，對于一個使用者而言，他所需要的、想要知道的是地理北極，而不是地磁北極。須注意的是，地磁方位(magneticheading)是指相對于地磁北極的方位，而地理方位(geometricheading)則是指相對于地理北極的方位。因此，如何依據(jù)地磁北極來產(chǎn)生地理方位或者校正地理方位，并解決現(xiàn)有技術(shù)所遇到的問題，實為此一領域的重要課題之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種在定位時用來產(chǎn)生一地理方位的方法及使用該方法的定位系統(tǒng)，以提高定位的精確度。

根據(jù)上述目的與其他目的，本發(fā)明提供一種在定位時用來產(chǎn)生一地理方位的方法。該方法包含有下列步驟：依據(jù)一磁偏角數(shù)據(jù)庫來估測一目前位置的一目前磁偏角資料，其中該磁偏角數(shù)據(jù)庫儲存有一磁性地圖以及復數(shù)個磁偏角數(shù)據(jù)，該復數(shù)個磁偏角數(shù)據(jù)報括該磁性地圖上每一格子點位置所對應一地磁北極與一地理北極之間的夾角；依據(jù)一陀螺儀的一角速度值以及一磁力計的一磁力值來產(chǎn)生一預期方位；以及依據(jù)該目前位置的該目前磁偏角資料以及該預期方位來產(chǎn)生該地理方位。

本發(fā)明另提供一種用來產(chǎn)生一地理方位的定位系統(tǒng)，包含有:一慣性傳感器單元以及一處理器。該慣性傳感器單元至少包含有用以提供一角速度值的一陀螺儀以及用以提供一磁力值的一磁力計。該處理器用來執(zhí)行下列步驟：依據(jù)一磁偏角數(shù)據(jù)庫來估測一目前位置的一目前磁偏角資料，其中該磁偏角數(shù)據(jù)庫儲存有一磁性地圖以及復數(shù)個磁偏角數(shù)據(jù)，該復數(shù)個磁偏角數(shù)據(jù)報括該磁性地圖上每一格子點位置所對應一地磁北極與一地理北極之間的夾角；依據(jù)該陀螺儀的該角速度值以及該磁力計的該磁力值來產(chǎn)生一預期方位；以及依據(jù)該目前位置的該目前磁偏角資料以及該預期方位來產(chǎn)生該地理方位。

本發(fā)明的優(yōu)點在于可以再利用一加速度計、該磁力計、以及該目前位置的該目前磁偏角資料來更新該預期方位，如此一來，在定位上所產(chǎn)生的該地理方位可以更為精確。

為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點更能明顯易懂，下文將以實施例并配合所附圖示，作詳細說明如下。

附圖說明

圖1為顯示地磁北極的一磁性地圖的示意圖。

圖2為本發(fā)明一種用來產(chǎn)生一地理方位的定位系統(tǒng)的一實施例的功能方塊圖。

圖3為說明本發(fā)明一動態(tài)貝式網(wǎng)絡的一實施例的示意圖。

圖4為說明本發(fā)明如何產(chǎn)生一地理方位的一第一實施例的示意圖。

圖5為說明本發(fā)明如何產(chǎn)生一地理方位的一第二實施例的示意圖。

圖6為說明本發(fā)明如何產(chǎn)生一地理方位的一第三實施例的示意圖。

圖7為本發(fā)明在定位時用來產(chǎn)生一地理方位的方法的一操作范例的流程圖。

圖8為本發(fā)明在定位時用來產(chǎn)生一地理方位的方法的另一操作范例的流程圖。

圖9為本發(fā)明在定位時用來產(chǎn)生一地理方位的方法的另一操作范例的流程圖。

具體實施方式

在說明書及后續(xù)的申請專利范圍當中使用了某些詞匯來指稱特定的組件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的組件。本說明書及后續(xù)的申請專利范圍并不以名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。在通篇說明書及后續(xù)的請求項當中所提及的「包含」系為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定于」。

請參照圖2，圖2為本發(fā)明一種用來產(chǎn)生一地理方位的定位系統(tǒng)200的一實施例的功能方塊圖。如圖2所示，定位系統(tǒng)200可包含(但不限定于)一內(nèi)存210、一慣性傳感器單元220以及一處理器230。于一實施例中，慣性傳感器單元220可包含用以提供一角速度值的一陀螺儀221以及用以提供一磁力值的一磁力計222。于其他實施例中，慣性傳感器單元220可另包含用來產(chǎn)生一加速度值的一計步器或一加速度計，或者上述三者/四者的組合，皆屬于本發(fā)明所涵蓋之范圍。內(nèi)存210用來儲存一磁偏角數(shù)據(jù)庫db，其中磁偏角數(shù)據(jù)庫db儲存有一磁性地圖以及復數(shù)個磁偏角數(shù)據(jù)，該復數(shù)個磁偏角數(shù)據(jù)報括該磁性地圖上每一格子點位置所對應一地磁北極與一地理北極之間的夾角。處理器230用來執(zhí)行下列步驟：依據(jù)磁偏角數(shù)據(jù)庫db來估測一目前位置的一目前磁偏角資料；依據(jù)該陀螺儀221的角速度值以及磁力計222的磁力值來產(chǎn)生一預期方位；以及依據(jù)該目前位置的該目前磁偏角資料以及該預期方位來產(chǎn)生該地理方位。本領域的技術(shù)人員應可了解處理器230也可依據(jù)該陀螺儀221的角速度值、磁力計222的磁力值以及加速度計(未顯示)到的加速度值并利用融合感測來產(chǎn)生該預期方位，因此相關(guān)描述便不再贅述。

請注意，上述的磁偏角數(shù)據(jù)庫db可以儲存在一服務器之中也可以儲存在一電子裝置(例如：手機、平板計算機或者筆記本電腦)之中。本領域的技術(shù)人員都可以依據(jù)上述教導來輕易完成本發(fā)明的定位系統(tǒng)200，因此相關(guān)描述便不再贅述。

請參照圖3，圖3為說明本發(fā)明一動態(tài)貝式網(wǎng)絡的一實施例的示意圖。動態(tài)貝式網(wǎng)絡為描述控制、狀態(tài)、測量值以及時間的關(guān)系，其中xt、ut、zt分別代表在時間”t”的一個參數(shù)。同樣地，xt-1、ut-1、zt-1分別代表在時間”t-1”的一個參數(shù)；而xt+1、ut+1、zt+1分別代表在時間”t+1”的一個參數(shù)。由圖3可得知，可經(jīng)由參數(shù)xt-1跟ut來估測xt；而參數(shù)zt則可用來更新xt。

請參照圖4，圖4為說明本發(fā)明如何產(chǎn)生一地理方位的一第一實施例的示意圖。于本實施例中，參數(shù)ht-1、ht、ht+1分別代表在時間”t-1”、時間”t”以及時間”t+1”的地理方位；wt-1、wt、wt+1分別代表在時間”t-1”、時間”t”以及時間”t+1”由陀螺儀所量測到的角速度值；det-1、det、det+1分別代表在時間”t-1”、時間”t”以及時間”t+1”的位置上所對應的磁偏角數(shù)據(jù)；pt-1、pt、pt+1分別代表在時間”t-1”、時間”t”以及時間”t+1”由計步器或加速度計所量測到的位置或者距離；dbt-1、dbt、dbt+1分別代表在時間”t-1”、時間”t”以及時間”t+1”的磁偏角數(shù)據(jù)庫。請注意，計步器可包含加速度計。而上述的磁偏角數(shù)據(jù)庫db儲存有一磁性地圖以及復數(shù)個磁偏角數(shù)據(jù)，該復數(shù)個磁偏角數(shù)據(jù)報括該磁性地圖上每一格子點位置所對應一地磁北極與一地理北極之間的夾角。

于一實施例中，圖4所示的產(chǎn)生一地理方位的方法可包含下列步驟：依據(jù)磁偏角數(shù)據(jù)庫dbt以及目前位置pt來估測目前位置pt的目前磁偏角資料det的步驟；依據(jù)一陀螺儀所量測到的角速度值wt以及一先前地理方位ht-1來產(chǎn)生一預期方位的步驟；以及利用磁力計的磁力值mt以及目前位置pt的目前磁偏角資料det來更新該預期方位，以產(chǎn)生地理方位ht。

請同時參照圖4跟圖2。在另一實施例中，處理器230可依據(jù)磁偏角數(shù)據(jù)庫dbt以及該目前位置pt來估測目前位置pt的目前磁偏角數(shù)據(jù)det，處理器230可依據(jù)磁力計來產(chǎn)生該磁力值mt。此外，處理器230可依據(jù)陀螺儀所量測到的角速度值wt跟先前地理方位ht-1來產(chǎn)生目前地理方位ht。之后，處理器230再依據(jù)mt跟目前位置pt的目前磁偏角資料det來更新目前地理方位ht。

請同時參照圖4跟圖2。在另一實施例中，處理器230可依據(jù)磁偏角數(shù)據(jù)庫dbt以及該目前位置pt來估測目前位置pt的目前磁偏角數(shù)據(jù)det，處理器230可依據(jù)磁力計來產(chǎn)生該磁力值mt。之后，處理器230再依據(jù)mt跟目前位置pt的目前磁偏角資料det來更新目前地理方位ht。

請同時參照圖4跟圖2。在另一實施例中，處理器230可依據(jù)磁偏角數(shù)據(jù)庫dbt以及該目前位置pt來估測目前位置pt的目前磁偏角資料det，并依據(jù)目前位置pt的目前磁偏角資料det來更新目前地理方位ht。

請參照圖5，圖5為說明本發(fā)明如何產(chǎn)生一地理方位的一第二實施例的示意圖。圖5的實施例與圖4的實施例很類似，兩者的不同點在于：圖5的實施例另顯示可利用在時間點”t-1”的先前地理方位ht-1來更新在時間點”t”的目前位置pt；同樣地，可利用在時間點”t”的地理方位ht來更新在時間點”t+1”的位置pt+1。

請參照圖6，圖6為說明本發(fā)明如何產(chǎn)生一地理方位的一第三實施例的示意圖。圖6的實施例與圖4的實施例很類似。在圖6中，gt-1、gt、gt+1分別代表在時間”t-1”、時間”t”以及時間”t+1”的加速度值。值得注意的是，圖6跟圖4的實施例的不同點在于：圖6的實施例另考慮到加速度值gt。也就是說，圖6的實施例另包括：利用加速度計(未顯示)所測量到的加速度值gt、該磁力計的磁力值mt、以及目前位置pt的目前磁偏角資料det來更新該預期方位，以產(chǎn)生地理方位ht。

請注意，上述的實施例僅用來說明本發(fā)明，并非本發(fā)明的限制條件。本領域的技術(shù)人員應可了解在不違背本發(fā)明的精神下，處理器230的功能的各種變化皆是可行的，并屬于本發(fā)明所涵蓋的范圍。舉例來說，可將圖4至圖6的實施例任意安排或者組合來形成一個新的變化實施例。

請參照圖7，圖7為本發(fā)明在定位時用來產(chǎn)生一地理方位的方法的一操作范例的流程圖，其包含(但不局限于)以下的步驟(請注意，假若可獲得實質(zhì)上相同的結(jié)果，則這些步驟并不一定要遵照圖7所示的執(zhí)行次序來執(zhí)行)：

步驟s700：開始。

步驟s701：依據(jù)一磁偏角數(shù)據(jù)庫來估測一目前位置的一目前磁偏角資料，其中該磁偏角數(shù)據(jù)庫儲存有一磁性地圖以及復數(shù)個磁偏角數(shù)據(jù)，該復數(shù)個磁偏角數(shù)據(jù)報括該磁性地圖上每一格子點位置所對應一地磁北極與一地理北極之間的夾角。

步驟s702：依據(jù)一陀螺儀的一角速度值以及一磁力計的一磁力值來產(chǎn)生一預期方位。

步驟s703：依據(jù)該目前位置的該目前磁偏角資料以及該預期方位來產(chǎn)生該地理方位。

本領域的技術(shù)人員應可結(jié)合圖7所示之各步驟以及圖2所示之各組件即可了解各組件如何運作，為簡潔起見，故于此不再贅述。于一實施例中，步驟s701、s702、s703可由處理器230來執(zhí)行。請注意，上述磁偏角數(shù)據(jù)庫db可儲存在內(nèi)存210中，而陀螺儀的角速度值以及磁力計的磁力值則可經(jīng)由慣性傳感器單元220來提供。

請參照圖8，圖8為本發(fā)明在定位時用來產(chǎn)生一地理方位的方法的另一操作范例的流程圖，其包含(但不局限于)以下的步驟(請注意，假若可獲得實質(zhì)上相同的結(jié)果，則這些步驟并不一定要遵照圖8所示的執(zhí)行次序來執(zhí)行)：

步驟s800：開始。

步驟s701：依據(jù)一磁偏角數(shù)據(jù)庫來估測一目前位置的一目前磁偏角資料，其中該磁偏角數(shù)據(jù)庫儲存有一磁性地圖以及復數(shù)個磁偏角數(shù)據(jù)，該復數(shù)個磁偏角數(shù)據(jù)報括該磁性地圖上每一格子點位置所對應一地磁北極與一地理北極之間的夾角。

步驟s702：依據(jù)一陀螺儀的一角速度值以及一磁力計的一磁力值來產(chǎn)生一預期方位。

步驟s810：利用一加速度計、該磁力計、以及該目前位置的該目前磁偏角資料來更新該預期方位，以產(chǎn)生該地理方位。

本領域的技術(shù)人員應可結(jié)合圖8所示之各步驟以及圖2所示之各組件即可了解各組件如何運作，為簡潔起見，故于此不再贅述。圖8的流程圖跟圖7的流程圖很類似，兩者的不同點在于圖8另包括步驟s810，而步驟s810可由處理器230來執(zhí)行。請注意，加速度計可經(jīng)由慣性傳感器單元220來實現(xiàn)。

請參照圖9，圖9為本發(fā)明在定位時用來產(chǎn)生一地理方位的方法的另一操作范例的流程圖，其包含(但不局限于)以下的步驟(請注意，假若可獲得實質(zhì)上相同的結(jié)果，則這些步驟并不一定要遵照圖8所示的執(zhí)行次序來執(zhí)行)：

步驟s900：開始。

步驟s910：利用一計步器或一加速度計來產(chǎn)生該目前位置。

步驟s701：依據(jù)一磁偏角數(shù)據(jù)庫來估測一目前位置的一目前磁偏角資料，其中該磁偏角數(shù)據(jù)庫儲存有一磁性地圖以及復數(shù)個磁偏角數(shù)據(jù)，該復數(shù)個磁偏角數(shù)據(jù)報括該磁性地圖上每一格子點位置所對應一地磁北極與一地理北極之間的夾角。

步驟s702：依據(jù)一陀螺儀的一角速度值以及一磁力計的一磁力值來產(chǎn)生一預期方位。

步驟s810：利用一加速度計、該磁力計、以及該目前位置的該目前磁偏角資料來更新該預期方位，以產(chǎn)生該地理方位。

本領域的技術(shù)人員應可結(jié)合圖9所示之各步驟以及圖2所示之各組件即可了解各組件如何運作，為簡潔起見，故于此不再贅述。圖9的流程圖跟圖8的流程圖很類似，兩者的不同點在于圖9另包括步驟s910，而步驟s910可由慣性傳感器單元220來實現(xiàn)。

以上所述的實施例僅用來說明本發(fā)明之技術(shù)特征，并非用來局限本發(fā)明之范疇。由上可知，本發(fā)明提供一種在定位時用來產(chǎn)生一地理方位的方法及其定位系統(tǒng)。透過本發(fā)明所提出的產(chǎn)生一地理方位的方法與定位系統(tǒng)，可輕易地將地理方位相對于地理北極的差異顯示給用戶知道，以提高定位的精確度與便利性。