TWI475192B

TWI475192B - 導航方法、導航系統及用於導航之圖資下載方法

Info

Publication number: TWI475192B
Application number: TW101116849A
Authority: TW
Inventors: Tsai Yuan Kuo; Lian Chih Chen; Chia Ming Liang; Chi Fa Huang
Original assignee: Wistron Corp
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2015-03-01
Also published as: TW201346221A; US20130304373A1; CN103389102A

Description

導航方法、導航系統及用於導航之圖資下載方法

本發明有關於一種導航方法及導航系統，尤指一種可有效減少用於導航之圖資儲存容量之圖資下載方法。

隨著全球定位系統(Global Position System,GPS)和各式行動裝置(如智慧型手機)的成熟發展，利用行動裝置來進行導航的功能越趨於完善和多元化。目前已有許多行動裝置內建導航軟體，使用路徑規劃軟體引擎，配合程式內建的圖資(map data)運算最佳路徑後，引導使用者依其規劃路徑到達目的地。然而，上述具有導航功能之行動裝置通常會遇到以下問題：1)圖資內容無法定期更新，而發生過時的圖資內容與實際路況不符的情況；2)由於圖資需預先儲存於行動裝置中，且大部分圖資內容過於龐大，需額外增加系統記憶體容量來儲存圖資；3)導航精準度不佳，無法即時辨識使用者在路口轉彎時的方向。

本發明提供一種導航方法、導航系統及用於導航之圖資下載方法，以解決上述之問題。

本發明之申請專利範圍揭露一種導航方法，其包含計算一第一位置之一第一座標；根據一地圖比例尺之縮放比例，以該第一座標為中心計算一預定範圍內所需之一第一圖資；自一地圖伺服器下載該第一圖資；儲存該第一圖資；以該第一圖資繪製對應該第一座標之一第一圖形使用者介面地圖；以及顯示該第一圖形使用者介面地圖。

本發明之申請專利範圍另揭露該導航方法另包含當該第一位置移動至一第二位置時，計算該第二位置之一第二座標；根據該地圖比例尺之縮放比例，以該第二座標為中心計算該預定範圍內所需之一第二圖資；自該地圖伺服器下載該第二圖資；以該第二圖資取代該第一圖資；以該第二圖資繪製對應該第二座標之一第二圖形使用者介面地圖；以該第二圖形使用者介面地圖更新該第一圖形使用者介面地圖；以及顯示該第二圖形使用者介面地圖。

本發明之申請專利範圍另揭露該導航方法另包含選擇是否開啟一導航指引模式；於選擇開啟該導航指引模式後，設定一起點以及一終點；以一路徑演算法計算介於該起點與該終點間之一最佳路徑；以及於該第一圖形使用者介面地圖中顯示關於該最佳路徑之一指標。

本發明之申請專利範圍另揭露該導航方法另包含判斷一行進路徑是否偏離該最佳路徑；以及當該行進路徑偏離該最佳路徑時，以該路徑演算法重新計算該最佳路徑。

本發明之申請專利範圍另揭露該路徑演算法包含一A*演算法以及一平衡樹演算法。

本發明之申請專利範圍另揭露一種導航系統，其包含一通訊模組，與一地圖伺服器形成通訊；一定位模組，計算一第一位置之一第一座標；一地圖載入模組，根據一地圖比例尺之縮放比例，以該第一座標為中心計算一預定範圍內所需之一第一圖資，並且經由該通訊模組自該地圖伺服器下載該第一圖資；一儲存模組，儲存該第一圖資；一地圖繪製模組，以該第一圖資繪製對應該第一座標之一第一圖形使用者介面地圖；以及一顯示模組，顯示該第一圖形使用者介面地圖。

本發明之申請專利範圍另揭露當該第一位置移動至一第二位置時，該定位模組計算該第二位置之一第二座標，該地圖載入模組根據該地圖比例尺之縮放比例，以該第二座標為中心計算該預定範圍內所需之一第二圖資，經由該通訊模組自該地圖伺服器下載該第二圖資，並且以該第二圖資取代該儲存模組中之該第一圖資，該地圖繪製模組以該第二圖資繪製對應該第二座標之一第二圖形使用者介面地圖，並且以該第二圖形使用者介面地圖更新該第一圖形使用者介面地圖，該顯示模組顯示該第二圖形使用者介面地圖。

本發明之申請專利範圍另揭露該導航系統另包含一路徑規劃模組，以一路徑演算法計算介於一起點與一終點間之一最佳路徑，並且於該第一圖形使用者介面地圖中顯示關於該最佳路徑之一指標。

本發明之申請專利範圍另揭露當一行進路徑偏離該最佳路徑時，該路徑規劃模組以該路徑演算法重新計算該最佳路徑。

本發明之申請專利範圍另揭露該導航系統另包含一陀螺儀，與該定位模組配合計算該第一座標。

本發明之申請專利範圍另揭露該導航系統另包含一重力感應器，與該定位模組配合計算該第一座標。

本發明之申請專利範圍另揭露一種用於導航之圖資下載方法，其包含計算一第一位置之一第一座標；根據一地圖比例尺之縮放比例，以該第一座標為中心計算一預定範圍內所需之一第一圖資；自一地圖伺服器下載該第一圖資；以及儲存該第一圖資。

本發明之申請專利範圍另揭露該用於導航之圖資下載方法另包含當該第一位置移動至一第二位置時，計算該第二位置之一第二座標；根據該地圖比例尺之縮放比例，以該第二座標為中心計算該預定範圍內所需之一第二圖資；自該地圖伺服器下載該第二圖資；以及以該第二圖資取代該第一圖資。

綜上所述，在定位模組計算出目前位置之座標後，地圖載入模組即會根據地圖比例尺之縮放比例，以此座標為中心計算預定範圍內所需之圖資，並且經由通訊模組自地圖伺服器下載所需之圖資。在位置發生變化後，地圖載入模組即會再次根據地圖比例尺之縮放比例，以新的座標為中心計算預定範圍內所需之新的圖資，經由通訊模組自地圖伺服器下載所需之新的圖資，並且以新的圖資取代舊的圖資。換言之，本發明係根據使用者之目前位置自地圖伺服器下載所需之部分圖資，而不需將完整圖資全部下載儲存於儲存模組中，因此可有效減少圖資儲存容量，進而減少硬體資源的浪費。此外，地圖載入模組可在每經過一段時間後(例如，三秒、五秒等)，即根據地圖比例尺之縮放比例，以新的座標為中心計算預定範圍內所需之新的圖資，以動態更新圖資內容，進而確保圖資內容與實際路況相符。再者，本發明可利用陀螺儀及/或重力感應器與定位模組配合計算目前位置之座標，以提升導航精準度。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱第1圖，第1圖為本發明一實施例之導航系統1的功能方塊圖。如第1圖所示，導航系統1包含一處理模組10、一通訊模組12、一定位模組14、一地圖載入模組16、一儲存模組18、一地圖繪製模組20、一顯示模組22、一路徑規劃模組24、一陀螺儀(gyro)26、一重力感應器(g-sensor)28、一作業系統核心(kernel)30、一定位模組驅動程式32、一陀螺儀驅動程式34以及一重力感應器驅動程式36。

於實際應用中，導航系統1可為智慧型手機、導航裝置或其它具有衛星定位與通訊功能之電子裝置；處理模組10可為中央處理單元(Central Processing Unit,CPU)；通訊模組12可為藍芽、WiFi、3G或其它無線通訊模組；定位模組14可為GPS模組或其它衛星定位模組；儲存模組18可為快閃記憶體(flash memory)或其它可用來儲存資料之裝置；顯示模組22可為液晶顯示器或其它顯示器。一般而言，導航系統1中還會設有運作時必要的軟硬體元件，如電源供應器、作業系統、天線等，視實際應用而定。

地圖載入模組16、地圖繪製模組20與路徑規劃模組24可以軟體設計來實現。作業系統核心30之作用原理為習知技藝之人所熟知，在此不再贅述。定位模組驅動程式32用以驅動定位模組14，陀螺儀驅動程式34用以驅動陀螺儀26，且重力感應器驅動程式36用以驅動重力感應器28。

請參閱第2圖至第6圖，第2圖為本發明一實施例之用於導航之圖資下載方法的流程圖，第3圖為以第一座標(X1,Y1)為中心於預定範圍A內所需之第一圖資MD1的示意圖，第4圖為顯示模組22顯示第一圖形使用者介面地圖GUI_Map1的示意圖，第5圖為以第二座標(X2,Y2)為中心於預定範圍A內所需之第二圖資MD2的示意圖，第6圖為顯示模組22顯示第二圖形使用者介面地圖GUI_Map2的示意圖，其中第2圖中的圖資下載方法係利用第1圖中的導航系統1來實現。

如第1圖所示，導航系統1之通訊模組12與一地圖伺服器5形成通訊。地圖伺服器5可為線上電子地圖，例如google map、urmap、Yahoo! map等。如第3圖所示，當使用者於第一位置P1開啟導航系統1時(第2圖中的步驟S100)，定位模組14接收衛星定位訊號，並且根據此衛星定位訊號計算第一位置P1之第一座標(X1,Y1)(第2圖中的步驟S102)。接著，地圖載入模組16根據一地圖比例尺38之縮放比例(如第4圖所示)，以第一座標(X1,Y1)為中心計算預定範圍A內所需之第一圖資MD1(第2圖中的步驟S104)，經由通訊模組12自地圖伺服器5下載第一圖資MD1，並且將第一圖資MD1儲存於儲存模組18(第2圖中的步驟S106)。於此實施例中，地圖比例尺38之縮放比例可由使用者根據使用需求自行調整。此外，預定範圍A可根據實際應用而設計。舉例而言，預定範圍A可為以第一座標(X1,Y1)為中心涵蓋方圓一百公里之區域，但不以此為限。

如第5圖所示，當使用者攜帶導航系統1自第一位置P1移動至第二位置P2時，定位模組14根據衛星定位訊號計算第二位置P2之第二座標(X2,Y2)(第2圖中的步驟S108)。接著，地圖載入模組16根據地圖比例尺38之縮放比例，以第二座標(X2,Y2)為中心計算預定範圍A內所需之第二圖資MD2(第2圖中的步驟S110)，經由通訊模組12自地圖伺服器5下載第二圖資MD2，並且以第二圖資MD2取代儲存模組18中之第一圖資MD1(第2圖中的步驟S112)。

因此，在位置發生變化後，地圖載入模組16即會再次根據地圖比例尺38之縮放比例，以新的座標(即上述之第二座標(X2,Y2))為中心計算預定範圍A內所需之新的圖資(即上述之第二圖資MD2)，經由通訊模組12自地圖伺服器5下載所需之新的圖資，並且以新的圖資取代舊的圖資(即上述之第一圖資MD1)。換言之，本發明係根據使用者之目前位置(即上述之第一位置P1或第二位置P2)自地圖伺服器5下載所需之部分圖資(即上述之第一圖資MD1或第二圖資MD2)，而不需將完整圖資全部下載儲存於儲存模組18中，因此可有效減少圖資儲存容量，進而減少硬體資源的浪費。此外，地圖載入模組16可在每經過一段時間後(例如，三秒、五秒等)，即根據地圖比例尺38之縮放比例，以新的座標為中心計算預定範圍A內所需之新的圖資，以定時更新圖資內容，進而確保圖資內容與實際路況相符。

請參閱第7A圖至第7C圖，第7A圖至第7C圖為本發明一實施例之導航方法的流程圖。第7A圖至第7C圖中的導航方法係利用第1圖中的導航系統1來實現。需說明的是，第7A圖中的步驟S200-S206與第2圖中的步驟S100-S106相同，在此不再贅述。在將第一圖資MD1儲存於儲存模組18後(第7A圖中的步驟S206)，地圖繪製模組20會以第一圖資MD1繪製對應第一座標(X1,Y1)之第一圖形使用者介面地圖GUI_Map1(第7A圖中的步驟S208)，並且顯示模組22顯示第一圖形使用者介面地圖GUI_Map1(第7A圖中的步驟S210)，如第4圖所示。接著，使用者可操作導航系統1之輸入裝置(例如，觸控面板、按鍵等)以選擇是否開啟一導航指引模式(第7A圖中的步驟S212)。於選擇開啟導航指引模式後，使用者可操作導航系統1之輸入裝置以設定一起點以及一終點(第7A圖中的步驟S214)。接著，路徑規劃模組24會以一路徑演算法計算介於起點與終點間之一最佳路徑，並且於第一圖形使用者介面地圖GUI_Map1中顯示關於最佳路徑之一指標40(第7A圖中的步驟S216)，如第4圖所示。此時，使用者即可依照指標40之指引方向前進，以順利抵達終點。於此實施例中，上述之路徑演算法可包含一A*演算法以及一平衡樹(Balanced Tree,B-Tree)演算法，但不以此為限。需說明的是，A*演算法與平衡樹演算法之作用原理為習知技藝之人所熟知，在此不再贅述。

如上所述，當使用者攜帶導航系統1自第一位置P1移動至第二位置P2時，地圖載入模組16即會以第二圖資MD2取代儲存模組18中之第一圖資MD1(第7B圖與第7C圖中的步驟S218-S222)。需說明的是，第7B圖與第7C圖中的步驟S218-S222與第2圖中的步驟S108-S112相同，在此不再贅述。

在將第二圖資MD2儲存於儲存模組18後，地圖繪製模組20即會以第二圖資MD2繪製對應第二座標(X2,Y2)之第二圖形使用者介面地圖GUI_Map2，並且以第二圖形使用者介面地圖GUI_Map2更新第一圖形使用者介面地圖GUI_Map1(第7B圖中的步驟S224)，使得顯示模組22顯示第二圖形使用者介面地圖GUI_Map2(第7B圖中的步驟S226)，如第6圖所示。此時，上述之指標40仍會顯示於第二圖形使用者介面地圖GUI_Map2中，如第6圖所示。

在使用者行進的過程中，處理模組10會持續判斷使用者之行進路徑是否偏離最佳路徑(第7B圖中的步驟S228)。當使用者之行進路徑偏離最佳路徑時，路徑規劃模組24即會以上述之路徑演算法重新計算最佳路徑(第7B圖中的步驟S230)。反之，若使用者之行進路徑未偏離最佳路徑，則回到步驟S218，直到使用者順利抵達終點為止。

若使用者於上述之步驟S212中選擇不開啟導航指引模式，則直接執行步驟S218-S226(如第7C圖所示)。此時，第一圖形使用者介面地圖GUI_Map1與第二圖形使用者介面地圖GUI_Map2中皆不會出現上述之指標40。

於此實施例中，本發明可利用陀螺儀26及/或重力感應器28與定位模組14配合計算目前位置之座標(例如，上述之第一位置P1之第一座標(X1,Y1)與第二位置P2之第二座標(X2,Y2))，以提升導航精準度。

於此實施例中，定位模組14、陀螺儀26與重力感應器28係內建於導航系統1中。然而，於另一實施例中，定位模組14、陀螺儀26與重力感應器28亦可整合於一獨立的電子裝置中，並且與導航系統1配合達到上述之功能。

此外，第2圖所示之圖資下載方法與第7A圖至第7C圖所示之導航方法之控制邏輯可以軟體設計來實現。此軟體可於任何具有資料處理功能之電子裝置中執行，例如智慧型手機、導航裝置或其它具有衛星定位與通訊功能之電子裝置。當然，控制邏輯中的各個部分或功能皆可透過軟體、硬體或軟硬體的組合來實現。此外，第2圖所示之圖資下載方法與第7A圖至第7C圖所示之導航方法之控制邏輯可以儲存於電腦可讀取儲存媒體中的資料而具體化，其中電腦可讀取儲存媒體所儲存之代表指令的資料係可被電子裝置執行以產生控制命令，進而執行對應的功能。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1．．．導航系統

5．．．地圖伺服器

10．．．處理模組

12．．．通訊模組

14．．．定位模組

16．．．地圖載入模組

18．．．儲存模組

20．．．地圖繪製模組

22．．．顯示模組

24．．．路徑規劃模組

26．．．陀螺儀

28．．．重力感應器

30．．．作業系統核心

32．．．定位模組驅動程式

34．．．陀螺儀驅動程式

36．．．重力感應器驅動程式

38．．．地圖比例尺

40．．．指標

P1．．．第一位置

P2．．．第二位置

X1、Y1．．．第一座標

X2、Y2．．．第二座標

MD1．．．第一圖資

MD2．．．第二圖資

GUI_Map1．．．第一圖形使用者介面地圖

GUI_Map2．．．第二圖形使用者介面地圖

A．．．預定範圍

S100-S112、S200-S230．．．步驟

第1圖為本發明一實施例之導航系統的功能方塊圖。

第2圖為本發明一實施例之用於導航之圖資下載方法的流程圖。

第3圖為以第一座標為中心於預定範圍內所需之第一圖資的示意圖。

第4圖為顯示模組顯示第一圖形使用者介面地圖的示意圖。

第5圖為以第二座標為中心於預定範圍內所需之第二圖資的示意圖。

第6圖為顯示模組顯示第二圖形使用者介面地圖的示意圖。

第7A圖至第7C圖為本發明一實施例之導航方法的流程圖。

S100-S112．．．步驟

Claims

一種導航方法，包含：計算一第一位置之一第一座標；根據一地圖比例尺之縮放比例，以該第一座標為中心計算一預定範圍內所需之一第一圖資；自一地圖伺服器下載該第一圖資；儲存該第一圖資；以該第一圖資繪製對應該第一座標之一第一圖形使用者介面地圖；以及顯示該第一圖形使用者介面地圖；其中，該導航方法另包含：選擇是否開啟一導航指引模式；於選擇開啟該導航指引模式後，設定一起點以及一終點；以一路徑演算法計算介於該起點與該終點間之一最佳路徑，該路徑演算法包含一A*演算法以及一平衡樹演算法；以及於該第一圖形使用者介面地圖中顯示關於該最佳路徑之一指標。
如請求項1所述之導航方法，另包含：當該第一位置移動至一第二位置時，計算該第二位置之一第二座標；根據該地圖比例尺之縮放比例，以該第二座標為中心計算該預定範圍內所需之一第二圖資；自該地圖伺服器下載該第二圖資；以該第二圖資取代該第一圖資；以該第二圖資繪製對應該第二座標之一第二圖形使用者介面地圖；以該第二圖形使用者介面地圖更新該第一圖形使用者介面地圖；以及顯示該第二圖形使用者介面地圖。
如請求項1所述之導航方法，另包含：判斷一行進路徑是否偏離該最佳路徑；以及當該行進路徑偏離該最佳路徑時，以該路徑演算法重新計算該最佳路徑。
一種導航系統，包含：一通訊模組，與一地圖伺服器形成通訊；一定位模組，計算一第一位置之一第一座標；一地圖載入模組，根據一地圖比例尺之縮放比例，以該第一座標為中心計算一預定範圍內所需之一第一圖資，並且經由該通訊模組自該地圖伺服器下載該第一圖資；一儲存模組，儲存該第一圖資；一地圖繪製模組，以該第一圖資繪製對應該第一座標之一第一圖形使用者介面地圖；一顯示模組，顯示該第一圖形使用者介面地圖；以及一路徑規劃模組，以一路徑演算法計算介於一起點與一終點間之一最佳路徑，並且於該第一圖形使用者介面地圖中顯示關於該最佳路徑之一指標，該路徑演算法包含一A*演算法以及一平衡樹演算法。
如請求項4所述之導航系統，其中當該第一位置移動至一第二位置時，該定位模組計算該第二位置之一第二座標，該地圖載入模組根據該地圖比例尺之縮放比例，以該第二座標為中心計算該預定範圍內所需之一第二圖資，經由該通訊模組自該地圖伺服器下載該第二圖資，並且以該第二圖資取代該儲存模組中之該第一圖資，該地圖繪製模組以該第二圖資繪製對應該第二座標之一第二圖形使用者介面地圖，並且以該第二圖形使用者介面地圖更新該第一圖形使用者介面地圖，該顯示模組顯示該第二圖形使用者介面地圖。
如請求項4所述之導航系統，其中當一行進路徑偏離該最佳路徑時，該路徑規劃模組以該路徑演算法重新計算該最佳路徑。
如請求項4所述之導航系統，另包含一陀螺儀，與該定位模組配合計算該第一座標。
如請求項4所述之導航系統，另包含一重力感應器，與該定位模組配合計算該第一座標。