CN100338436C - 简易型导航方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明主要涉及一种简易型导航方法及系统，该系统的远程客服中心运算出由出发地前往目的地所需经过的经由路径，并选定一特定地理区域以涵盖全部经由路径。其中该特定地理区域是以二边界点界定其范围，并依预定二维格数平均分隔及分别定义以二维代码。远程客服中心将二边界点、预定二维格数、及由出发地到目的地依序排列的二维代码无线电传送给一车辆。车辆便能以二边界点还原出一虚拟二维网格图，并依预定二维格数平均分隔及分别定义以二维代码。故当车辆行进中，只要简单找出该车辆现在所在的二维代码，并与上述依序排列的二维代码简单比对，便能找出导引方向。

Description

简易型导航方法及系统

技术领域

本发明涉及一种车辆导航技术，尤指一种适用于能简易引导一车辆到其目的地的方法及系统。

背景技术

传统的车用导航系统，是在每一部车辆上组设有一电子地图，再以车载机(OBU)自动运算由出发地前往目的地的最佳路径。然而，这需要每一部车辆必需自备有电子地图，以及运算功能强大的车载机，成本高昂又占空间。

美国专利US6,292,743、及US6,314,369曾揭露一种利用远程服务器代为运算出最佳路径，并经无线电传送给车载机作为导航的技术。然而，此一已知技术无线电传送的数据包括有最佳路径的地球经/纬度(甚或高度)座标，其中各个经/纬度座标必须事先经过度、分、秒转换后才无线电传送，导致传输数据量庞大、错误率偏高。尤其是，车载机接收后必须随时(或每一至五秒一次)将车辆当时的全球定位GPS座标先经复杂的度、分、秒转换，再与上述最佳路径非常复杂的地球经/纬度座标进行计算比较，才能得知是否产生偏差，其运算速率慢，而且车载机仍须保持有强大功能才能进行如此复杂的运算，无法降低成本，仍非十分理想。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种简易型导航方法及系统，这能提高导航运算效率，并能简化车载机以降低成本。

本发明的另一目的在于提供一种简易型导航方法及系统，这能减少无线电数据传送量，并能提升无线电传送准确率。

为达成上述目的，本发明主要技术手段采用一远程客服中心组设一伺服器、及一电子地图，并依下列方法以建立一简易型导航信息：

(A)接收一出发地位置信息、及一目的地位置信息；

(B)搜寻由出发地位置前往该目的地位置所需经过的至少一经由路径；

(C)选定一特定地理区域以至少涵盖有该等经由路径，以至少二边界点界定范围，并能依预定二维格数平均分隔成多个地理小区域，该等地理小区域分别被定义有一依照二维阵列规则编码的二维代码；

(D)搜寻出多个经由小区域，该等经由小区域指对应于全部经由路径的地理小区域；以及

(E)建立上述简易型导航信息，使其包含有下列数据；该至少二边界点、预定二维格数、及依序排列的该等经由小区域的二维代码。

本发明的简易型导航系统是组设于一车辆上，包括有全球定位模块、存储装置、处理器、及输出装置。上述简易型导航信息预先储存于存储装置中，处理器读取存储装置中该至少二边界点以界定出一虚拟的二维网格图，并读取存储装置中预定二维格数以将二维网格图平均分隔成多个二维小格，并分别定义以一参照点位置、及一依照二维阵列规则排列的二维代码。处理器并撷取全球定位模块所算出的车辆现在位置，并计算车辆现在位置所对应的现在小格的二维代码。处理器并能将现在小格的二维代码比对储存于存储装置中代表由一出发地位置前往一目的地位置所需经过的多个经由小格的二维代码，并产生一引导信息，以经由输出装置输出而引导车主前往目的地。

本发明车载机的处理器可以只简单比对现在小格的二维代码、与依序排列后的多个经由小格的二维代码，由于其数据型态简单、运算容易，故可提高导航运算效率，更由于本发明不必再比对复杂的经/纬度座标数据，因此可改用较简单的处理器以降低成本。

此外，本发明客服中心无线电传送该等经由小区域的二维代码给车辆，不必再传送复杂的经/纬度座标数据，因此可减少无线电数据传送量，并能提升无线电传送准确率。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的系统配置图。

图2为本发明一较佳实施例远程客服中心的作动流程图。

图3为本发明一较佳实施例的各经由路径。

图4为本发明一较佳实施例中各地理小区域的二维矩阵编码。

图5为本发明一较佳实施例的经由路径对应于经由小区域示意图。

图6为本发明一较佳实施例车载机的作动流程图。

图7为本发明一较佳实施例中各二维小格的二维矩阵编码及参照点。

图8为本发明一较佳实施例的现在小格与各经由小格位置图。

图9为本发明一较佳实施例的现在小格遵循各经由小格的导引箭头示意图。

图10为本发明一较佳实施例的另一现在小格与各经由小格位置图。

图号说明

11 全球定位模块       12    存储装置          13  处理器

14 无线电通信装置     15    显示幕            16  输入装置

3  伺服器             31    电子地图          32  无线电通信装置

A  特定地理区域       A_ij  地理小区域        C_pq现在小格

D  引导信息           G     二维网格图        G_ij二维小格

M  车辆               (m，n)预定二维格数      N   简易型导航信息

P_c 现在位置           P_s   出发地位置        P_d 目的地位置

P_e1，P_e2  边界点   R_ij参照点     R₁，R₂，R₃......，R₇ 经由路径

S 客服中心          T_ij 经由小格     Z_ij 经由小区域

具体实施方式

图1显示本发明一较佳具体实施例是于远程客服中心S组设有一伺服器3，并连结有一电子地图31及一无线电通信装置32。

请同时参阅图1及图2，本例的客服中心S先以无线电通信装置32接收一远方车辆M传来的导航请求(request)，其包括有一出发地位置P_s信息、及一所欲前往的目的地位置P_d信息(步骤S11)。其中，该出发地位置P_s通常是直接取用车辆M上全球定位模块11当时的全球定位座标作为出发点座标P_s(X_s，Y_s)，亦可改由车主以输入装置16(例如：键盘、触摸显示屏...等)自行输入街名或交叉点名称。目的地位置P_d通常是由车主透过无线电通信装置32连线以语音告知客服中心S服务人员，再由服务人员代为设定出目的地座标P_d(X_d，Y_d)，亦可由车主以上述输入装置16自行输入。

请再一并参阅图1，2，3，客服中心S伺服器3搜寻电子地图31中由出发地位置P_s(X_s，Y_s)前往目的地位置P_d(X_d，Y_d)所需经过的多个经由路径R₁，R₂，R₃......，R₇及其转折点P_t1，P_t2，P_t3......P_t6(步骤S12)。

伺服器3继由电子地图31中选定一足以涵盖上述全部经由路径R₁，R₂，R₃......，R₇的特定地理区域A(geo area)(步骤S13)。图3显示本例特定地理区域A是由地球经/纬度平面座标是上二边界点位置座标P_e1(X_e1，Y_e1)及P_e2(X_e2，Y_e2)作为一四方形区域的左下角与右上角予以界定，使得上述经由路径R₁，R₂，R₃......，R₇的X座标值介于X_e1与X_e2之间，Y座标值介于Y_e1与Y_e2之间，若能一并涵盖有出发地位置P_s(X_s，Y_s)为较佳。

图3，4并显示，伺服器3更以一预定二维格数(m，n)将上述特定地理区域A平均分隔成m行xn列的地理小区域A_ij(geo zone)，并将每一地理小区域A_ij都定义有一以二维矩阵(2D matrix)规则编码的二维代码i，j(2D index)，其中i＝0...m，j＝0...n。该预定二维格数(m，n)是一预存于伺服器3中的预设值，为能提高无线电传输能力及搭配后续十六进制运算，建议以16×16(即十六进制的FF)为较佳。然而，该预定二维格数(m，n)亦可由伺服器3依实际需要自行变化，例如伺服器3预存有每一地理小区域A_ij的等长边长，并依特定地理区域A的实际长宽除以该边长后找出整数倍数作为二维格数(m，n)。

图5显示伺服器3将上述经由路径R₁，R₂，R₃......，R₇比对地理小区域A_ij，以找出该等经由路径R₁，R₂，R₃......，R₇所对应的多个经由小区域Z_ij(traveling zone)(步骤S14)。

伺服器3继将上述二边界点位置座标P_e1(X_e1，Y_e1)及P_e2(X_e2，Y_e2)、预定二维格数(m，n)、及依序排列的该等经由小区域Z_ij的二维代码i，j予以以组合以建立一简易型导航信息N(步骤S15)。由图3，4，5可知，本例的简易型导航信息N的数据型态可如下列所示：

N＝$$(X_e1，Y_e1)，(X_e2，Y_e2)，(m，n)，30，31，32，22，23，13，14，15，16，26，36，46，56，66，76，86，87，88，98，A8，B8，C9$$

其中，该等经由小区域Z_ij的二维代码i，j是由出发地位置P_s到目的地位置P_d的顺序依序排列，反之亦可。

客服中心S随即以无线电通信装置32传送上述简易型导航信息N给远方车辆M的无线电通信装置14(步骤S16)。在本例中，该二无线电通信装置32，14分别包括有一GPRS模块俾能无线电收发信息，亦可使用其他如GSM模块、3C模块、传讯机(pager)、或其他等效无线电通信模块皆可。

请一并参阅图1，及6，车辆M之无线电通信装置14接收到上述简易型导航信息N(步骤S21)，处理器13便将其先储存于存储装置12中备用。

车辆M的处理器13开始由存储装置12中读取上述简易型导航信息N的二边界点位置座标P_e1(X_e1，Y_e1)及P_e2(X_e2，Y_e2)，并以其为左下角及右上角边界以还原出一如图7的虚拟的二维网格图G(2Dgrillwork)(步骤S22)。物理上而言，该二维网格图G是模拟并对应于上述特定地理区域A的实际地理范围。

图7并显示处理器13又读取存储装置12中上述简易型导航信息N的预定二维格数(m，n)，并据以将二维网格图G依m行xn列平均人隔成多个二维小格G_ij(2D grid)(步骤S23)，并分别定义以相同于上述二维矩阵、规则的二维代码i，j，并以每一个二维小格G_ij的左下角为参照点位置R_ij(X_ij，Y_ij)，i＝0...m，j＝0...n，其中 $X_{\mathrm{ij}}=X_{e1}+i\frac{(X_{e2}-X_{e1})}{m}$ 及 $Y_{\mathrm{ij}}=Y_{e1}+j\frac{(Y_{e2}-Y_{e1})}{n}$ 物理上而言，每一二维小格G_ij是模拟并对应于上述每一地理小区域A_ij的实际地理范围。

处理器13随时撷取全球定位模块11的车辆M现在位置座标P_c(X_c，Y_c)，并与各参照点位置R_ij(X_ij，Y_ij)比对以计算出车辆M现在位置P_c(X_c，Y_c)所对应的现在小格C_pq(current grid)的二维代码p，q(步骤S24)。本例中，假设X_c位于X_ij与X_(i+1)j之间，亦即X_ij≤X_c＜X_(i+1)j，因此以上述 $X_{\mathrm{ij}}=X_{e1}+i\frac{(X_{e2}-X_{e1})}{m}$ 代入便成为 $X_{e1}+i\frac{(X_{e2}-X_{e1})}{m}\&le;X_c\&le;X_{e1}+(i+1)\frac{(X_{e2}-X_{e1})}{m},$ 整理后得到 $i\&le;m\frac{(X_c-X_{e1})}{(X_{e2}-X_{e1})}<(i+1),$ 故以取其整数值，便可求得二维代码P；

同理，另一二维代码q亦可以

取其整数值而获得。

以图8为例，假设车辆M目前正由出发点P_s＝P_c(X_c，Y_c)出发，因此其所对应的现在小格为C₃₀，且其二维代码为p＝3，q＝0(其中，二维代码以(p，q)＝(3，0)来表示，以下皆同)。图8更显示上述储存于存储装置12中多个二维代码i，j所对应的由出发地P_s前往目的地P_d所需经过且依序排列的多个经由小格T_ij(traveling grid)。

处理器13继将现在小格C₃₀的二维代码(3，0)比对各个经由小格T_ij的二维代码i，j以产生一引导信息D(步骤S25)，并以一输出装置(例如显示幕15)以输出显示的(步骤S26)以引导车主依序前往目的地P_d。

例如于图8中，处理器13比对现在小格C₃₀的二维代码(3，0)比对各个经由小格T_ij的二维代码i，j以产生一引导信息D(步骤S25)，并以一输出装置(例如显示幕15)以输出显示的(步骤S26)以引导车主依序前往目的地P_d。

例如于图8中，处理器13比对现在小格C₃₀的二维代码(3，0)符合存储装置12内其中一经由小格T₃₀的二维代码(3，0)时，处理器13便读取下一个经由小格T₃₁的二维代码(3，1)，并与现在小格C₃₀的二维代码(3，0)计算比较以得知下一个经由小格T₃₁是位于现在小格C₃₀的j＝+1(经度多一格)方向，因此便产生一指向下一个经由小格T₃₁的箭头符号(↑)作为引导信息D(如图9所示)，并显示于显示幕15上。图9更显示车辆M于每一经由小格T_ij时所看到的各种不同的八方向箭头符号，因此车辆M能依序受其导引而到达目的地P_d所在的经由小格T_c9。其中，上述引导信息D亦可改以语音提醒车主，可增加驾驶安全性。

图10显示，倘若车辆M由T₃₂误入其中一二维小格G₃₄时，处理器13是比对出现在小格C_pq(即C₃₄)的二维代码(3，4)不符合存储装置12内任一个经由小格T_ij的二维代码i，j，处理器13便立即计算现在小格C_pq(即C₃₄)与其他剩余经由小格T_ij的差值Δ_ij＝|i-p|+|j-q|，其中，|i-p|与|j-q|是指分别取其绝对值。处理器13将选择其中具有最小差值Δ_ij、且排列顺序较后较接近目的地P_d所在的经由小格T_c9者，以将其设定为下一目标小格。

例如，图10显示由T₃₂以后剩余尚未走过的经由小格依序有T₂₂，T₂₃，T₁₃，T₁₄，T₁₅，T₁₆，T₂₆，T₃₆，T₄₆...等，其中，

(1)经由小格T₂₃与现在小格C₃₄的差值Δ23＝1+1＝2，

(2)经由小格T₁₄与现在小格C₃₄的差值Δ14＝2+0＝2，及

(3)经由小格T₃₆与现在小格C₃₄的差值Δ36＝0+2＝2

三者为最小值，其中又以经由小格T₃₆排列顺序较后较接近T_c9，因此处理器13优选选择经由小格T₃₆并将其设定为下一目标小格，并与现在小格C₃₄的二维代码(3，4)计算比较以得知下一个目标小格T₃₆是位于现在小格C₃₄的j＝+2(经度多二格)方向，因此产生一指向下一个目标小格T₃₆的箭头符号(↑)作为引导信息D(如图10所示)，并显示于显示幕15上。

本例中，车载机(OBU)的处理器13比对现在小格C_pq及各个经由小格T_ij的二维代码p，q及i，j，皆属十六进位的二位数字简单比对，运算十分容易，故可提高导航运算效率，也由于本例不必比对已知复杂的经/纬度座标数据，因此可使用较简单的处理器13以降低成本。再且，本例客服中心S只要无线电传送各个经由小区域Z_ij的二维代码i，j给车辆M，其亦为简单的十六进位的二位数字，无须再传送复杂的经/纬度座标数据，因此确可减少无线电数据传送量，进而提升无线电传送准确率。

本例为了配合全球定位卫星9所传送的定位讯号，目前多是参考地球经/纬度平面座标系，因此各步骤均依循地球经/纬度平面座标系予以设计。当然亦可改用其它直角平面座标系，或其他角度的斜角平面座标系，甚或半径-角度(Rθ)座标系...等均可，只要远程客服中心S与车辆M上系统使用同一座标系即可。

本例简易型导航信息N的二边界点不以上述为限，亦可选用左上角及右下角，或二上角，或二下角，或三角、或四角的边界点均可。

本例中每一地理小区域A_ij及二维小格G_ij的二维代码i，j，亦可改用其他二维阵列(2D array)规则编码。图4中第一组二维代码(0，0)亦可改由任一格开始以逐格递增(或递减)，其递增量(或递减量)可为2，3，4...等。而且，第一组二维代码不以(0，0)为限，亦可改用任何其它数值开始皆可。

此外，远程伺服器3若能一并由电子地图31搜寻出河流、湖泊、高山、悬崖等天然障碍、或危险区域、或塞车路段(譬如本例图3所示的湖泊区域、及其于图10标示有斜线的对应障碍区域)，并将上述区域所在的二维代码(i，j)随同上述简易型导航信息N一并无线电传送给车辆M，促使车辆M能主动避开这些障碍区域。这对本身无精密导航装置、只能藉由远程导航伺服器提供简易导航指引的车辆M而言，可避免误入歧途及消除行车盲点，非常重要。

实际上，上述于客服中心S中运作的各个步骤，可改由服务人员以人工逐一完成，无须藉由伺服器执行，亦可达成上述功效。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利要求自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (19)

1.一种简易型导航方法，使用于一客服中心，该客服中心组设有一电子地图；其特征在于，上述方法包括下列步骤：

(A)接收一出发地位置信息、及一目的地位置信息；

(B)搜寻由该出发地位置前往该目的地位置所需经过的至少一经由路径；

(C)选定一特定地理区域以至少涵盖有上述经由路径，其中，该特定地理区域是以至少二位置参数予以界定其范围，并能依一预定二维格数平均分隔成多个地理小区域，这些地理小区域分别被定义为依照二维阵列规则编码的二维代码；

(D)搜寻出多个经由小区域，这些经由小区域是指对应于经由路径的地理小区域；以及

(E)建立一简易型导航信息，使其包含有下列数据；该至少二位置参数、该预定二维格数、及依序排列的经由小区域的二维代码。

2.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于，步骤(C)中该至少二位置参数是指一直角平面座标系上至少二边界点位置座标，且该特定地理区域是以该至少二边界点位置座标为边界予以界定，并依该直角平面座标系以该预定二维格数平均分隔出的地理小区域。

3.如权利要求2所述的导航方法，其特征在于，该直角平面座标系是指地球经/纬度平面座标系。

4.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于，步骤(C)中地理小区域的二维代码是以二维矩阵规则编码。

5.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于，步骤(E)中该简易型导航信息的经由小区域的二维代码是依该出发地位置到该目的地位置的顺序依序排列。

6.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于，尚包括有一步骤(F)：传送该简易型导航信息给一车辆。

7.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于，该客服中心是组设有一伺服器并连结至该电子地图。

8.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于，该客服中心更组设有一无线电通信装置，与一车辆无线电收发信息。

9.如权利要求8所述的导航方法，其特征在于，该无线电通信装置是指一GPRS模块。

10.一种简易型车用导航系统，组设于一车辆上，其特征在于，包括有：

一全球定位模块，能计算出该车辆的现在位置信息；

一存储装置，储存有一简易型导航信息其包含有至少二位置参数、一预定二维格数、及多个依序排列的二维代码；

一处理器，能读取该存储装置中的该至少二位置参数，并以其界定一虚拟的二维网格图，该处理器并能读取该存储装置中的该预定二维格数以将该二维网格图平均分隔成多个二维小格，这些二维小格并分别被定义有一参照点位置、以及依照二维阵列规则排列的二维代码，该处理器并能撷取该全球定位模块中的该车辆现在位置信息，并比对这些参照点位置以计算出该车辆现在位置所对应的现在小格的二维代码，该处理器并能将该现在小格的二维代码比对储存于该存储装置中，代表由一出发地位置前往一目的地位置所需经过的多个经由小格的二维代码，以产生一引导信息；以及

一输出装置，是能输出该引导信息。

11.如权利要求10所述的导航系统，其特征在于，该简易型导航信息的二维代码是依该出发地位置到该目的地位置所需经过的这些经由小格的顺序依序排列。

12.如权利要求10所述的导航系统，其特征在于，所述的二维小格的二维代码是以二维矩阵规则编码。

13.如权利要求10所述的导航系统，其特征在于，该至少二位置参数是指一直角平面座标系上的至少二边界点位置座标，且该处理器是以该至少二边界点位置座标为边界以界定出该二维网格图，并将该二维网格图依该直角平面座标系以该预定二维格数平均分隔出所述的二维小格。

14.如权利要求13所述的导航系统，其特征在于，该直角平面座标系是指地球经/纬度平面座标系。

15.如权利要求13所述的导航系统，其特征在于，该处理器将该现在小格的二维代码比对符合储存于存储装置内其中一二维代码时，该处理器便读取下一个经由小格的二维代码，并与该现在小格的二维代码加以比较，并产生一由现在小格指向该下一个经由小格的箭头符号作为该引导信息。

16.如权利要求13所述的导航系统，其特征在于，该处理器将该现在小格C_pq的二维代码p，q比对不符合储存于存储装置内任一二维代码时，该处理器便选择剩余经由小格T_ij的二维代码i，j中具有最小差值Δ者并将其设定为下一目标小格，其中

Δ＝|i-p|+|j-q|，

并与该现在小格C_pq的二维代码pq加以比较，并产生一由现在小格C_pq指向该下一目标小格的箭头符号作为该引导信息。

17.如权利要求16所述的导航系统，其特征在于，该处理器是优先选择剩余经由小格的二维代码中具有最小差值Δ、且排列顺序越后越接近该目的地位置者，以将其设定为下一目标小格。

18.如权利要求10所述的导航系统，其特征在于，更包括有一无线电通信装置，与一远程客服中心无线电收发数据。

19.如权利要求18所述的导航系统，其特征在于，该无线电通信装置是指一GPRS模块。

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