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WO2010112625A1 - Método y dispositivo de orientación - Google Patents

Método y dispositivo de orientación Download PDF

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Publication number
WO2010112625A1
WO2010112625A1 PCT/ES2009/070083 ES2009070083W WO2010112625A1 WO 2010112625 A1 WO2010112625 A1 WO 2010112625A1 ES 2009070083 W ES2009070083 W ES 2009070083W WO 2010112625 A1 WO2010112625 A1 WO 2010112625A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
map
user
rotated
degrees
orientation
Prior art date
Application number
PCT/ES2009/070083
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Angel Ramiro MUR GÜERRI
Original Assignee
Fundacion Fatronik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fundacion Fatronik filed Critical Fundacion Fatronik
Priority to PCT/ES2009/070083 priority Critical patent/WO2010112625A1/es
Publication of WO2010112625A1 publication Critical patent/WO2010112625A1/es

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/36—Input/output arrangements for on-board computers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/45—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
    • G01S19/47—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement the supplementary measurement being an inertial measurement, e.g. tightly coupled inertial
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B29/00—Maps; Plans; Charts; Diagrams, e.g. route diagram
    • G09B29/10—Map spot or coordinate position indicators; Map reading aids
    • G09B29/106—Map spot or coordinate position indicators; Map reading aids using electronic means
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/005—Traffic control systems for road vehicles including pedestrian guidance indicator

Definitions

  • the present invention relates to the field of devices and methods to aid orientation and navigation and, more specifically, to portable devices and methods of orientation and navigation applied to portable devices for use by people traveling on foot.
  • Portable devices are known that help the spatial orientation of the carrier as it travels in a given city or region.
  • An example of such devices is shown in Figure 1, which illustrates a user 1 1 observing on the screen 12 of a portable device a map that allows him to know the region where he is to determine the direction to be taken.
  • the classic method is to select a rectangular region around the user's position whose sides are parallel to the sides of the map that is classically oriented to the north. In this case, the screen 12 will show the map without taking into account the user's orientation. If it is known which part of the map corresponds to the region that the user is observing, said region can be rotated until the desired orientation is achieved and from the result the region with the same dimension as screen 12 is selected.
  • the British patent application GB2358515A also describes a method for orienting a map in a portable device.
  • a map is also stored in the device memory.
  • the map is received on the device from a remote server.
  • a conventional algorithm is executed to rotate the image, so that it is well oriented on the screen of the device.
  • both the method and device of WO 02/42717 A2 and those of GB2358515A have the disadvantage that the device driver is obliged to perform a large number of operations, mainly related to the algorithm for reorienting or rotating the map, which it requires a relatively complex interpolation. For this reason, the energy consumption of the portable device is significant, which limits the battery life of the device. In addition, the time spent on homework processing is higher, which harms other possible pending tasks.
  • the present invention solves the aforementioned drawback by means of a method and device for displaying, with the same orientation as the user's vision, a map on a screen of a portable device. It is understood that the device screen is located on the user's visual direction.
  • one of the aspects of the present invention relates to a method of orientation of a user in a certain geographical area, by displaying a portion of said area around the user in a portable device, wherein said portable device comprises a receiver of a satellite signal (for example, GPS), a digital compass, data storage means configured to store at least one map of said geographical area and a screen (326).
  • the method comprises the steps of: calculating a position of said user from a location information obtained by said receiver of a satellite signal; calculate an orientation ⁇ of said user by said digital compass, where ⁇ represents an angle between the direction of the North and a vector that defines the orientation of the user.
  • the method also comprises the steps of: selecting, from said orientation angle ⁇ , from among a plurality of rotated maps of a map corresponding to said area, stored in said data storage means, a map of said rotated area ⁇ degrees; calculating, from said position of said previously calculated user and of said map rotated ⁇ degrees, the user's position on said map rotated ⁇ degrees; calculate, from said rotated map ⁇ degrees and from said user position on said rotated map ⁇ degrees, what memory sectors of said storage means of - TO -
  • data stores the portion of interest to be displayed on said rotated map ⁇ degrees around said user position; display on said screen said portion of said map rotated ⁇ degrees, by reading the sectors of the memory and its display on screen so that the user is able to see on that screen the portion of the map of what he is seeing depending on Your instant position and orientation.
  • the stages are preferably repeated each time the user changes position and / or orientation.
  • the step of selecting a rotated map ⁇ degrees comprises selecting the rotated map ⁇ degrees where the portion of the map to be displayed has its sides parallel to the sides of the image containing the rotated map.
  • said un rotated map and plurality of rotated maps of said un rotated map have been previously loaded into said device through a map entry block of said device, by one of the following ways: by pre-installing said maps in said data storage means of the device, by inserting a removable memory card into the device, or receiving said maps from a remote device through a data network, via wired or wireless connection.
  • said steps of calculating a position of the user from a location information obtained by the receiver of a satellite signal, of calculating an orientation ⁇ of the user by means of the digital compass, of selecting, from said orientation ⁇ , a map of said area rotated ⁇ degrees, of calculating the user's position on said map rotated ⁇ degrees, of calculating which sectors of said data storage means store the portion of interest of said map rotated ⁇ degrees around said user position and displaying said portion of said map rotated ⁇ degrees on said screen, are carried out by means of control means comprised in said device.
  • said steps of calculating a user's position from a location information obtained by the receiver of a satellite signal, of calculating an orientation ⁇ of the user by means of the digital compass, of selecting, from said orientation ⁇ , a map of said area rotated ⁇ degrees, of calculating the position of the user on said map rotated y degrees and of calculating which sectors of said data storage means store the portion (around the user) of said map rotated ⁇ degrees are carried out by a first controller comprised in said device.
  • said first controller instructs a second controller comprised in said device so that it carries out the steps of reading the sectors of said data storage means and of displaying on said screen of said portion of said map rotated ⁇ degrees .
  • the data storage means are configured to store at least one map previously selected by the user plus a plurality of rotated maps of said map selected by the user.
  • a portable device configured to carry out the steps of the previous method, which comprises: a receiver of a satellite signal, a digital compass, data storage means configured to store at least one map of an area, a screen and control means configured to control the previous elements.
  • the control means comprise: a first controller configured to control said receiver of a satellite signal and said digital compass; and a second controller configured to receive instructions from the first controller to control said data storage means and said screen.
  • the invention also provides a computer program comprising computer program code means adapted to perform the steps of the previous method, when said program is executed on a computer, a digital signal processor, a programmable field door arrangement, a specific application integrated circuit, a microprocessor, a microcontroller, and any other form of programmable hardware.
  • Figure 1 shows a conventional scheme of a user carrying a device to assist spatial orientation.
  • Figure 2 shows a scheme of application of the method and device of the present invention.
  • Figure 3 represents a block diagram of the portable device according to a possible embodiment of the present invention.
  • Figure 4 shows a blank rectangle representing a map that, from a rotational point of view, is a rotation map 0 Q , a user position and the region of interest to be displayed with the same orientation as the vision of the Username.
  • Figure 5 represents a rotated map and the position of the user and of the region to be displayed with the sides parallel to the frame of the image containing the rotated map.
  • Figure 6 shows the division into sectors of a memory or data storage media and how the map data is stored in said sectors.
  • Figure 7 shows a diagram of execution of the method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8 shows an example of application of the method of the present invention.
  • portion or “selection”, referring to a complete map of a certain area, is defined as a part of said complete map that is intended to be displayed on screen, whose orientation corresponds to the user orientation and that is stored or storable in certain sectors of a memory.
  • Figure 2 shows a scheme that includes a user 21 located in a certain environment or in a given landscape 23.
  • the user 21 carries a portable device 22 that allows him to visualize, with the same orientation as the user's own vision, a map of the landscape 23 on the screen of the device 22. The following describes how this is achieved.
  • FIG. 3 shows a block diagram of the portable device 32 according to a possible embodiment of the present invention.
  • the device 32 comprises:
  • Satellite signal receiver modules are GPS receiver modules, receiver modules according to the Galileo system, or the like.
  • the receiver module 321 is a GPS receiver module.
  • -A digital or electronic compass 322 configured to calculate the orientation of the portable device 32 and, therefore, of the body of its carrier.
  • Some examples of ways to implement a digital compass are: 2D digital compass designed to operate positioned on a plane, 3D digital compass designed to operate positioned on a surface that changes its position, among others.
  • This map entry block 323 is used to either pre-install a map in the memory of the device 32, or insert a map into a card that can be inserted into / removed from device 32, or receive a map from a remote device, such as a server, for example by request and payment for the requested map.
  • a non-limiting example of receiving from a remote device is through the Internet, either by cable connection through a port of device 32, for example USB, or by wireless connection. That is, this map input block 323 allows both to load a memory 324
  • control means 327 which are also described below, such as loading said memory 324 outside the device 32.
  • control means 327 can communicate with the outside via a cable or wireless connection for the acquisition of data to be recorded in the memory 324.
  • the data has been recorded in the memory abroad and this has been coupled to the control means 327 manually.
  • a means of storing data or memory 324 which stores one or several maps of the geographical area / areas through which the user carrying the portable device 32 or of areas through which it usually travels. Normally people do not usually move beyond an area of radius greater than about 10 km from their home. Therefore, the map preferably represents said area that the user usually uses to move. In more general terms, this area usually corresponds to a city, rural area, a district of a large metropolitan area, etc. Examples of geographical areas are: a city, a rural area, etc.
  • the memory or data storage means 324 receives the map (s) through the map input module 323.
  • the memory 324 is preferably a digital memory.
  • the memory stores a certain number N of rotations of said map, where each represents a different rotation around the center of the scanned (digitized) map of the area.
  • N a significant number N of rotations is chosen, this number depending on the accuracy required. For example, if a rotation is performed and stored every 3 Q , in memory 324 120 maps corresponding to 120 rotations (up to 360 Q ) of the same original map are stored, with rotation differences of 3 Q.
  • These maps, which are rotations of the original map contain all the possible orientations of the portion or selection of the complete map that is displayed on the screen.
  • Figures 4 and 5 show two examples of 2 possible rotations of a map.
  • the rotation is of angle 0 Q.
  • a selection or portion 46 56 of the total map can also be seen in both figures. These two selections or portions 46 56 have the same area but different orientation in relation to the sides of rectangle 58. In this example, portion 56 would be displayed on screen 22 ( Figure 2).
  • Figure 2 shows the rotation of angle 0 Q.
  • the data or memory storage means 324 is divided into sectors, as illustrated in Figure 6.
  • the N rotated maps are stored sequentially, and each of them by sectors.
  • Each sector stores a piece or block of image.
  • Piece or block of image is defined as a group of pixels and preferably has a rectangular shape.
  • the pieces or blocks of image are preferably identical (understood as "identical” that are equal in terms of the number of pixels and that each piece or block occupies a memory equal to the memory of a sector) and is also preferably stored in left memory to the right and from top to bottom of the image. Other configurations are also possible (for example, from bottom to top of the image and / or from right to left).
  • the map with rotation 0 Q is divided into pieces or blocks and stored, sequentially, in as many sectors of memory 324 as pieces or blocks have the rotation map 0 Q. Then a first rotated map is stored (in the example of the figure
  • FIG. 6 is a map rotated 3 Q ).
  • the map with 3 Q rotation is divided into pieces or blocks and stored, sequentially, in as many sectors of the memory 324 as pieces or blocks have the 3 Q rotation map. Successively, all rotated maps of the original map are stored at 0 Q.
  • Figure 6 illustrates, finally, a rotation map X Q , which represents, for example, the rotated map of Figure 5.
  • the memory 324 can be fixed (not removable) or “remove and put” (removable). In the latter case, the map and its rotations can be stored with another device outside the device 32.
  • the memory can also be loaded through the control means 327, which are described below, or from one of them, if there is more than one 3271 3272, using a wired or wireless connection.
  • control means 327 configured to control all the previous modules: the receiver module of a satellite signal 321, the digital compass 322, the map input block 323, the memory 324, the user interface 325 and the screen or display 326.
  • the device 32 also comprises other elements, such as a battery.
  • the control means 327 are formed by a first controller 3271 and a second controller 3272.
  • These controllers 3271 3272 can be, for example, microcontrollers.
  • the first controller 3271 obtains the user's position and the orientation of its body by means of the receiver of a satellite signal 321 and the digital compass 322, respectively.
  • the first controller 3271 uses the data of the receiver of a satellite signal 321 and of the digital compass 322 simply to calculate in which sectors of the memory 324 is the portion or selection of map to be represented.
  • the first controller 3271 I indicates to the second controller 3272 which sectors must read to display on the screen 326 the portion or map selection. That is, memory 324 contains all the possible results saved and sorted in a specific way that allows to find the data easily, so it is not necessary to apply a classical rotation and interpolation algorithm every time the user changes position.
  • the controller 3271 Since the N rotated maps have been stored sequentially, and each of them by sectors representing identical pieces or blocks of image (understood as "identical” that the pieces or blocks of image are equal in terms of the number of pixels and that each piece or block occupies a memory equal to the memory of a sector, as illustrated in Figure 6) from left to right and from top to bottom of the image, the controller 3271 also easily calculates the position of the sectors that store the portion or selection of the image around the user that is to be represented on screen 326, since the portion or selection of the image of the map of interest has its sides parallel to the rectangle it supports All rotated images, as illustrated in Figure 5. Subsequently, the controller 3272 should only read said sectors and represent them on the screen 326. This is a great advantage over conventional devices and methods.
  • the second controller 3272 is responsible for displaying on screen 326 what the first controller 3271 indicates. It is also capable, independently of the first controller 3271, of storing data in memory 324. The first controller 3271 controls the entire device 32 without being in direct contact with either screen 326 or memory 324.
  • control means 327 may be formed by more than two controllers.
  • control means 327 can be formed by a single controller 327. That is, the entire process of reading data, data processing, reading of memory 324 and display on screen 326 can be performed by a single processor or controller 327.
  • two controllers 3271 3272 are preferably used.
  • a controller 3272 is responsible for reading in memory 323 and the display 326 and the The rest of the actions are the task of the other controller 3271.
  • the controller 3271 that processes the data of the digital compass 322 and the receiver of a satellite signal 321 I tells the other controller 3272 what memory sectors 324 have to read to represent the region (selection or portion) suitable in the screen 326.
  • the first controller 3271 is thus free of the visualization tasks and therefore has a greater capacity to develop new applications (such as the interaction with physical user interface 325, among others).
  • the device and method are specially designed for use by a pedestrian or by a person traveling at typical pedestrian speeds.
  • the implementation of the portable device 32 can be designed to be carried on the user's wrist, as a clock or bracelet, since this arrangement allows the map on the screen of the device 32 to be parallel to the earth and in the direction of The user's vision when the user tries to consult the map.
  • Other alternative implementations are also possible, such as the incorporation of the device into a mobile telephone terminal, a PDA, etc.
  • the orientation of the user carrying the device 32 is calculated by means of the digital or electronic compass 322.
  • An orientation angle de is obtained. This is represented by reference 71 of Figure 7.
  • the user's position is also calculated by the satellite signal receiver 321. This position is calculated on an original map, that is, a rotation map 0 Q. This calculation is performed either simultaneously to the calculation of the user's orientation, either before or after. This is represented by reference 72 of Figure 7.
  • Both steps 71 72 are performed under the control of the control means 327 of the device 32. In a preferred embodiment, they are performed under the control of a first controller 3271.
  • a rotated map is selected whose rotation corresponds to that angle ⁇ . This is represented by reference 73 of Figure 7. From, both the position of the user obtained in step 72 and the map rotated ⁇ degrees selected in step 73, the position of the user on the rotated map is calculated. This is represented by reference 74 of Figure 7.
  • steps related to calculations of memory sectors are performed under the control of a first controller 3271.
  • step 76 of Figure 7 are performed under the control of a second controller 3272.
  • the blank rectangle represents a map of a certain area without rotation 44 (that is, rotation of 0 Q ).
  • This map 44 it can be, for example, the map of a scanned city.
  • the black part is part of the image that does not contain significant information.
  • the user represented by a point 45, looks in the direction of the arrow 49.
  • the striped rectangle 46 corresponds to the region, selection or portion around the user. Its orientation depends on the way the user looks.
  • the objective is to select the region, selection or portion 46 around the user 45 with the same orientation as the user's gaze and of a dimension similar to the size of the screen 326 of the device 32. It is to represent on screen 326 the area, selection or portion around the user so that the rectangle corresponds to the orientation of the user and he can display on screen what he is seeing, as illustrated in Figure 2.
  • Figure 5 represents a rotated map 57 within the image 58.
  • the striped rectangle 56 corresponds to the region, selection or portion around the user 55 (or 45 of Figure 4).
  • the first controller or processor 3271 tells the second 3272 where to find in the memory 324 the sectors of the portion, selection or rectangle of interest 56. As indicated, the first controller 3271 obtains the position of the user and the orientation of his body by the receiver of a satellite signal 321 and the digital compass 322, respectively. Next, the first controller 3271 uses the data of the receiver of a satellite signal 321 and of the digital compass 322 to calculate in which part of the memory 324 are the sectors of the portion of the map or rectangle of interest that it is desired to represent. Then inform the controller
  • the second controller 3272 reads the sectors of the portion of the map or rectangle of interest and represents them on screen 326.
  • the digital or electronic compass 322 described and illustrated in Figure 3 is used, so that an angle ⁇ is obtained (in favor of the clockwise ) between the direction of the geographical North and the vector that defines the orientation of the user (referenced as 49 in Figure 4). This responds to the conventional operation of digital compass 322. This operation of compass 322 is not part of the present invention.
  • This angle ⁇ allows to select, from among the N maps stored in memory 324 (each of which is stored in memory sectors as illustrated in Figure 6), the rotated map containing the portion, selection or region 56 with the sides parallel to the sides of rectangle 58.
  • the rotated map to be selected corresponds to a rotation ⁇ of the original map (counterclockwise).
  • the position of the user 55 is calculated using the receiver of a satellite signal 321. This position corresponds to the position 45 on the map 44 ( Figure 4).
  • the user's position 55 on the rotated map 57 is obtained by simple rotation ( Figure 5): Once the receiver of a satellite signal 321 gives us the position, this position corresponds to a point on the rotation map 0 Q. In the example of Figure 4, it is the point 45. Then it is necessary to rotate only that point to obtain the position 55, which is the position from which the memory sectors containing the map portion to be represented are determined or rectangle of interest to be represented on screen 326.
  • N rotations of the original map are stored in a digital memory 324, each of them divided into pieces or blocks that are stored in sectors as illustrated in Figure 6, any portion or region 56 around point 55 It is easily represented on screen 326, since a simple reading of the corresponding sectors in memory 324 is sufficient.
  • the sector of the memory containing the pixel of position 55 is calculated first. And subsequently they are calculated the sectors of the rectangle of interest 56 containing the data that will be represented in the screen 326.
  • the reading of said sectors is simple, since the rectangle of interest 56 has the sides parallel to the rectangle 58 and the data of 58 were stored in pieces. or identical blocks from left to right and from top to bottom in the memory sectors 324.
  • Figure 8 shows an example of a user 61 at a crossroads, carrying a portable device that has implemented the algorithm of the method described above.
  • the map on screen 626 adapts to changes in orientation and position of the user.
  • the benefits of this way of operating are the following: lower number of operations by the control means 327 3271 3272 with respect to the classical method and therefore a saving in terms of processing time and energy consumed.
  • the unfolding of the control means 327 into at least two controllers 3271 3272 adds flexibility, speed and energy saving in the operation of the system.
  • the method and device of the invention also work with a single controller 327, although flexibility in terms of operation would be lost.
  • the present method and device require storing in a memory 324 (for example SD) a digital map (of dimensions that are multiples of 16 pixels) and their respective rotations with respect to their center. For example, if rotations are chosen every 3 Q of an original map, 120 images must be stored for each original map. Images are stored consecutively in memory. Each image has been stored in memory by sectors of 512 bytes read from left to right and from top to bottom. The entire contents of rectangle 58 (figure 5) are stored in memory 324: map 57 and spaces without data. Although a circumference has been included in Figures 4 and 5 to show the rotation of the map, it is understood that the map could be larger in order to minimize the black areas of rectangle 58. In this case, the corners of the map may not appear in certain rotations so that the choice of the map must be made in such a way that the regions that are lost when rotating are not useful.
  • a memory 324 for example SD
  • a digital map of dimensions that are multiples of 16 pixels
  • This method helps users to orientate themselves spatially when they walk. Especially it is a potentially useful method for people with cognitive impairment.

Landscapes

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Un método de orientación de un usuario en una determinada área geográfica, mediante la visualización de una porción (46, 56) de dicha área en un dispositivo portátil (32), donde dicho dispositivo portátil (32) comprende un receptor de una señal satelital (321), una brújula digital (322), medios de almacenamiento de datos (324) y una pantalla (326). El método comprende las etapas de: calcular (72) una posición del usuario a partir de una información de localización obtenida mediante dicho receptor satelital (321); calcular (71) una orientación φ del usuario mediante la brújula digital (322); seleccionar (73), a partir del ángulo de orientación φ, de entre una pluralidad de mapas rotados de un mapa correspondiente a dicha área, almacenados en dichos medios de almacenamiento de datos (324), un mapa de dicha área rotado φ grados; calcular (74), a partir de dicha posición de dicho usuario y de dicho mapa rotado φ grados, la posición del usuario en dicho mapa rotado φ grados; calcular (75), a partir del mapa rotado φ grados y de la posición del usuario en el mapa rotado φ grados, los sectores de los medios de almacenamiento de datos (324) que almacena la porción de dicho mapa rotado φ grados centrada en dicha posición del usuario; leer los sectores y visualizar en la pantalla (326) la porción de mapa rotado φ grados, de forma que el usuario es capaz de ver en la pantalla (326), el mapa posicionado y orientado según la posición y orientación del usuario.

Description

MÉTODO Y DISPOSITIVO DE ORIENTACIÓN
D E S C R I P C I Ó N
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere al campo de los dispositivos y métodos de ayuda a Ia orientación y navegación y, más concretamente, a los dispositivos portátiles y métodos de orientación y navegación aplicados a dispositivos portátiles para uso de personas que se desplazan a pie.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Son conocidos los dispositivos portátiles que ayudan a Ia orientación espacial del portador a medida que se desplaza en una ciudad o región determinada. Un ejemplo de tales dispositivos se muestra en Ia figura 1 , que ilustra a un usuario 1 1 observando en Ia pantalla 12 de un dispositivo portátil un mapa que Ie permite conocer Ia región en donde se encuentra para determinar Ia dirección que debe tomar. El método clásico consiste en seleccionar una región rectangular alrededor de Ia posición del usuario cuyos lados son paralelos a los lados del mapa que clásicamente está orientado hacia el norte. En este caso Ia pantalla 12 mostrará el mapa sin tener en cuenta Ia orientación del usuario. Si se sabe qué parte del mapa se corresponde con Ia región que el usuario está observando, se puede rotar dicha región hasta conseguir Ia orientación deseada y del resultado se selecciona Ia región con Ia misma dimensión que Ia pantalla 12. Para conseguir Ia región con Ia orientación deseada es necesario un proceso de rotación e interpolación cada vez que el usuario cambia de posición y orientación. La solicitud de patente internacional WO 02/42717 A2 describe un método y un aparato para orientar un mapa en un dispositivo portátil. Los distintos elementos del dispositivo (receptor GPS, brújula digital, memoria, pantalla, etc.) se controlan a través de un controlador. La memoria guarda el mapa de Ia zona en Ia que se encuentra el usuario, que el controlador ha recibido previamente. El método está basado en Ia lectura de varias medidas de localización mediante un receptor GPS, a partir de las cuales se intenta establecer una medida del rumbo que sea indicativa de Ia dirección de movimiento del dispositivo portátil. Si esta medida del rumbo no puede establecerse mediante el receptor GPS, se recurre al rumbo marcado por una brújula digital. A continuación se calcula un valor de desviación u offset indicativo de Ia diferencia entre el rumbo marcado por Ia brújula y Ia orientación del mapa. Por último, se gira el mapa Io que indique el ángulo de desviación previamente calculado y se despliega en Ia pantalla del dispositivo. Este documento no especifica ningún algoritmo concreto para girar o reorientar el mapa.
Por otra parte, Ia solicitud de patente británica GB2358515A también describe un método para orientar un mapa en un dispositivo portátil. En este método también se guarda un mapa en Ia memoria del dispositivo. El mapa se recibe en el dispositivo procedente de un servidor remoto. Después se ejecuta un algoritmo convencional para rotar Ia imagen, de forma que quede bien orientada en Ia pantalla del dispositivo.
Sin embargo, tanto el método y dispositivo de WO 02/42717 A2 como los de GB2358515A presentan el inconveniente de que el controlador del dispositivo está obligado a hacer un gran número de operaciones, principalmente relacionadas con el algoritmo para reorientar o rotar el mapa, que requiere una interpolación relativamente compleja. Por este motivo, el consumo energético del dispositivo portátil es significativo, Io cual limita Ia duración de Ia batería del mismo. Además, el tiempo dedicado a tareas de procesado es más elevado, Io cual perjudica a otras posibles tareas pendientes.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
La presente invención resuelve el inconveniente mencionado anteriormente mediante un método y dispositivo para visualizar, con Ia misma orientación que Ia visión del usuario, un mapa en una pantalla de un dispositivo portátil. Se entiende que Ia pantalla del dispositivo está situada sobre Ia dirección visual del usuario.
Así, uno de los aspectos de Ia presente invención se refiere a un método de orientación de un usuario en una determinada área geográfica, mediante Ia visualización de una porción de dicha área alrededor del usuario en un dispositivo portátil, donde dicho dispositivo portátil comprende un receptor de una señal satelital (por ejemplo, GPS), una brújula digital, medios de almacenamiento de datos configurados para almacenar al menos un mapa de dicha área geográfica y una pantalla (326). El método comprende las etapas de: calcular una posición de dicho usuario a partir de una información de localización obtenida mediante dicho receptor de una señal satelital; calcular una orientación φ de dicho usuario mediante dicha brújula digital, donde φ representa un ángulo entre Ia dirección del Norte y un vector que define Ia orientación del usuario. El método también comprende las etapas de: seleccionar, a partir de dicho ángulo de orientación φ, de entre una pluralidad de mapas rotados de un mapa correspondiente a dicha área, almacenados en dichos medios de almacenamiento de datos, un mapa de dicha área rotado φ grados; calcular, a partir de dicha posición de dicho usuario previamente calculada y de dicho mapa rotado φ grados, Ia posición del usuario en dicho mapa rotado φ grados; calcular, a partir de dicho mapa rotado φ grados y de dicha posición del usuario en dicho mapa rotado φ grados, qué sectores de memoria de dichos medios de almacenamiento de - A -
datos almacenan la porción de interés a visualizar de dicho mapa rotado φ grados alrededor de dicha posición del usuario; visualizar en dicha pantalla dicha porción de dicho mapa rotado φ grados, mediante Ia lectura de los sectores de Ia memoria y su visualización en pantalla de forma que el usuario es capaz de ver en dicha pantalla Ia porción del mapa de Io que está viendo dependiendo de su posición y orientación instantáneas.
Las etapas se repiten, preferentemente, cada vez que el usuario cambia de posición y/o orientación.
Preferentemente, Ia etapa de seleccionar un mapa rotado φ grados comprende seleccionar el mapa rotado φ grados en donde Ia porción del mapa a visualizar tiene sus lados paralelos a los lados de Ia imagen que contiene el mapa rotado.
En una realización particular, dichos mapa sin rotar y pluralidad de mapas rotados de dicho mapa sin rotar han sido previamente cargados en dicho dispositivo a través de un bloque de entrada de mapas de dicho dispositivo, mediante una de las formas siguientes: preinstalando dichos mapas en dichos medios de almacenamiento de datos del dispositivo, insertando una tarjeta de memoria extraíble en el dispositivo, o recibiendo dichos mapas desde un dispositivo remoto a través de una red de datos, mediante conexión por cable o inalámbrica.
En una realización particular, dichas etapas de calcular una posición del usuario a partir de una información de localización obtenida mediante el receptor de una señal satelital, de calcular una orientación φ del usuario mediante Ia brújula digital, de seleccionar, a partir de dicha orientación φ, un mapa de dicha área rotado φ grados, de calcular Ia posición del usuario en dicho mapa rotado φ grados, de calcular qué sectores de dichos medios de almacenamiento de datos almacenan Ia porción de interés de dicho mapa rotado φ grados alrededor de dicha posición del usuario y de visualizar en dicha pantalla dicha porción de dicho mapa rotado φ grados, se llevan a cabo mediante unos medios de control comprendidos en dicho dispositivo.
Preferentemente, dichas etapas de calcular una posición del usuario a partir de una información de localización obtenida mediante el receptor de una señal satelital, de calcular una orientación φ del usuario mediante Ia brújula digital, de seleccionar, a partir de dicha orientación φ, un mapa de dicha área rotado φ grados, de calcular Ia posición del usuario en dicho mapa rotado φ grados y de calcular qué sectores de dichos medios de almacenamiento de datos almacenan Ia porción (alrededor del usuario) de dicho mapa rotado φ grados se llevan a cabo mediante un primer controlador comprendido en dicho dispositivo.
También preferentemente, dicho primer controlador da instrucciones a un segundo controlador comprendido en dicho dispositivo para que éste lleve a cabo las etapas de leer los sectores de dichos medios de almacenamiento de datos y de visualizar en dicha pantalla de dicha porción de dicho mapa rotado φ grados.
Los medios de almacenamiento de datos están configurados para almacenar, al menos, un mapa previamente seleccionado por el usuario más una pluralidad de mapas rotados de dicho mapa seleccionado por el usuario.
En otro aspecto de Ia presente invención, se proporciona un dispositivo portátil configurado para llevar a cabo las etapas del método anterior, que comprende: un receptor de una señal satelital, una brújula digital, medios de almacenamiento de datos configurados para almacenar al menos un mapa de un área, una pantalla y medios de control configurados para controlar los elementos anteriores. Preferentemente, los medios de control comprenden: un primer controlador configurado para controlar dicho receptor de una señal satelital y dicha brújula digital; y un segundo controlador configurado para recibir instrucciones del primer controlador para controlar dichos medios de almacenamiento de datos y dicha pantalla.
Por último, Ia invención proporciona también un programa informático que comprende medios de código de programa informático adaptados para realizar las etapas del método anterior, cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador, un procesador de señal digital, una disposición de puertas de campo programable, un circuito integrado de aplicación específica, un microprocesador, un microcontrolador, y cualquier otra forma de hardware programable.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo y para complementar esta descripción, se acompaña como parte integrante de Ia misma un juego de dibujos, cuyo carácter es ilustrativo y no limitativo. En estos dibujos:
La figura 1 muestra un esquema convencional de un usuario portando un dispositivo de ayuda a Ia orientación espacial.
La figura 2 muestra un esquema de aplicación del método y dispositivo de Ia presente invención.
La figura 3 representa un diagrama de bloques del dispositivo portátil según una posible realización de Ia presente invención. La figura 4 muestra un rectángulo en blanco que representa un mapa que, desde un punto de vista de las rotaciones, es un mapa de rotación 0Q, una posición de usuario y Ia región de interés a visualizar con Ia misma orientación que Ia visión del usuario.
La figura 5 representa un mapa rotado y Ia posición del usuario y de Ia región a visualizar con los lados paralelos al cuadro de Ia imagen que contiene el mapa rotado.
La figura 6 muestra Ia división en sectores de una memoria o medios de almacenamiento de datos y cómo los datos de los mapas se guardan en dichos sectores.
La figura 7 muestra un diagrama de ejecución del método según una realización de Ia presente invención.
La figura 8 muestra un ejemplo de aplicación del método de Ia presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
En el contexto de Ia presente invención, el término "porción" o "selección", referido a un mapa completo de una determinada área, se define como una parte de dicho mapa completo que se quiere visualizar en pantalla, cuya orientación se corresponde con Ia orientación del usuario y que se encuentra almacenada o almacenable en ciertos sectores de una memoria.
En este texto, el término "comprende" y sus derivados (tales como "que comprende", etc.) no deben entenderse en un sentido excluyente, es decir, estos términos no deben interpretarse como que excluyen Ia posibilidad de que Io que se ha descrito y definido pueda incluir elementos, etapas, etc. adicionales.
Finalmente, los términos "aproximadamente", "alrededor de", "unos", etc. deben entenderse como indicando valores próximos a los que dichos términos acompañen.
La figura 2 muestra un esquema que incluye un usuario 21 situado en un determinado entorno o ante un determinado paisaje 23. El usuario 21 porta un dispositivo portátil 22 que Ie permite visualizar, con Ia misma orientación que Ia visión del propio usuario, un mapa del paisaje 23 en Ia pantalla del dispositivo 22. A continuación se describe cómo se consigue esto.
La figura 3 muestra un diagrama de bloques del dispositivo portátil 32 según una posible realización de Ia presente invención. El dispositivo 32 comprende:
-Un módulo receptor de una señal satelital 321 configurado para conectarse a una red satelital y para calcular, a partir de una señal satelital procedente de varios de los satélites que forman dicha red satelital, información de localización del dispositivo portátil 32. Ejemplos no limitativos de módulos receptores de señales satelitales son módulos receptores GPS, módulos receptores según el sistema Galileo, o similares. Preferentemente, el módulo receptor 321 es un módulo receptor GPS.
-Una brújula digital o electrónica 322 configurada para calcular Ia orientación del dispositivo portátil 32 y, por tanto, del cuerpo de su portador. Algunos ejemplos de formas de implementar una brújula digital son: brújula digital en 2D diseñada para funcionar posicionada sobre un plano, brújula digital 3D diseñada para funcionar posicionada sobre una superficie que cambia su posición, entre otros. -Un bloque de entrada de mapas 323, a través del cual se carga el o los mapas en el dispositivo portátil 32. Este bloque de entrada de mapas 323 se utiliza para, o bien preinstalar un mapa en Ia memoria del dispositivo 32, o bien introducir un mapa en una tarjeta insertable en/ extraíble del dispositivo 32, o bien recibir un mapa desde un dispositivo remoto, como un servidor, por ejemplo mediante previa petición y pago por el mapa solicitado. Un ejemplo no limitativo de Ia recepción desde un dispositivo remoto es a través de Internet, ya sea mediante conexión por cable a través de un puerto del dispositivo 32, por ejemplo USB, o mediante conexión inalámbrica. Es decir, este bloque de entrada de mapas 323 permite, tanto cargar una memoria 324
(que se describe más adelante) mediante unos medios de control 327 (que también se describen más adelante), como cargar dicha memoria 324 en el exterior del dispositivo 32. En el primer caso, los medios de control 327 pueden comunicarse con el exterior mediante una conexión por cable o inalámbrica para Ia adquisición de datos a grabar en Ia memoria 324. En el segundo caso, los datos han sido grabados en Ia memoria en el exterior y ésta se ha acoplado a los medios de control 327 manualmente.
-Unos medios de almacenamiento de datos o memoria 324, que almacena uno o varios mapas de la/las áreas geográficas por la/las que está transitando el usuario portador del dispositivo portátil 32 o de áreas por las que suele transitar. Normalmente las personas no suelen desplazarse más allá de un área de radio superior a unos 10 Km desde su casa. Por consiguiente, el mapa representa, preferentemente, dicha área que el usuario suele utilizar para desplazarse. En términos más generales, esta área suele corresponderse con una ciudad, zona rural, un distrito de una gran área metropolitana, etc. Ejemplos de áreas geográficas son: una ciudad, una zona rural, etc. La memoria o medios de almacenamiento de datos 324 recibe el o los mapas a través del módulo de entrada de mapas 323. La memoria 324 es preferentemente una memoria digital. Además de cada mapa original (entendiéndose por original que el mapa está sin rotar, es decir, orientado a 0Q (grados)) de cada área geográfica, Ia memoria almacena un cierto número N de rotaciones de dicho mapa, en donde cada una representa una rotación diferente alrededor del centro del mapa escaneado (digitalizado) del área. Preferentemente se elige un número N significativo de rotaciones, dependiendo este número de Ia exactitud que se requiera. Por ejemplo, si se realiza y almacena una rotación cada 3Q, en Ia memoria 324 se almacenan 120 mapas correspondientes a 120 rotaciones (hasta completar 360Q) de un mismo mapa original, con diferencias de rotación de 3Q. Estos mapas, que son rotaciones del mapa original, contienen todas las posibles orientaciones de Ia porción o selección del mapa completo que se visualiza en Ia pantalla. Las figuras 4 y 5 muestran dos ejemplos de 2 posibles rotaciones de un mapa. En Ia figura 4 Ia rotación es de ángulo 0Q. También se aprecia en ambas figuras una selección o porción 46 56 del mapa total. Estas dos selecciones o porciones 46 56 tienen Ia misma área pero diferente orientación con relación a los lados del rectángulo 58. En este ejemplo, Ia porción 56 se visualizaría en Ia pantalla 22 (figura 2). Así, si en lugar de tener 2 mapas rotados, tenemos los N mapas rotados, entonces éstos contienen todas las posibles orientaciones para cualquier selección o porción del mapa tipo 46.
Los medios de almacenamiento de datos o memoria 324 está dividida en sectores, como se ilustra en Ia figura 6. Los N mapas rotados se almacenan de forma secuencial, y cada uno de ellos por sectores. Cada sector almacena un trozo o bloque de imagen. Se define trozo o bloque de imagen como un grupo de píxeles y que preferentemente tiene forma rectangular.
Los trozos o bloques de imagen preferentemente son idénticos (entendiéndose por "idénticos" que son iguales en cuanto al número de píxeles y que cada trozo o bloque ocupa una memoria igual a Ia memoria de un sector) y también preferentemente se guardan en memoria de izquierda a derecha y de arriba abajo de Ia imagen. Otras configuraciones son también posibles (por ejemplo, de abajo a arriba de Ia imagen y/o de derecha a izquierda). Como se aprecia en Ia figura 6, y a modo de ejemplo que no debe considerarse limitativo, el mapa con rotación 0Q se divide en trozos o bloques y se almacenan, de forma secuencial, en tantos sectores de Ia memoria 324 como trozos o bloques tenga el mapa de rotación 0Q. A continuación se almacena un primer mapa rotado (en el ejemplo de Ia figura
6 es un mapa rotado 3Q). Como en el caso anterior, el mapa con rotación 3Q se divide en trozos o bloques y se almacenan, de forma secuencial, en tantos sectores de Ia memoria 324 como trozos o bloques tenga el mapa de rotación 3Q. De forma sucesiva, se van almacenando todos los mapas rotados del mapa original a 0Q. La figura 6 ilustra, por último, un mapa de rotación XQ, que representa, por ejemplo, al mapa rotado de Ia figura 5.
Como se ha mencionado anteriormente, Ia memoria 324 puede ser fija (no extraíble) o de "quita y pon" (extraíble). En este último caso, el mapa y sus rotaciones pueden ser almacenados con otro dispositivo ajeno al dispositivo 32. La memoria también puede cargarse a través de los medios de control 327, que se describen más adelante, o de uno de ellos, si es que hay más de uno 3271 3272, utilizando una conexión por cable o sin cable.
-Una interfaz de usuario 325 a través de Ia cual el usuario maneja el dispositivo 32.
-Una pantalla o display 326, donde se visualizan selecciones o porciones de los mapas o de rotaciones de los mismos a medida que el usuario se va desplazando y/o girando sobre sí mismo.
-Unos medios de control 327, configurados para controlar todos los módulos anteriores: el módulo receptor de una señal satelital 321 , Ia brújula digital 322, el bloque de entrada de mapas 323, Ia memoria 324, Ia interfaz de usuario 325 y Ia pantalla o display 326. El dispositivo 32 comprende también otros elementos, tales como una batería.
Preferentemente, los medios de control 327 están formados por un primer controlador 3271 y por un segundo controlador 3272. Estos controladores 3271 3272 pueden ser, por ejemplo, microcontroladores. El primer controlador 3271 obtiene Ia posición del usuario y Ia orientación de su cuerpo mediante el receptor de una señal satelital 321 y Ia brújula digital 322, respectivamente. Pero, a diferencia de los métodos de orientación convencionales, en lugar de leer una selección o porción de mapa de rotación 0Q almacenado en Ia memoria 324, rotarlo, interpolarlo y enviar el resultado a Ia pantalla 326, el primer controlador 3271 utiliza los datos del receptor de una señal satelital 321 y de Ia brújula digital 322 simplemente para calcular en qué sectores de Ia memoria 324 está Ia porción o selección de mapa que se desea representar. Una vez calculados, el primer controlador 3271 Ie indica al segundo controlador 3272 qué sectores debe leer para visualizar en Ia pantalla 326 Ia porción o selección de mapa. Es decir, Ia memoria 324 contiene todos los posibles resultados guardados y ordenados de una forma específica que permite encontrar los datos fácilmente, por Io que no es necesario aplicar un algoritmo clásico de rotación e interpolación cada vez que el usuario cambia de posición. Dado que los N mapas rotados se han almacenado de forma secuencial, y cada uno de ellos por sectores que representan trozos o bloques de imagen idénticas (entendiéndose por "idénticas" que los trozos o bloques de imagen son iguales en cuanto al número de píxeles y que cada trozo o bloque ocupa una memoria igual a Ia memoria de un sector, como se ilustra en Ia figura 6) de izquierda a derecha y de arriba abajo de Ia imagen, el controlador 3271 también calcula fácilmente Ia posición de los sectores que almacenan Ia porción o selección de Ia imagen alrededor del usuario que se desea representar en Ia pantalla 326, ya que Ia porción o selección de Ia imagen del mapa de interés tiene sus lados paralelos al rectángulo que soporta todas las imágenes rotadas, como se ilustra en Ia figura 5. Posteriormente, el controlador 3272 sólo debe leer dichos sectores y representarlos en Ia pantalla 326. Esto supone una gran ventaja frente a los dispositivos y métodos convencionales.
El segundo controlador 3272 es el responsable de mostrar en pantalla 326 aquello que Ie indica el primer controlador 3271. También es capaz, independientemente del primer controlador 3271 , de guardar datos en Ia memoria 324. El primer controlador 3271 controla todo el dispositivo 32 sin estar en contacto directo ni con Ia pantalla 326 ni con Ia memoria 324.
En una realización alternativa, los medios de control 327 pueden estar formados por más de dos controladores.
En otra realización alternativa, los medios de control 327 pueden estar formados por un único controlador 327. Es decir, todo el proceso de lectura de datos, procesado de datos, lectura de Ia memoria 324 y visualización en pantalla 326 puede ser realizado por un único procesador o controlador 327.
Sin embargo, con el fin de permitir más flexibilidad a Ia arquitectura que soporta el método de Ia invención, se utilizan preferentemente dos controladores 3271 3272. De esta forma, un controlador 3272 se encarga de Ia lectura en memoria 323 y Ia visualización 326 y el resto de acciones es tarea del otro controlador 3271. El controlador 3271 que procesa los datos de Ia brújula digital 322 y del receptor de una señal satelital 321 Ie dice al otro controlador 3272 qué sectores de memoria 324 tiene que leer para representar Ia región (selección o porción) adecuada en Ia pantalla 326. El primer controlador 3271 queda así libre de las tareas de visualización y por Io tanto tiene mayor capacidad para desarrollar nuevas aplicaciones (tales como Ia interacción con interfaz física de usuario 325, entre otras). El dispositivo y método están especialmente concebidos para usarse por un peatón o por una persona que se desplaza a velocidades típicas de un peatón. Preferentemente, Ia implementación del dispositivo portátil 32 puede diseñarse para ser portado sobre Ia muñeca del usuario, a modo de reloj o brazalete, ya que esta disposición permite que el mapa en Ia pantalla del dispositivo 32 esté paralelo a Ia tierra y en Ia dirección de Ia visión del usuario cuando éste intenta consultar el mapa. Otras implementaciones alternativas son también posibles, tales como Ia incorporación del dispositivo en un terminal de telefonía móvil, una PDA, etc.
A continuación se ilustra en detalle el método de orientación de Ia invención, que se esquematiza en el diagrama de flujo de Ia figura 7.
En primer lugar, se calcula Ia orientación del usuario que porta el dispositivo 32 mediante Ia brújula digital o electrónica 322. Se obtiene un ángulo de orientación φ. Esto se representa por Ia referencia 71 de Ia figura 7.
También se calcula Ia posición del usuario mediante el receptor de señales satelitales 321. Esta posición se calcula sobre un mapa original, es decir, un mapa de rotación 0Q. Este cálculo se realiza o bien simultáneamente al cálculo de Ia orientación del usuario, o bien antes o bien después. Esto se representa por Ia referencia 72 de Ia figura 7.
Ambos pasos 71 72 se realizan bajo el control de los medios de control 327 del dispositivo 32. En una realización preferente, se realizan bajo el control de un primer controlador 3271.
A partir del valor obtenido de orientación del usuario (ángulo φ), se selecciona un mapa rotado cuya rotación corresponda a ese ángulo φ. Esto se representa por Ia referencia 73 de Ia figura 7. A partir de, tanto Ia posición del usuario obtenida en el paso 72 como del mapa rotado φ grados seleccionado en el paso 73, se calcula Ia posición del usuario en el mapa rotado. Esto se representa por Ia referencia 74 de Ia figura 7.
A partir del mapa rotado φ grados seleccionado en el paso 73 y de Ia posición del usuario en el mapa rotado del paso 74, se calcula los sectores de Ia memoria 324 que almacenan Ia porción o selección de mapa rotado de interés. Esto se representa por Ia referencia 75 de Ia figura 7. La figura 6 muestra varios mapas rotados, cada uno de ellos almacenado mediante trozos o bloques que se corresponden con los sectores de Ia memoria 324.
Finalmente, se lleva a cabo Ia lectura de los sectores de memoria 324 calculados y se visualiza en Ia pantalla 326 del dispositivo 32.
Los pasos relacionados con los cálculos de sectores de memoria, de acceso a memoria y de visualización en Ia pantalla se realizan también bajo el control de los medios de control 327 del dispositivo 32.
En una realización preferente, los pasos relacionados con los cálculos de sectores de memoria (etapas 71 72 73 74 75 de Ia figura 7) se realizan bajo el control de un primer controlador 3271.
También preferentemente, los pasos relacionados con el acceso a memoria y Ia visualización en Ia pantalla (etapa 76 de Ia figura 7) se realizan bajo el control de un segundo controlador 3272.
A continuación se detalla el método a través de un ejemplo:
En Ia figura 4, el rectángulo en blanco representa un mapa de una determinada área sin rotación 44 (es decir, rotación de 0Q). Este mapa 44 puede ser, por ejemplo, el mapa de una ciudad escaneado. La parte en negro es parte de Ia imagen que no contiene información significativa. El usuario, representado por un punto 45, mira en Ia dirección de Ia flecha 49. El rectángulo a rayas 46 se corresponde con Ia región, selección o porción alrededor del usuario. Su orientación depende de Ia forma de mirar del usuario.
El objetivo es seleccionar Ia región, selección o porción 46 alrededor del usuario 45 con Ia misma orientación que Ia mirada del usuario y de dimensión similar al tamaño de Ia pantalla 326 del dispositivo 32. Se trata de representar en pantalla 326 Ia zona, selección o porción alrededor del usuario de forma que el rectángulo se corresponda con Ia orientación del usuario y éste pueda visualizar en pantalla aquello que está viendo, como se ilustró en Ia figura 2.
La figura 5 representa un mapa rotado 57 dentro de Ia imagen 58. El rectángulo a rayas 56 se corresponde con Ia región, selección o porción alrededor del usuario 55 (o 45 de Ia figura 4).
Como muestra Ia figura 5, el mapa, que en Ia figura 4 se representó mediante Ia referencia 44 (sin rotación), es ahora un mapa rotado 57 respecto al centro del mapa original, de tal forma que se puede encontrar Ia región, selección o porción 56 con los lados paralelos al rectángulo 58 (imagen total). Como se ha explicado anteriormente en relación con Ia figura 6, todos los mapas rotados (por ejemplo el mapa de una ciudad y en particular el de Ia figura 5) están ya en Ia memoria 324 del dispositivo 32, almacenados en respectivos sectores de memoria. En relación a Ia figura 5, Ia imagen 58 está también guardada en memoria por sectores (mapa de rotación XQ en Ia figura 6). Consecuentemente, Ia porción o selección de mapa 56 está también en Ia memoria 324 y fácilmente localizable pues el rectángulo 56 posee sus lados paralelos a los del rectángulo 58. Los sectores en la memoria 324 que contienen Ia porción o selección 56 se calculan fácilmente pues se conoce Ia posición del usuario 55 y el número de mapas rotados almacenados anteriormente al mapa de rotación XQ.
Por Io tanto, no hay que rotar ni interpolar cuando el dispositivo 32 funciona. Lo que hay que hacer es seleccionar qué sectores de Ia memoria contienen Ia porción o rectángulo de interés alrededor del usuario con Ia misma orientación que su visión y con los lados paralelos al rectángulo 58. A continuación sólo es necesario leer dichos sectores y visualizarlos en Ia pantalla 326.
El primer controlador o procesador 3271 indica al segundo 3272 dónde encontrar en Ia memoria 324 los sectores de Ia porción, selección o rectángulo de interés 56. Como se ha indicado, el primer controlador 3271 obtiene Ia posición del usuario y Ia orientación de su cuerpo mediante el receptor de una señal satelital 321 y Ia brújula digital 322, respectivamente. A continuación, el primer controlador 3271 utiliza los datos del receptor de una señal satelital 321 y de Ia brújula digital 322 para calcular en qué parte de Ia memoria 324 están los sectores de Ia porción del mapa o rectángulo de interés que se desea representar. Posteriormente informa al controlador
3272 de cuáles son los sectores a visualizar.
El segundo controlador 3272 lee los sectores de Ia porción del mapa o rectángulo de interés y los representa en pantalla 326.
Para determinar Ia orientación del usuario 55 y de Ia porción, selección o región 56, se utiliza Ia brújula digital o electrónica 322 descrita e ilustrada en Ia figura 3, de tal forma que se obtiene un ángulo φ (a favor de Ia agujas del reloj) entre Ia dirección del Norte geográfico y el vector que define Ia orientación del usuario (referenciado como 49 en Ia figura 4). Esto responde al funcionamiento convencional de Ia brújula digital 322. Este funcionamiento de la brújula 322 no forma parte de Ia presente invención. Este ángulo φ permite seleccionar, de entre los N mapas almacenados en Ia memoria 324 (cada uno de los cuales se almacena en sectores de memoria como se ha ilustrado en Ia figura 6), el mapa rotado que contiene Ia porción, selección o región 56 con los lados paralelos a los lados del rectángulo 58.
El mapa rotado que se debe seleccionar se corresponde con una rotación φ del mapa original (contraria a las agujas del reloj).
Por otro lado, Ia posición del usuario 55 es calculada utilizando el receptor de una señal satelital 321. Esta posición se corresponde con Ia posición 45 en el mapa 44 (figura 4). La posición 55 del usuario en el mapa rotado 57 se obtiene por simple rotación (figura 5): Una vez que el receptor de una señal satelital 321 nos da Ia posición, esta posición se corresponde con un punto en el mapa de rotación 0Q. En el ejemplo de Ia figura 4, es el punto 45. Después hay que rotar sólo ese punto para obtener Ia posición 55, que es Ia posición a partir de Ia cual se determinan los sectores de memoria que contienen Ia porción de mapa a representar o rectángulo de interés a representar en Ia pantalla 326.
Como ya se ha explicado, si en una memoria digital 324 se encuentran guardadas N rotaciones del mapa original, cada una de ellas dividida en trozos o bloques que se almacenan en sectores como ilustra Ia figura 6, cualquier porción o región 56 alrededor del punto 55 es fácilmente representada en Ia pantalla 326, pues basta con una simple lectura de los sectores correspondientes en Ia memoria 324. Para este fin, se calcula en primer lugar el sector de Ia memoria que contiene al píxel de Ia posición 55. Y posteriormente se calculan los sectores del rectángulo de interés 56 que contienen los datos que serán representados en Ia pantalla 326. La lectura de dichos sectores es sencilla, puesto que el rectángulo de interés 56 tiene los lados paralelos al rectángulo 58 y los datos de 58 se almacenaron en trozos o bloques idénticos de izquierda a derecha y de arriba abajo en los sectores de la memoria 324.
Dado que este método utiliza Ia memoria 324, un procesador o controlador sólo necesita leer los sectores correspondientes de Ia memoria 324 y representarlos en Ia pantalla 326.
La figura 8 muestra un ejemplo de un usuario 61 en un cruce de caminos, que porta un dispositivo portátil que lleva implantado el algoritmo del método descrito anteriormente. El mapa en Ia pantalla 626 se adapta a los cambios de orientación y posición del usuario.
Los beneficios de esta forma de operar son los siguientes: menor número de operaciones por parte de los medios de control 327 3271 3272 respecto al método clásico y por Io tanto un ahorro en cuanto al tiempo de procesado y energía consumida. Además, el hecho de desdoblar los medios de control 327 en al menos dos controladores 3271 3272, añade flexibilidad, rapidez y ahorro de energía en el funcionamiento del sistema.
Como se comentó en relación con Ia figura 3, el método y dispositivo de Ia invención funcionan también con un único controlador 327, aunque se perdería flexibilidad en cuanto al funcionamiento.
El hecho de almacenar N mapas rotados por cada mapa original implica obviamente Ia necesidad de disponer de recursos de memoria 324 superiores a los de los dispositivos y métodos convencionales. Sin embargo, esto no es un inconveniente hoy en día, pues existen memorias de varios Gigabytes y son baratas: Actualmente existen en el mercado memorias digitales de gran capacidad y reducido tamaño (por ejemplo, micro- memorias Secure Digital (SD), etc.). En particular, las memorias SD están divididas en sectores de 512 bytes. El color de un píxel puede estar representado por 8 bits. Por Io tanto, en un sector de una memoria SD se puede almacenar un trozo o bloque de imagen de 32*16 píxeles. Si el color de un píxel es representado por 16 bits, un sector puede almacenar una porción de imagen de 16*16 píxeles. De esta forma, toda pantalla 326 de dimensiones que sean múltiplos de 16 son buenas candidatas para representar una imagen que ha sido almacenada en una memoria SD por sectores que almacenan bloques de 512 bytes de memoria.
En un ejemplo particular, el presente método y dispositivo requieren almacenar en una memoria 324 (por ejemplo SD) un mapa digital (de dimensiones que son múltiplos de 16 píxeles) y sus rotaciones respectivas respecto a su centro. Por ejemplo, si se escogen rotaciones cada 3Q de un mapa original, se deben almacenar 120 imágenes por cada mapa original. Las imágenes se almacenan de forma consecutiva en memoria. Cada imagen ha sido guardada en memoria por sectores de 512 bytes leídos de izquierda a derecha y de arriba abajo. Se almacena en memoria 324 todo el contenido del rectángulo 58 (figura 5): el mapa 57 y los espacios sin datos. Si bien en las figuras 4 y 5 se ha incluido una circunferencia para mostrar Ia rotación del mapa, se entiende que el mapa pudiera ser de mayor tamaño con el fin de reducir al máximo las zonas en negro del rectángulo 58. En este caso, las esquinas del mapa podrían no aparecer en ciertas rotaciones por Io que Ia elección del mapa debe realizarse de tal modo que las regiones que se pierden al rotar no sean de utilidad.
Este método ayuda a los usuarios a orientarse espacialmente cuando se desplazan caminando. Especialmente es un método potencialmente útil para las personas con deterioro cognitivo.
A Ia vista de esta descripción y juego de figuras, el experto en Ia materia podrá entender que Ia invención ha sido descrita según algunas realizaciones preferentes de Ia misma, pero que múltiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes, sin salir del objeto de Ia invención tal y como ha sido reivindicada.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1. Un método de orientación de un usuario en una determinada área geográfica, mediante Ia visualización de una porción (56) de dicha área en un dispositivo portátil (32), donde dicho dispositivo portátil (32) comprende un receptor de una señal satelital (321 ), una brújula digital (322), medios de almacenamiento de datos (324) configurados para almacenar al menos un mapa de dicha área geográfica y una pantalla (326), donde el método comprende las etapas de:
-calcular (72) una posición de dicho usuario a partir de una información de localización obtenida mediante dicho receptor de una señal satelital (321 );
-calcular (71 ) una orientación φ de dicho usuario mediante dicha brújula digital
(322), donde φ representa un ángulo entre Ia dirección del Norte y un vector que define Ia orientación del usuario;
estando el método caracterizado por las etapas de:
-seleccionar (73), a partir de dicho ángulo de orientación φ, de entre una pluralidad de mapas rotados de un mapa correspondiente a dicha área, almacenados en dichos medios de almacenamiento de datos (324), un mapa de dicha área rotado φ grados;
-calcular (74), a partir de dicha posición de dicho usuario previamente calculada y de dicho mapa rotado φ grados, Ia posición del usuario en dicho mapa rotado φ grados;
-calcular (75), a partir de dicho mapa rotado φ grados y de dicha posición del usuario en dicho mapa rotado φ grados, qué sectores de dichos medios de almacenamiento de datos (324) almacenan los datos de Ia porción de dicho mapa rotado φ grados centrada en dicha posición del usuario;
-visualizar (76) en dicha pantalla (326) dicha porción de dicho mapa rotado φ grados, de forma que el usuario es capaz de ver en dicha pantalla (326) el mapa posicionado y orientado según Ia posición y orientación del usuario.
2. El método de Ia reivindicación 1 , donde dichas etapas se repiten cada vez que el usuario cambia de posición y/o orientación.
3. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, donde dicha etapa de seleccionar (73) un mapa rotado φ grados comprende seleccionar el mapa rotado φ grados cuyos lados son paralelos a los lados de Ia porción de mapa (56) que será visualizado en Ia pantalla (326) del dispositivo (32).
4. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dichos mapa sin rotar y pluralidad de mapas rotados de dicho mapa sin rotar han sido previamente cargados en dicho dispositivo (32) a través de un bloque de entrada de mapas (323) de dicho dispositivo (32), mediante una de las formas siguientes: preinstalando dichos mapas en dichos medios de almacenamiento de datos (324) del dispositivo (32), insertando una tarjeta de memoria extraíble (324) en el dispositivo (32), o recibiendo dichos mapas desde un dispositivo remoto a través de una red de datos, mediante conexión por cable o inalámbrica.
5. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dichas etapas de calcular (72) una posición del usuario a partir de una información de localización obtenida mediante el receptor de una señal satelital (321 ), de calcular (71 ) una orientación φ del usuario mediante Ia brújula digital (322), de seleccionar (73), a partir de dicha orientación φ, un mapa de dicha área rotado φ grados, de calcular (74) Ia posición del usuario en dicho mapa rotado φ grados, de calcular (75) qué sectores de dichos medios de almacenamiento de datos (324) almacenan Ia porción de dicho mapa rotado φ grados centrada en dicha posición del usuario y de leer dichos sectores y de visualizar en dicha pantalla (326) dicha porción de dicho mapa rotado φ grados, se llevan a cabo mediante unos medios de control (327) comprendidos en dicho dispositivo
(32).
6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde dichas etapas de calcular (72) una posición del usuario a partir de una información de localización obtenida mediante el receptor de una señal satelital (321 ), de calcular (71 ) una orientación φ del usuario mediante Ia brújula digital (322), de seleccionar (73), a partir de dicha orientación φ, un mapa de dicha área rotado φ grados, de calcular (74) Ia posición del usuario en dicho mapa rotado φ grados y de calcular (75) qué sectores de dichos medios de almacenamiento de datos (324) almacenan Ia porción de dicho mapa rotado φ grados centrada en dicha posición del usuario, se llevan a cabo mediante un primer controlador (3271 ) comprendido en dicho dispositivo (32).
7. El método de Ia reivindicación 6, donde dicho primer controlador (3271 ) da instrucciones a un segundo controlador (3272) comprendido en dicho dispositivo (32) para que éste (3272) lleve a cabo Ia etapa (76) de leer los sectores de dichos medios de almacenamiento de datos (324) y de visualizar en dicha pantalla (326) dicha porción de dicho mapa rotado φ grados.
8. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dichos medios de almacenamiento de datos (324) están configurados para almacenar, al menos, un mapa previamente seleccionado por el usuario más una pluralidad de mapas rotados de dicho mapa seleccionado por el usuario.
9. Un dispositivo portátil (32) configurado para llevar a cabo las etapas del método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende: -un receptor de una señal satelital (321 ),
-una brújula digital (322),
-medios de almacenamiento de datos (324) configurados para almacenar al menos un mapa de un área,
-una pantalla (326), y
-medios de control (327; 3271 , 3272) configurados para controlar los elementos anteriores.
10. El dispositivo según Ia reivindicación 9, donde dichos medios de control (327; 3271 , 3272) comprenden:
-un primer controlador (3271 ) configurado para controlar dicho receptor de una señal satelital (321 ) y dicha brújula digital (322); y
-un segundo controlador (3272) configurado para recibir instrucciones del primer controlador (3271 ) para controlar dichos medios de almacenamiento de datos (324) y dicha pantalla (326).
1 1. Un programa informático que comprende medios de código de programa informático adaptados para realizar las etapas del método según cualquiera de las reivindicaciones de Ia 1 a Ia 8, cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador, un procesador de señal digital, una disposición de puertas de campo programable, un circuito integrado de aplicación específica, un microprocesador, un microcontrolador, y cualquier otra forma de hardware programable.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2358515A (en) * 1999-11-17 2001-07-25 Sagem Map display device with orientation means.
WO2002042717A2 (en) * 2000-11-21 2002-05-30 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for orienting a map display in a mobile or portable device
US20060022978A1 (en) * 2004-07-29 2006-02-02 Raytheon Company Mapping application for rendering pixel imagery
US20060166703A1 (en) * 2005-01-26 2006-07-27 Jeyhan Karaoguz GPS enabled cell phone with compass mode mapping function
EP1727109A1 (en) * 2004-03-09 2006-11-29 Navitime Japan Co., Ltd. Mobile terminal having map display function, map display system, information distribution server, and program
EP1953501A2 (en) * 2007-02-02 2008-08-06 Satmap Systems Ltd. Map and position display system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2358515A (en) * 1999-11-17 2001-07-25 Sagem Map display device with orientation means.
WO2002042717A2 (en) * 2000-11-21 2002-05-30 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for orienting a map display in a mobile or portable device
EP1727109A1 (en) * 2004-03-09 2006-11-29 Navitime Japan Co., Ltd. Mobile terminal having map display function, map display system, information distribution server, and program
US20060022978A1 (en) * 2004-07-29 2006-02-02 Raytheon Company Mapping application for rendering pixel imagery
US20060166703A1 (en) * 2005-01-26 2006-07-27 Jeyhan Karaoguz GPS enabled cell phone with compass mode mapping function
EP1953501A2 (en) * 2007-02-02 2008-08-06 Satmap Systems Ltd. Map and position display system

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