CN100339682C - 简易型车用导航方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种简易型车用导航方法及系统，该方法主要先由远程客服中心代为运算出由出发地前往目的地所需经过的全部经由路径，继而选定一特定地理区域以涵盖上述经由路径，其中该特定地理区域以二对角的角落点界定其地理范围，并依预定二维格数分隔成多个地理小区域分别定义该二维代码。远程客服中心再将上述有关信息无线传送给一车载机，车载机便能还原出一对应于特定地理区域的二维网格图并显示于显示屏上，以提供给由驾驶人自行简单比对找出前进方向。

Description

简易型车用导航方法及系统

技术领域

本发明关于一种车辆导航技术，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，于每一部车辆上组设有一电子地图，再以车载机(OBU，on board unit)自行运算出由一出发地前往一目的地所需经由的最佳路径(optimized route)。然而，每一部车辆必需本身配备有电子地图，又需设置有运算功能强大的车载机，成本高又占空间。

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，并经无线传送给车载机作为简易导航的技术。然而，此一公知技术无线传送的数据包括有最佳路径全部转折点(turning point)的地球经/纬度(甚或高度)坐标，且各个经/纬度坐标必须事先将度、分转换成「秒」后才由远程服务器无线传送给车载机，导致整体传输数据量庞大、错误率偏高。尤其是，车辆行进中车载机也必须随时(或每一至五秒一次)将车辆当时全球定位GPS坐标的度、分也换算成「秒」后，才能与上述最佳路径已经转换成「秒」的地球经/纬度坐标进行计算对比，才能得知是否产生偏差，因此其复杂运算效率甚慢，而且车载机仍须保有强大功能才能进行如此复杂的运算对比，仍然无法降低成本。

上述传统技术当远程客服中心无线传送出最佳路径后，便不再对车主提供后续服务。车辆一旦误入歧途，车载机必须自行计算以自行校正至正确路径上，因此车载机仍须保有部分计算能力，此外远程客服中心未能提供即时校正服务，仍有改善空间。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种简易型车用导航方法及系统，以能更简化车载机更降低成本。

本发明的另一目的在于提供一种简易型车用导航方法及系统，以能减少无线数据传送量，并能提升无线传送准确率。

本发明的再一目的在于提供一种简易型车用导航方法及系统，使之能由客服中心提供实时校正服务。

为达成上述目的，本发明主要涉及一远程客服中心中，依下列方法步骤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涵盖全部经由路径，其以至少二角落点界定其地理范围，并能依一预定二维格数分隔成多个地理小区域，每一地理小区域分别被定义有一依照二维数组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；

(E)建立上述简易型导航信息，使其包含有下列数据：该至少二角落点、预定二维格数、及该等经由小区域的二维代码；以及

(F)传送上述简易型导航信息给一车辆。

本发明上述各步骤，可由远程客服中心服务人员以人工方式逐一完成。较佳的是，于远程客服中心内组设一服务器及一电子地图以自动执行各步骤，可快速准确有效。此外，可于远程客服中心内组设一存储器以储存上述简易型导航信息，使之便于稍后还原显示出监视网格图、车辆现在小格、及全部经由小格于一显示器上，进而透过一无线通讯装置(例如GPRS模块、GSM模块、3C模块、或其它等效无线通讯模块)以无线联机至车辆而无线收发信息、并能导引车辆前进。

本发明另于车辆上组设有一简易型导航系统，其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由一车上的无线通讯装置接收后储存于存储装置中，处理器读取存储装置中的简易型导航信息的至少二角落点以界定出一二维网格图，并读取预定二维格数以将二维网格图平均分隔成多个二维小格，并分别对每一二维小格定义有一参考点位置、及一依照二维数组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，并计算找出车辆现在位置所对应的现在小格的二维代码。处理器并能控制输出装置以显示出上述二维网格图、车辆现在位置所对应的现在小格、及多个经由小格其指存储装置中该等二维代码所对应的二维小格。

因此，本发明车载机的处理器只要随时更新显示车辆现在位置所在的现在小格于其输出装置上，以供车主自行简单对比全部经由小格，由车主自行找出前进方向。因此车载机的处理器运算更加简单容易，不必换算经/纬度坐标成秒、也不必计算校正至正确路径上，故可改用较简单便宜的处理器以降低成本；且客服中心不必再传送复杂的经/纬度坐标数据，可减少无线数据传送量，并能同步显示一监视网格图以对车主提供一即时校正服务。

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运行流程图。

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数组编码。

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运行流程图。

图7为本发明一较佳实施例中各二维小格的二维矩阵数组编码及参考点。

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于车载显示屏显示出的影像。

图10为本发明一较佳实施例车辆迷途时，车上显示屏显示出的影像。

图11为本发明一较佳实施例车辆迷途时，客服中心显示器显示出的影像。

图号符号说明

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

14         无线通讯装置  15      显示屏           16                   输入装置

3          伺服器        31      电子地图         32                   无线通讯装置

33         储存体        34      显示器           340                  监视网格图

A_ij       地理小区域    C_pq    现在小格         9                    卫星

D          引导资信      G       二维网格图       G_ij                 二维小格

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

P_c        现在位置      P_s     出发地位置       P_d                  经由路径

P_e1，P_e2 边界点        R_ij    参考点           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于远程客服中心S(consumerservice center)组设有一服务器3(server)，并连结有一电子地图31(electronic map)、一无线通讯装置32(wireless communication device)、一存储器33(memory)、及一显示器34(display)。图1并显示本发明相关的车辆M上只设有简单的处理器13(processor)以进行简单的运算处理，无须组设任何精密的导航装置(navigator)或电子地图，以期能减省车载机(OBU)的建置成本。

请同时参阅图1及图2，本例的客服中心S先以无线通讯装置32接收一远程车辆M传来的导航请求(navigation request)，其包括有一出发地位置P_s(starting point)信息、及一所欲前往的目的地位置P_d(destinationpoint)信息(步骤S11)。其中，该出发地位置P_s通常为直接取用车辆M上全球定位模块11(例如GPS模块)当时的全球定位坐标作为出发点坐标P_s(X_s，Y_s)，亦可改由车主以输入装置16(例如键盘、触摸屏幕、语音识别...等)自行输入出发地街名或交叉路口名称。目的地位置P_d则通常由车主通过无线通讯装置14联机以语音(voice)告诉客服中心S服务人员，再由服务人员代为设定目的地坐标P_d(X_d，Y_d)，亦可由车主以上述输入装置16自行输入精确坐标值。

请再一并参阅图1，2，3，客服中心S服务器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)所需经过的复数经由路径R₁，R₂，R₃，...，R₇(traveling route)及其转折点P_t1，P_t2，P_t3，...P_t6(turning point)信息(步骤S12)。

服务器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由地球经/纬度平面坐标系上二对角的角落点位置坐标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其地理范围，使得上述任一个经由路径R₁，R₂，R₃，...，R₇的X坐标值介于X_e1与X_e2之间，Y坐标值介于Y_e1与Y_e2之间，本例特定地理区域A并一并涵盖有该出发地位置P_s(X_s，Y_s)。

图3，4并显示，服务器3更以一预定二维格数(m，n)(2D grid numbers)将上述特定地理区域A平均分隔成m+1列(column)×n+1行(row)的地理小区域A_ij(geo zone)，并将每一地理小区域A_ij都定义有一对(a pair)以二维矩阵数组(2D matrix array)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)一对预存于服务器3中的预设数值，为能提高无线传输能力并且搭配后续十六进制运算，建议以16×16(即十六进制的(F，F)_H)为较佳。本例中该预定二维格数(m，n)为十六进制的(C，9)_H其表示共有m+1＝13列(column)、及n+1＝10行(row)。然而，该预定二维格数(m，n)亦可由客服中心S服务人员于服务器3内依实际需要自行设定，例如服务器3预存有任一地理小区域A_ij的固定边长，并依特定地理区域A的实际长宽除以该固定边长后找出整数倍数作为二维格数(m，n)；或者是，于服务器3内预先储存有20公里见方、40公里见方、80公里见方三种等级的地理区域A，并预先储存有固定的二维格数(m，n)为(F，F)_H＝16列×16行。

图5显示服务器3将上述经由路径R₁，R₂，R₃，...，R₇比对全部地理小区域A_ij，以找出上述经由路径R₁，R₂，R₃，...，R₇所对应的多个经由小区域Z_ij(traveling zone)(步骤S14)。

服务器3继将上述二角落点位置坐标P_e1(X_e1，Y_e1)及P_e2(X_e2，Y_e2)、预定二维格数(m，n)、及全部经由小区域Z_ij的二维代码i，j予以组合以建立一简易型导航信息N(步骤S15)，并预先储存于存储器33内备用。因此，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，组成上述简易型导航信息N的各个经由小区域Z_ij的二维代码i，j无须以任何顺序排列，只要全数记载于简易型导航信息N中即可。但上例以较佳的方式编排次序，亦即由出发地位置P_s到目的地位置P_d的顺序依序排列，也可依相反顺序排列，将可避免各转折点(如经由小区域Z₃₂，Z₁₄，Z₁₆...等)的二维代码的重复记载，可减少简易型导航信息N的数据长度。

客服中心S随后以无线通讯装置32传送上述简易型导航信息N给远程车辆M车载机(OBU)的无线通讯装置14(步骤S16)。在本例中，该二无线通讯装置32，14分别包括有一GPRS模块以能彼此无线收发信息(例如上述出发点坐标P_s(X_s，Y_s)、目的地坐标P_d(X_d，Y_d)、或简易型导航信息N等)，亦可使用其它如GSM模块、3C模块、传呼机(pager)、或其它等效无线通讯模块皆可。

请一并参阅图1，及图6，车辆M的无线通讯装置14接收到上述简易型导航信息N(步骤S21)，车载机的处理器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的二角落点位置坐标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点以还原出一如图7的虚拟的二维网格图G(2D grillwork)(步骤S22)。物理上说，该二维网格图G仿真并对应于上述特定地理区域A的实际地理范围。

图7示出处理器13及读取存储装置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+1列×n+1行平均分隔成多个二维小格G_ij(2D grid)(步骤S23)，并将该等二维小格G_ij以相同于上述二维矩阵数组规则分别定义以一二维代码i，j，并以每一个二维小格G_ij的左下角设为参考点位置R_ij(X_ij，Y_ij)，i＝0...m，j＝0...n，其中 $X_{\mathrm{ij}}=X_{e1}+i\frac{(X_{e2}-X_{e1})}{m+1}$ 及 $Y_{\mathrm{ij}}=Y_{e1}+j\frac{(Y_{e2}-Y_{e1})}{n+1}.$

物理上而言，每一二维小格G_ij仿真并对应于上述每一地理小区域A_ij的实际地理范围。

图8示出处理器13继由存储装置12中读取上述简易型导航信息N内全部二维代码i，j，并找出与其对应的多个经由小格T_ij(traveling grid)(步骤S24)。物理上说，这些经由小格T_ij对应于经由小区域Z_ij。

处理器13便将上述二维网格图G、及全部对应经由小格T_ij以图9所示的输出装置(LCM显示屏15)加以显示出来(步骤S25)，其中全部经由小格T_ij以较深色表示。

接着，处理器13随时撷取全球定位模块11的车辆M现在位置坐标P_c(X_c，Y_c)，并与各参考点位置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，并将现在小格C_pq以闪烁显示于显示屏15上如图9所示(步骤S26)。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 $X_{\mathrm{ij}}=X_{e1}+i\frac{(X_{e2}-X_{e1})}{m+1}$ 代入便成为 $X_{e1}+i\frac{(X_{e2}-X_{e1})}{m+1}\&le;X_c<X_{e1}(i+1)\frac{(X_{e2}-X_{e1})}{m+1},$ 整理后得到 $i\&le;(m+1)\frac{(X_c-X_{e1})}{(X_{e2}-X_{e1})}<(i+1),$ 故以

取其整数值，便可求得二维代码p；

同理，现在小格C_pq的另一二维代码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)。此时，驾驶人观察其车内显示屏15将如图9所示，闪烁的现在小格C_pq恰位于其中一经由小格T_ij上，表示车辆M目前位于正确路径上，因此驾驶人自行观察下一个经由小格位于正前方只要继续前行即可。

本例中，车载机(OBU)的处理器13不必再换算公知复杂的经/纬度坐标的度分秒数据，也不必再对比找寻导引方向，因此可使用更简单的处理器13以降低成本。再者，本例客服中心S只要无线传送各个经由小区域Z_ij的二维代码i，j给车辆M，其均为简单的十六进制的二位数字，无须再传送复杂的经/纬度坐标的度分秒数据，因此确可减少无线数据传送量，进而提升无线传送准确率。

图10显示车辆M误入歧途时，其闪烁的现在小格C_pq并未在任一经由小格T_ij上，驾驶人可由图10的车上显示屏15上观察到左一格为最邻近的经由小格T_ij，因此可向左转以自行寻求回到左一格继续前进。

驾驶人亦可以其无线通讯装置14联机到远程客服中心S要求提供实时校正服务。请同时参阅图1，2，10，11，驾驶人先以其无线通讯装置14拨通至客服中心S，并将车辆M现在位置坐标P_c(X_c，Y_c)及车号无线传送给客服中心S，客服中心S的无线通讯装置32接收(步骤S17)后，服务器3便由存储器33读取先前已储存且对应于该车号的简易型导航信息N，并依照如前述S22到S26的类似步骤逐步还原并显示出监视网格图340(monitoring grillwork)、全部的经由小格T_ij、以及闪烁的现在小格C_pq于显示器34上(步骤S18)。其中，上述监视网格图340并已依据预定二维格数(m，n)平均分隔成多个二维小格，且现在小格C_pq系指车辆M现在位置P_c(X_c，Y_c)所对应的二维小格，且全部经由小格T_ij对应于全部经由小区域Z_ij。

如此，客服人员便可于显示器34上(图11)「同步」看到与车上显示屏15(图10)相同的影像，客服人员便可通过无线通讯装置32联机至车辆M实时导引其前进。较佳的是，客服人员可再辅助以客服中心S内精密的电子地图31(图3)，以提供更加精确的导引服务。

本例为了配合目前全球定位卫星9所传送的定位讯号多系参考地球经/纬度平面坐标系，因此上例各步骤均依循地球经/纬度平面坐标系予以设计及说明。当然亦可改用其它直角平面坐标系，或其它角度的斜角平面坐标系，甚或半径-角度(RΘ)坐标系...等均可，只要远程客服中心S与车辆M上系统使用同一种坐标系统即可。

本例简易型导航信息N的二对角角落点位置坐标并不以上述为限，亦可选用左上角及右下角，或二上角，或二下角，或三角落、或四角落的均可，亦可使用任何可界定出一特定地理区域范围的其它各式各样的位置参数(position parameter)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，亦可改用其它二维数组(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，远程服务器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)，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一并无线传送给车辆M，促使车辆M能显示于显示屏15上(譬如图9标示斜线者为对应的障碍小格)以提醒驾驶人主动避开这些障碍区域。这对本身无精密导航装置、只能藉由远程导航服务器3提供简易导航指引的车辆M而言，可避免误入险境及消除行车盲点，非常实用。

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

Claims (18)

1.一种简易型车用导航方法，使用于一客服中心中，其特征在于，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涵盖有该至少一经由路径，其中，该特定地理区域是以至少二位置参数予以界定其地理范围，并能依一预定二维格数平均分隔成多个地理小区域，每一地理小区域分别被定义有一依照二维数组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该至少一经由路径的地理小区域；

(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、及该经由小区域的二维代码；以及

(F)传送该简易型导航信息给一车辆。

2.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于，该客服中心组设有一显示器，且上述方法更包括下列步骤：

(G)接收该车辆的现在位置信息；以及

(H)显示一监视网格图，依据该预定二维格数平均分隔成多个二维小格，并于该监视网格图内显示一现在小格，该小格是指该车辆现在位置所对应的二维小格、及多个经由小格所对应的经由小区域。

3.如权利要求2所述的导航方法，其特征在于，更包括有步骤(I)：客服中心通过一无线通讯装置以联机并导引该车辆前进。

4.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于，该客服中心组设有一无线通讯装置，与该车辆无线收发信息。

5.如权利要求3或4所述的导航方法，其特征在于，该无线通讯装置指一GPRS模块。

6.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坐标系上的至少二角落点位置坐标，且该特定地理区域以该至少二角落点位置坐标为边界，予以界定其地理范围，并依该直角平面坐标系以该预定二维格数分隔成所述地理小区域。

7.如权利要求6所述的导航方法，其特征在于，该直角平面坐标系是指地球经/纬度平面坐标系。

8.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于，步骤(C)中所述地理小区域的二维代码以二维矩阵数组规则编码。

9.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于，该客服中心组设有一服务器并连结有一电子地图。

10.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于，该客服中心组设有一存储器，且步骤(E)中该简易型导航信息并储入该存储器中。

11.一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：

一全球定位模件，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、及复数组二维代码；

一处理器，能读取该存储装置中的该至少二位置参数，并以其界定出一二维网格图，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，每一二维小格并且分别被定义有一参考点位置、及一依照二维数组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，并对比参考点位置，以计算找出该车辆现在位置所对应的一现在小格的二维代码；以及

一输出装置，能显示该二维网格图、该车辆现在位置所对应的现在小格、及多个经由小格，这些小格是指存储装置中二维代码所对应的二维小格。

12.如权利要求11所述的导航系统，其特征在于，更包括有一无线通讯装置，以与一远程客服中心无线收发数据。

13.如权利要求12所述的导航系统，其特征在于，该车辆更能透过该无线通讯装置连接至该远程客服中心以接受其导引前进。

14.如权利要求12所述的导航系统，其特征在于，该无线通讯装置指一GPRS模块。

15.如权利要求11所述的导航系统，其特征在于，所述二维小格的二维代码以二维矩阵数组规则编码。

16.如权利要求11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坐标系上的至少二角落点位置坐标，且该处理器以该至少二角落点位置坐标为边界，以界定出该二维网格图，并将该二维网格图依该直角平面坐标以该预定二维格数分隔出所述二维小格。

17.如权利要求16所述的导航系统，其特征在于，该直角平面坐标系是指地球经/纬度平面坐标系。

18.如权利要求16所述的导航系统，其特征在于，所述角落点位置坐标有二点P_e1(X_e1，Y_e1)及P_e2(X_e2，Y_e2)分别定义该二维网格图的左下角与右上角，且所述参考点位置的坐标R_ij(X_ij，Y_ij)，i＝0...m，j＝0...n分别定义其对应二维小格的左下角并具有下列关系：

$X_{\mathrm{ij}}=X_{e1}+i\frac{(X_{e2}-X_{e1})}{m+1}$ 及 $Y_{\mathrm{ij}}=Y_{e1}+j\frac{(Y_{e2}-Y_{e1})}{n+1},$

且该处理器以下列公式计算出该车辆现在位置P_c(X_c，Y_c)所对应现在小格C_pq的二维代码pq：

及

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