CN102692224B - 附于载具的导航系统及其导航方法 - Google Patents

Abstract

一种附于载具的导航系统，所述的载具设有可使载具移动的一轮胎组，其中该系统包括：一磁性元件组、一磁性传感器组及一处理单元。磁性元件组分别对称设置于所述的载具；磁性传感器组对称设置于载具并用以感测该磁性元件组，以及分别于感测到磁性组件时输出一电压信号；磁性元件组及磁性传感器组其中之一设置于轮胎组并与该轮胎组同步运动；处理单元则接收磁性传感器组分别输出的电压信号，并根据接收到电压信号的次数及轮胎的一轮径，计算所述载具的一移动距离及一移动方向。

Description

附于载具的导航系统及其导航方法

【技术领域】

本发明关于一种导航系统，特别是涉及一种附于载具的导航系统。

【背景技术】

行车所使用的导航系统目前已十分普级，开发为专用的导航装置或内嵌于可携式电子装置的导航软件的种类和品牌繁多，用以侦知使用者的位置，并指引使用者行进路径。然而，适用在室内或特定区域中的导航系统则极为罕见。

最为大众熟知的导航系统是利用全球定位系统(GPS)提供位置信息，由导航系统持续接收卫星所传回的经纬度坐标以确定所在位置。因仪器精密度及传输介质的影响，由导航系统计算出来的位置信息通常会与实际位置存在数公尺的误差。此外，在空旷的地点下，信号传输较不易被遮蔽而受干扰，因此，采用全球定位系统的导航系统在室外通常可获得较好的导航质量。

另一种常见的技术则是使用惯性组件进行导航，分别设置加速度计(accelerometer)感测位移，以及设置陀螺仪(gyroscope)侦测角度，并补偿所述惯性组件所累积的误差后，计算出对象的移动距离和方向。

此外，也有部分产生采用无线射频识别(RFID)技术，例如物流业(logisticsindustry)，在特定区域(如仓储)内大量地设置读取器，并在欲追踪的对象上设置射频识别标签(tag)，藉以利用标签经过特定读取器时，被读取器读取对象识别数据的手段，侦知被追踪对象的位置，以及判断对象是否按一定路径移动。

综观上述各种已知的技术，尚未有一较适用于室内或受遮蔽区域的导航手段，无法针对位于受遮蔽区域中的使用者提供良好的定位信息。

【发明内容】

本发明提供一种附于载具的导航系统及其导航方法，可供使用者于使用载具时，即時得知载具的所在位置及行进的路径和方向，以提供准确的定位信息。

根据本发明的一种方案提供一种附于载具的导航系统，所述的载具设有可使载具移动的一轮胎组，其中该系统包括：一磁性元件组、一磁性传感器组及一处理单元。磁性元件组与磁性传感器组皆对称设置于载具，其中，磁性元件组及磁性传感器组其中之一设置在载具的轮胎组并与轮胎组同步运动。磁性传感器组用以感测磁性元件组，以及分别于感测到磁性组件时输出一电压信号；处理单元则接收磁性传感器组分别输出的电压信号，并根据接收到电压信号的次数及轮胎的一轮径，计算所述载具的一移动距离及一移动方向。

根据本发明的另一种方案还提供一种适用于载具的导航方法，所述的载具设有可使载具移动的一轮胎组，其中该方法包括：由一磁性传感器组感测磁性元件组，其中，所述的磁性传感器组与磁性元件组其中之一设置在轮胎组，并与轮胎组同步运动；磁性传感器组感测到磁性元件组时分别产生一电压信号；根据所述电压信号产生的次数及轮胎组的一轮径，计算载具的一移动距离；及根据所述电压信号产生次数的一次数差、该轮径，以及该轮胎组的一轮距，计算一旋转角度以获得该载具的一移动方向。

本发明所提供的导航系统与方法的详细内容及其特点，请进一步配合附图参考以下的实施方式说明。

【附图说明】

图1是本发明所提供附于载具的导航系统实施例的方块图。

图2是本发明所提供附于载具的导航系统实施例的示意图。

图3是本发明所提供电压信号的波型时序图。

图4是本发明的导航系统实施例的轮胎转动方向示意图。

图5是本发明所提供的另一电压信号的波型时序图。

图6是本发明所提供的一模拟式电压信号的波型时序图。

图7是本发明所提供的一数位式电压信号的波型时序图。

图8是本发明所提供设有定位点的场地示意图。

图9是本发明所提供导航方法实施例的流程图。

图中：1.导航系统，10.磁性元件组，100、102.磁铁，11.磁性传感器组，110、112.霍尔效应传感器，12.处理单元，13.无线信号接收单元，14.记忆单元，15.地图数据库，16.显示单元，2.载具，20.轮胎组，200、202.轮胎，204.轮距，22.本体，24、26.支架，40.第一方向，42.第二方向，800.入口，802.货架，804.手扶梯，806、808、810.定位点，S1-S10.电压信号，T1-T11.时间区段，t1-t9.时点，S901-S911.流程步骤。

【具体实施方式】

图1显示本发明提供的附于载具的导航系统实施例的方块图。本实施例的导航系统1包括：一磁性元件组10、一磁性传感器组11、一处理单元12、一无线信号接收单元13、一记忆单元14、一地图数据库15，以及一显示单元16。本例所述的导航系统10设置在具有至少一轮胎组的载具，如推车，用以供使用者控制载具移动时，可从附于载具的导航系统10即时得知相关的定位信息。

磁性传感器组11用于感测磁性元件组10，并于感测到磁性元件组10的磁场通过时，输出电压信号到处理单元12。无线信号接收单元13用以接收一定位点的定位信号，并且将定位信号传送给处理单元12进行处理。处理单元12还连接记忆单元14以记录计算后的数据，并且将地图数据库15所记录的地图以及处理单元12计算出来的实时位置输出到显示单元16显示。

为利于说明所述导航系统的运作方式，请同时参照图2所示附于载具的导航系统实施例的示意图。图2所示的载具2为一推车，常见于卖场或超市等处，用于承载物品。推车前、后端的底部分别设有一轮胎组，每组包括二个相同的轮胎对称设于推车的本体22，以便使用者推动推车时，藉由轮胎的运动而使推车移动。

本例所述的磁性元件组10设置在载具2的其中一轮胎组上，图2是以后端的轮胎组20为例。当载具2的轮胎组20运动时，设置在轮胎组20的磁性元件组10会随着同步运动，因此，当轮胎组20每转动一圈，磁性传感器组11就会在磁性元件组10随同转动的过程中，感测到磁性元件组10的磁场通过一次。当磁性传感器组11感测到磁性元件组10时，会产生一电压信号并传输到处理单元12，处理单元12可根据接收到电压信号的次数以及轮胎组20的轮径，而计算出载具2的移动距离。

参照图2所示，本例的磁性组件10包括二个磁铁100及102，而轮胎组20包括二个轮胎200及202。磁铁100设置在轮胎200的侧边或内部，磁铁102则对称设置在轮胎202的侧边或内部。

磁性传感器组11则包括二个霍尔效应传感器110及112，分别对称设置在载具2上可感测磁铁100及102的位置。例如：霍尔效应传感器110设置在轮胎200连接本体22的支架24，使其可感测磁铁100，以及将霍尔效应传感器112设置在轮胎202连接本体22的支架26，使其可感测磁铁102。

当载具2直线移动时，轮胎200及202转动的速度相同，因此霍尔效应传感器110及112在相同的时间当中感测到磁铁100及102的次数相同，其分别产生次数相同的电压信号并传送到处理单元12。处理单元12根据所接收到的电压信号的次数，以及已知的轮胎200及202的轮径，即可计算出载具2直行的移动距离。

特别说明的是，在其它实施例中，亦可将霍尔效应传感器110及112分别与相对应的的磁铁100及102的位置互换，亦即：将磁铁100与102分别固定在支架24及26上，并将霍尔效应传感器110及112分别设置在轮胎200与202的侧边或内部。藉此以使得霍尔效应传感器110及112分别随着轮胎200及202转动，并于经过固定在支架24及26上的磁铁100及102时，可分别侦测到磁场的通过并产生对应的电压信号。

请参照图3所示处理单元12接收磁性传感器组11的电压信号的波形时序图。其中，S₁为霍尔效应传感器110所传输的电压信号，S₃为霍尔效应传感器110所传输的电压信号。假设所述轮径有10公分，为轮胎200及202的直径，且在时间区段T₁中，处理单元12分别接收到S₁及S₃产生的电压信号有5次高准位，代表磁性传感器组11感测到5次磁性元件组10的磁场通过，处理单元12可计算出载具2的直线移动距离为轮胎200及202周长的5倍，即50π公分。

此外，轮胎200及202之间的轮距204不变，当载具2转向时，其中一边的轮胎转动的次数将大于另一边的轮胎转动次数。例如：当使用者将推车向左转时，左右对称设置的轮胎当中，右轮需移动较长的距离，因此从使用者开始将推车转向到完成转向的时间内，右轮转动的圈数将大于左轮转动的圈数。

当轮胎组20的二个轮胎200及202转动的圈数不同时，磁性传感器组11分别产生的电压信号的次数亦会不同。处理单元12可根据这些电压信号的次数计算一次数差，并依据已知的轮径与轮距204配合电压信号的次数差，计算出载具2的旋转角度。

请再参照图3：处理单元12在时间区段T₂当中，接收到S₁产生的电压信号高准位为8次，及S₂产生的电压信号高准位为5次，而计算出次数差为3次。也就是对应于霍尔效应传感器110的轮胎100比轮胎102多转动3圈，两轮之间产生30π公分的距离差。假设轮距204为80公分，处理单元12即可计算出载具2往轮胎202的方向旋转，其旋转角度为67.5度。

处理单元12可根据一预设的初始方向及所计算出来的旋转角度，计算出载具2经旋转后的移动方向，并传送到记忆单元14记录。

请参照图4所示的轮胎组20示意图，轮胎组20的轮胎200可朝向第一方向40及相反的第二方向42运动；霍尔效应传感器110则可于轮胎200往第一方向40运动而感测到磁铁100的磁场通过时，产生第一电压信号，以及于轮胎200往第二方向42运动而感测到磁铁100时，产生第二电压信号。轮胎202也同样可往第一方向40及第二方向42运动，因此霍尔效应传感器112亦如同上述，可分别产生第一电压信号及第二电压信号。为便于理解，假设所述的第一方向40系为使用者推动载具向前行进的方向；而第二方向42则指使用者控制载具退后的方向。

处理单元12藉由辨识霍尔效应传感器110及112所分别传送的第一或第二电压信号，更可根据载具2的往返运动而计算出准确的移动距离及旋转角度，在实际操作上更贴近载具2被使用的实际状况。例如：使用者推动推车在超市或卖场移动时，除了直线前进之外，经常会转弯、倒退，甚至是将推车回转以便返回先前已经过的区域。处理单元12针对上述载具2的各种运动状况所进行的距离及角度计算，请配合图5及参见下述示例。

图5显示出霍尔效应传感器根据轮胎不同行进方向所产生的电压信号的波形时序图。其中，电压信号S₁及S₂分别为霍尔效应传感器110所感测到的第一电压信号及第二电压信号；霍尔效应传感器112所感测到的第一电压信号及第二电压信号则分别表示为电压信号S₃与S₄。

在时间区段T₃当中，处理单元12所接收到的电压信号，辨识出第一电压信号S₁及S₃皆产生5次高准位，因而判断轮胎200及202都向第一方向(向前)直行，移动距离为50π公分。而到了时间区段T₄时，处理单元12辨识出第二电压信号S₃和S₄产生3次高准位，判断轮胎200及202都往第二方向(倒退)直行，移动距离为30π公分。因此，到时间区段T₄结束时，相较于时间区段T₃开始时的位置，载具2为朝第一方向40行进的距离扣除朝第二方向42行进的距离，共计向第一方向40移动20π公分。

而在时间区段T₅当中，处理单元12辨识出霍尔效应传感器110的第一电压信号S₁包括3次高准位，而霍尔效应传感器112的第二电压信号S₄包括2次高准位。对应到轮胎组20的运动状况，则表示轮胎200与202在时间区段T₅当中的运动方向相反，轮胎100向前转动3圈时，轮胎102却向后转动2圈。此一现像代表载具2进行了较大角度的旋转。

处理单元12此时可根据第一电压信号S₁与第二电压信号S₄的次数差以及轮径，计算出轮胎200与202之间的距离差。在本例中，由于第二电压信号S₄代表的运动方向与第一电压信号S₁代表的运动方向相反，因此在运算时，处理单元12将第二电压信号S₄的高准位次数视为负数，判断出电压信号的次数差为5次，藉以计算出轮胎200与202的运动距离差了50π公分。

获得两轮之间的距离差后，即可再配合轮径计算出载具的旋转角度。假设轮距如同上述例示为80公分，则可计算出载具2在时间区段T₅当中往轮胎202的方向旋转了112.5度。

值得一提的是，当载具2在极短时间内快速往返运动，例如幼童在一定点快速来回推拉推车嬉戏的情况，此时载具2并非真正在行进或旋转。为避免处理单元12进行不必要的运算，当处理单元12根据所接收到的电压信号，判断出这些电压信号在一预定的单位时间内的次数高于一门坎值时，处理单元12计算距离及角度时，即忽略这些单位时间区段内的电压信号的次数而不计。

具体例示请参照图5的时间区段T₆所示的电压信号变化。假设所述的门坎值为8次，在时间区段T₆当中，二个第一电压信号S₁与S₃，以及二个第二电压信号S₂及S₄相对称地快速交错产生10次高准位，代表载具2在此时段内反复地前进又后退5回，电压信号的次数超过了门坎值的8次，则处理单元12即忽略时间区段T₆所产生的电压信号次数，不计入载具2的移动距离及旋转角度，直到电压信号的次数低于门坎值后再继续累计载具的移动距离和旋转角度。

霍尔效应传感器110及112可为全极霍尔效应传感器(omnipolar Halleffect sensor)，其可根据S极或N极任一者的磁场通过而产生所述的电压信号，并可根据不同的传感器设计，分有模拟信号及数字信号输出的不同方式。如图4所示的磁铁100及102分别各具有S极与N极，假设两极的设置方向为：当轮胎200及202往第一方向40运动时，传感器110及112先感测到S极磁场、再感测到N极磁场，当轮胎200及202往第二方向42运动时，传感器110及112则会先感测到N极磁场、再感测到S极磁场，并以S极为正极、N极为负极来计算磁通密度。

举一具体例示说明如下，请参照第六图所示的全极霍尔效应传感器输出模拟式信号的波形时序图。其中，S₅为传感器110所产生的电压信号，S₆为传感器112产生的电压信号。以电压信号S₅为例，传感器110感应到磁铁100的磁场时，在时点t₁到t₂之间先侦测到正值的磁通密通，接着又在时点t₂到t₃之间侦测到负值的磁通密度，也就是传感器110先感测到S极磁场再感测到N极磁场，而输出第一电压信号，处理单元12即可判断出轮胎200系往第一方向40运动；而传感器112产生的电压信号S₆亦同。藉此，处理单元12即可判断出载具2在时间区段T₇中系向第一方向40直线前进。

相较于时间区段T₇所包括的二个电压信号，在同样长度的时间区段T₈中包括了三次感测到磁场而产生的电压信号，同样是向第一方向40的直线运动，处理单元12即可依照电压信号的出现频率，判断出载具2在时间区段T₈的移动速度较时间区段T₇的移动速度快。

反相地，如时间区段T₉中所示，传感器110所感测到的电压信号，是先于时点t₄到t₅产生负磁通密度，再于时点t₅到t₆产生正磁通密度，代表轮胎202是向第二方向42运动。如时间区段T9当中所示，传感器110及112各产生了三次代表第二方向42运动的第二电压信号，处理单元12即可判断出载具2于此时段内系向第二方向42直线运动。

而数位式信号的输出，则请参照图7所示的另一波形时序图。其中，电压信号S₇及S₈为传感器110感测到S极及N极磁场而分别输出的信号；电压信号S₉及S₁₀则为传感器112感测到S极及N极磁场所分别输出的信号。

以传感器110的电压信号S₇及S₈为例，在时间区段T₁₀当中，时点t₇到t₈之间，对应于S极磁场的电压信号S₇为高准位、S₈为低准位，接着在时点t₈到t₉之间，对应于N极磁场的电压信号S₈为高准位，而S₇恢复为低准位。处理单元12藉此可判断出传感器110系先感测到S极再感测到N极磁场，亦即轮胎200系往第一方向40运动。而传感器112的电压信号S₉及S₁₀准位变化的状况亦如上述，使处理单元12亦判断出轮胎202亦为往第一方向40运动。而在时间区段T₁₀当中，传感器110及112同步地产生三次上述代表往第一方向40运动的第一电压信号，处理单元12即据以判断出载具2系往第一方向40直线移动。

而在时间区段T₁₁当中，传感器110及112虽亦分别产生了代表载具2往第一方向40移动的电压信号，但在同样长度的时间段区内，传感器110产生了四次电压信号的准位变化，传感器112仅产生二次电压信号准位变化，根据如图3所示时间区段T₂的相关说明，处理单元12可判断出载具2朝向轮胎202的一侧，旋转角度的计算已于前述，不再赘言。

藉由上述的说明，本实施例的导航系统1可根据载具2的轮胎组20运动，而计算载具2的移动距离和移动方向。获得载具2的移动距离和移动方向后，更可配合载具2所在的室内或特定场地的地图，提供载具2使用者实时的定位信息。

请参阅图8所示的一场地平面示意图。所示的场地如超市或卖场，使用者可推动如图2所示的载具2在所述场地中移动以选购商品。为了让使用者即时得知载具2于所述场地中的实时位置，入口处800可设定一定位点806，并于定位点806设置一无线信号输出单元，例如：无线射频识别标签(RFID tag)，用以输出包含所述定位点806的位置信息的定位信号。当载具2从入口处800进入超市或卖场而经过定位点806时，可经由无线信号接收单元13接收无线信号输出单元所输出的定位信号，再传送到处理单元12处理，以初始化载具2的移动距离及移动方向。无线信号接收单元13可为无线射频识别信号读取器。而处理单元12根据定位信号所进行的初始化程序如：依照定位点806的位置信息，处理单元12将载具2的移动距离及旋转角度归零，以及设定载具2的初始方向(例如设置载具2通过入口800时的方向为0度)。

同时，导航系统1的地图数据库15当中则记录了所述场地的地图，以及记录定位点在地图上的定位信息。藉此，当处理单元12可将所述地图输出到显示单元16，并根据定位信号中的位置信息，判断出载具2所经过的定位点806时，即时在显示单元16上标示出定位点806在地图上的相对应定位信息，以提示使用者目前载具2所在的实时位置。

接着，处理单元12即可随着载具2的移动情况，依据上述的方式计算载具2的移动距离和旋转角度。由于载具2系以入口处800的定位点806为移动距离的起算点，因此，处理单元12计算载具2前进或后退所累积的移动距离，即为相对于定位点806的移动距离。而当处理单元12计算出载具2在向前进行的过程中朝向轮胎202的方向旋转45度时，即可对应于初始方向，计算出载具2的移动方向为顺时计45度方向。处理单元12可将计算出来的移动方向记录在记忆单元14。若在行进过程中，处理单元12又计算出载具2朝向轮胎200的方向旋转30度时，处理单元12可读取记忆单元14的记录，得知相对于定位点806所提供的初始方向，载具2目前的移动方向为顺时针15度。

处理单元12可依据其所计算出的信息，对应于地图上定位点的定位信息，随着载具2在场地中的移动，在显示单元16显示载具2在地图上相对应的实时位置。

此外，当载具2在轮胎组20在未转动的情况下移动时，例如将推车推到手扶梯804上而运输到其它楼层时，亦可利用在手扶梯804等传输设备的起点或终点设定定位点808及无线信号输出单元的方式，提供载具2正确的实时位置。

在另一实施例中，导航系统1除了利用磁性感测的手段来计算载具2的移动距离和移动方向之外，为了提供更精确的定位信息，减少感测或计算过程中产生的误差，还可仿照上述在入口处800设定定位点806的方式，于所述场地各处设定多个不同的定位点810，并且在各个定位点810设置无线信号输出单元，分别用以输出定位信号以提供相对应定位点810的位置信息。当载具2经过任一定位点810时，即可接收到相对应的位置信息，以校正载具2的移动距离和移动方向。

在所述实施例中，地图数据库15亦一一记录了各个定位点810在地图上的定位信息。因此，当载具2经过任一定位点810时，处理单元12可根据定位信号中的位置信息，对照地图数据库15记录的同一定位点在地图上的定位信息，在显示单元16所显示的地图上标示出该定位点的位置，以指示出载具2在地图上的实时位置。藉此，每当载具2经过一定位点810时，处理单元12都可将载具2的所在的地点标示在显示单元16，并且根据定位点810提供的位置信息，重新开始计算载具2相对于所述定位点810的移动距离，藉以提高导航系统1定位载具2实时位置的精确度、减少误差。

更进一步地，由于可利用定位点810来侦测载具2所经过的地点，以及利用磁性感测的手段计算出载具2相对于定位点810的移动距离和方向，处理单元12更可于载具2经过特定的定位点810时、或即将接近特定位置时，透过读取储存单元(图未示)、或经由其它的无线通讯接口接收相对应的多媒体档案，并控制将多媒档案输出到显示单元16播放。例如载具2经过蔬果区的定位点，而收到该点的位置信息后，可播放相对应的蔬果促销广告或折扣消息给使用者。

图9为发明所提供的一种导航方法，适用于具有至少一轮胎组的载具。以下说明请同时参阅图2所示的载具2示意图。

本实施例中，设有无线信号接收单元13的载具2可于一场地中移动，例如超市或卖场。当载具2经过所述场地中的一定位点时，无线信号接收单元13可接收设置于定位点的无线信号输出单元所输出的定位信号，以获得定位点的位置信息(S901)，并将定位信号传送到处理单元12，藉以提供载具2初始数据。

当载具2经过定位点而继续移动时，设置在载具2的磁性传感器组11持续感测设置在轮胎组20的磁性元件组10，并于每次感测到磁性元件组10时分别产生高准位的电压信号(S903)。所述的磁性元件组10随轮胎组20同步运动。处理单元12接收磁性传感器组11所产生的电压信号，并累计接收到电压信号的次数以判断轮胎组20转动的圈数(S905)。

处理单元12根据电压信号的次数以及轮胎组20的轮径，计算载具2的移动距离，并且于磁性传感器组11分别产生的电压信号次数不同时，处理单元12更根据电压信号的次数差、轮径及轮胎组20的轮距，计算出载具2的旋转角度(S907)，并将所计算出的旋转角度记录在记忆单元14，以利根据载具2旋转的历史记录获得载具的移动方向。

处理单元12更读取地图数据库15所记录的对应于所述场地的地图，并输出到设置在载具2上的显示单元16上(S909)。地图数据库15中还记录了定位点在地图上的定位信息，处理单元12即根据定位点的定位信息以及计算出移动距离和移动方向，获得载具2在地图上的实时位置，并将实时位置标示于显示单元16所显示的地图上(S911)，藉此使载具2的使用者可实时得知载具2于所述场地中的相对位置。

此外，处理单元12可更进一步依照载具2的实时位置提供相对应的多媒体档案，传送到显示单元16显示播放。

其中，轮胎组20可包括二个轮胎200及202，磁性传感器组11则可包括二个霍尔效应传感器110及112，用以一对一感测分别设置在轮胎200及202上的磁铁100及102。二个轮胎200及202个别皆可朝第一方向及相反的第二方向转动。当任一轮胎朝第一方向转动时，相对应的霍尔效应传感器产生第一电压信号，反之，当轮胎朝第二方向转动时，相对应的霍尔效应传感器产生第二电压信号。处理单元12依据同时接收的不同电压信号以进行距离的累积或扣减。当二个霍尔效应传感器100及112产生的皆为第一电压信号时，处理单元12即累积载具2的移动距离，反之当产生的皆为第二电压信号时，则扣减载具2的移动距离。

当处理单元12接收到的两个第一电压信号或两个第二电压信号的频率不同、或同时接收到第一电压信号及第二电压信号时，则还计算载具2的旋转角度。

本实施例其它与导航系统实施例相同的部分，请参照前述实施例内容，于此不再重述。

综上所述，本发明所提供的附于载具的导航系统及导航方法，利用磁性感测的手段侦测载具的运动状态，并据此计算出载具的移动距离及旋转角度；此外更辅以定位点的位置信息，适时提供校正信息以初始化或校正载具的位置，并在显示单元的地图上标示出载具的实时位置，藉此引导使用者在特定场地中行进。

相较于采用全球定位系统进行导航的手段，本发明不需时刻联机接收卫星定位数据，因此无需考虑信号受到建筑物遮蔽的问题，十分适用于在室内的大型卖场或超市等场地。此外，相较于采用加速度计及陀螺仪的导航系统、或是在场地中大量布局无线射频识别标签的作法，本发明在实作上亦简化了系统组件的需求，仅以磁性感测组件感测磁铁的磁场即可供处理单元同时计算距离和角度；并且透过少量定位点的辅助信息，避免发生惯性组件易于累积误差的问题。

上述各实施例当中的组件及步骤，仅为阐述本发明所举的实施例，并无白限所请求保护的范围的意图。所述的导航系统及方法亦不限适用于室内场地，凡遵循本发明的精神及根据本发明所揭示的技术手段，而进行微幅的修饰或改变者，也属本发明所保护的范畴。

Claims (14)

1.一种附于载具的导航系统，该载具设有可使该载具移动的一轮胎组，其特征在于该系统包括：

一磁性元件组，分别对称设置于该载具的该轮胎组上，且设置有一N极与一S极相对于该磁性元件组的两侧；

一磁性传感器组，对称设置于该载具的该轮胎组上并用以感测该磁性元件组，以及该磁性传感器组感测该磁性元件组的运动方式以产生不同的电压信号，藉以判断该轮胎组是前进或后退；及

一处理单元，接收该磁性传感器组分别输出的这些电压信号，并根据接收到这些电压信号的次数及该轮胎组的一轮径，计算该载具的一移动距离及一移动方向；

其中，该磁性元件组及该磁性传感器组其中之一对称设置于该轮胎组并与该轮胎组同步运动，以使该磁性传感器组根据该轮胎组的运动感测到该磁性元件组，该处理单元更计算一单位时间内接收到这些电压信号的次数，当于该单位时间内接收到任一这些电压信号的次数高于一门坎值，该处理单元计算该移动距离时，忽略该单位时间内所接收的这些电压信号的次数；

其中，该处理单元根据该磁性传感器组分别输出的这些电压信号的一次数差、该轮径，以及该轮胎组的一轮距，计算出该载具的一旋转角度，以获得该移动方向。

2.根据权利要求1所述的导航系统，其特征在于：该磁性传感器组所产生的该电压信号包括一第一电压信号及一第二电压信号，当该轮胎组往一第一方向运动，该磁性传感器组根据磁场产生该第一电压信号，当该轮胎组往一第二方向运动，该磁性传感器组根据磁场产生该第二电压信号。

3.根据权利要求2所述的导航系统，其特征在于：该处理单元根据接收到该第一电压信号的次数及该轮径，累计该载具的该移动距离，以及根据接收到该第二电压信号的次数及该轮径，扣减该载具的该移动距离。

4.根据权利要求1所述的导航系统，其特征在于还包括：一无线信号接收单元，设置于该载具，用以接收来自一定位点的一定位信号并传送到该处理单元，该定位信号包括该定位点的一位置信息。

5.根据权利要求4所述的导航系统，其特征在于：当该处理单元接收到该定位信号时，该处理单元重计该磁性传感器组输出的这些电压信号的次数，藉此以根据重计的这些电压信号的次数及该轮径，计算该载具相对于该定位点的该移动距离。

6.根据权利要求5所述的导航系统，其特征在于还包括：一地图数据库，连接于该处理单元，该地图数据库记录一地图及该定位点于该地图的一定位信息；及该处理单元根据该载具相对于该定位点的该移动距离、该移动方向，以及该定位点于该地图的该定位信息，计算该载具于该地图的一实时位置。

7.根据权利要求6所述的导航系统，其特征在于：该位置信息包括一初始方向，该处理单元根据该初始方向及所计算出的该旋转角度，以获得该移动方向。

8.根据权利要求7所述的导航系统，其特征在于还包括：一记忆单元，连接于该处理单元，记录该载具的该移动方向；及一显示单元，设置于该载具，用以显示该地图及该载具位于该地图的该实时位置。

9.根据权利要求1或2所述的导航系统，其特征在于：该轮胎组包括二个轮胎，该磁性元件组包括二个磁铁，该磁性传感器组包括二个霍尔效应传感器，这些磁铁或这些霍尔效应传感器一对一设置于这些轮胎，这些霍尔效应传感器一对一感测这些磁铁。

10.一种适用于载具的导航方法，该载具设有可使该载具移动的一轮胎组，其特征在于该方法包括：

由一磁性传感器组感测一磁性元件组，该磁性元件组分别对称设置于该载具的该轮胎组上，且设置有一N极与一S极相对于该磁性元件组的两侧，其中，该磁性传感器组及该磁性元件组其中之一设置于该轮胎组并与该轮胎组同步运动；

该磁性传感器组感测该磁性元件组的运动方式以产生不同的电压信号，藉以判断该轮胎组是前进或后退；

根据这些电压信号产生的次数及该轮胎组的一轮径，计算该载具的一移动距离，计算一单位时间内接收到这些电压信号的次数，当于该单位时间内接收到任一这些电压信号的次数高于一门坎值，计算该移动距离时，忽略该单位时间内所接收的这些电压信号的次数；及

根据这些电压信号产生次数的一次数差、该轮径，以及该轮胎组的一轮距，计算一旋转角度以获得该载具的一移动方向。

11.根据权利要求10所述的导航方法，其特征在于还包括：接收一定位信号，该定位信号包括一定位点的一位置信息；及根据该定位信号重计这些电压信号产生的次数，以计算该载具的该移动距离；其中，该载具的该移动距离为该载具相对于该定位点的距离。

12.根据权利要求11所述的导航方法，其特征在于计算该移动方向的步骤中包括：根据该旋转角度及该位置信息所包括的一初始方向，获得该载具的该移动方向。

13.根据权利要求11所述的导航方法，其特征在于还包括：于一显示单元显示一地图，该地图包括该定位点于该地图上的一定位信息；及根据该载具的该移动方向及相对于该定位点的该移动距离，于该显示单元标示该载具于该地图上的一实时位置。

14.根据权利要求13所述的导航方法，其特征在于还包括：根据该载具的该实时位置，于该显示单元显示相对应的一多媒体档案。