CN107153668A - 电子地图上显示信标收讯状态的计算机实施方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子地图上显示信标收讯状态的计算机实施方法。加载并显示电子地图。判定信标位于电子地图的位置，以获得位置数据。依据位置数据，决定信标的信号强度范围在电子地图中对应的信号区域。依据位置数据，决定信标在电子地图上对应障碍物信息的直视区域及非直视区域。依据信号区域、直视区域及非直视区域进行地图绘制，并显示于电子地图。本发明可在电子地图中预先仿真出欲进行配置的信标在指定空间的收讯状态，可省下实际上进行多次部署的时间。

Description

电子地图上显示信标收讯状态的计算机实施方法
技术领域
本发明涉及一种显示收讯状态的方法，尤其涉及一种电子地图上显示信标收讯状态的计算机实施方法。
背景技术
一般而言，在室外皆是采用具有覆盖范围广的全球定位系统(GlobalPositioning System，GPS)来进行定位。然而，当使用者进入到室内，GPS等户外用的定位系统便无法发挥作用。主要是因为室内阻隔对信号的影响。为此，产生了室内定位系统。现有的室内定位方案例如有无线网络定位技术、射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)定位技术、红外线定位技术等。
发明内容
本发明提供一种电子地图上显示信标收讯状态的计算机实施方法，可在电子地图中预先仿真出欲进行配置的信标在指定空间的收讯状态，可省下实际上进行多次部署的时间。
本发明的电子地图上显示信标收讯状态的计算机实施方法，该方法包括由计算机处理器实施的以下步骤：加载并显示电子地图，电子地图具有至少一障碍物信息；判定信标位于电子地图的位置，以获得位置数据；依据位置数据，决定信标的信号强度范围在电子地图中对应的信号区域；依据位置数据，决定信标在电子地图上对应障碍物信息的直视(Line of Sight，LOS)区域及非直视(Non Line of Sight，NLOS)区域；以及依据信号区域、直视区域及非直视区域进行地图绘制，并显示于电子地图上。
在本发明的一实施例中，上述决定信标的信号强度范围在电子地图中对应的信号区域之后，还包括：调整一精度门槛值，以决定信号区域的精准度。
在本发明的一实施例中，上述依据信号区域、直视区域及非直视区域进行地图绘制的步骤包括判定信号区域与直视区域之间交集的区域，藉以获得重叠区域。
在本发明的一实施例中，所述信标的数量为多个，所述方法还包括：判定多个信标各自位于电子地图的位置，以获得多个位置数据；依据多个位置数据，决定多个信标各自的信号强度范围在电子地图中对应的信号区域；依据多个位置数据，决定多个信标各自在电子地图上对应障碍物信息的直视区域及非直视区域；基于多个信标各自在电子地图中所对应的信号区域、直视区域及非直视区域，而获得多个重叠区域；以及依据多个重叠区域所包括的信号区域、直视区域及非直视区域至少其中之一，设定各重叠区域对应的信号级别。
在本发明的一实施例中，上述在设定各重叠区域对应的信号级别之后，还包括：依据信号级别来显示信号强度分布图，其中在信号强度分布图中基于信号级别而以不同的颜色来显示。
在本发明的一实施例中，上述依据位置数据，决定信标在电子地图上对应障碍物信息的直视区域及非直视区域的步骤包括：基于障碍物信息，判断信标在电子地图中的直线传播路径上是否存在有至少一障碍物，藉以获得信标在电子地图上所对应的直视区域及非直视区域。
在本发明的一实施例中，上述计算方法还包括：提供显示接口，在显示接口中加载并显示电子地图；以及在判定信标位于电子地图的位置之后，在该电子地图显示对应于所设置的信标的装置图标、标识符以及坐标值。显示接口提供拖曳功能及输入功能。当拖曳功能被触发时，根据拖曳指令来对装置图标进行拖曳动作。并且，通过输入功能来接收信标的位置数据，并基于各位置数据而在电子地图中显示对应的装置图标。
在本发明的一实施例中，上述计算方法还包括：当显示接口的重新设定功能被致能时，重新设置信标在电子地图中的装置图标，进而重新判定信标位于电子地图的位置，以获得位置数据，藉此重新进行地图绘制。
基于上述，可在进行实际配置之前，仿真出欲布置的信标的数量及位置，不仅可省去多次实际配置的时间，还可防止非预期的安装失误。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1A是依照本发明一实施例的电子装置的方框图；
图1B是依照本发明一实施例的储存单元架构的方框图；
图2A～图2D是依照本发明一实施例的电子地图匹配的示意图；
图3是依照本发明一实施例的信号强度分布的计算方法的流程图；
图4是依照本发明一实施例的显示接口的示意图；
图5是依照本发明一实施例设定信标的示意图；
图6A及图6B是依照本发明一实施例基于DOP的信号强度分布的示意图；
图7是依照本发明一实施例基于DOP及LOS的信号强度分布的示意图。
附图标记：
100：电子装置
110：处理器
120：显示单元
130：储存单元
131：接口模块
133：加载模块
135：匹配模块
137：直视性判断模块
139：级别设定模块
200：信标
210、220：障碍物
400：显示接口
401～404：操作功能
405～407、511：输入字段
408：下拉式页面
500～505：装置图标
601：调整轴
620、620’：收讯不良区
630_1：收讯优良区
630_2、630’：收讯优良区
701～706：区块
A：可行走区域
B1、B2：非直视区域
C：直视区域
D：重叠区域
L、M、S：门槛值
MP、MP1：电子地图
R：信号区域
S305～S325：信号强度分布的计算方法各步骤
具体实施方式
目前一般的全球定位系统(Global Position System，GPS)的定位与导航需仰赖卫星才得以顺利运作。因此常会因障碍物的遮蔽，而发生接收不到卫星信号的情况，例如在机场、大楼、地下道或隧道等场所中，极有可能会因为接收不到卫星信号，而无法正确地执行定位动作。因此，本发明为了解决全球定位系统无法使用在室内空间的定位上，采取了下述方式，即，利用在室内设置多个信标(beacon)，使得机器人可以在室内自动地进行移动。信标例如为具有无线信号发送器的装置，而机器人等自动控制装置为具有无线信号接收器的装置。而为了更精准地控制机器人的运行，需要根据不同场地来设定信标。本发明可预先仿真出欲进行配置的一个或多个信标在指定空间的信号强度分布，可省下实际上进行多次部署的时间。为了使本发明的内容更为明了，以下特举实施例作为本发明确实能够据以实施的范例。
图1A是依照本发明一实施例的电子装置的方框图。图1B是依照本发明一实施例的储存单元架构的方框图。请参照图1A，电子装置100为具有运算能力的装置，例如为智能型手机、平板电脑、笔记本电脑、个人计算机、服务器等。电子装置100包括处理器110、显示单元120以及储存单元130。处理器110耦接至显示单元120以及储存单元130。
处理器110例如为中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)、图像处理单元(Graphic Processing Unit，GPU)、物理处理单元(Physics ProcessingUnit，PPU)、可程序化的微处理器(Microprocessor)、嵌入式控制芯片、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)或其他类似装置。
显示单元120可以是任一类型的显示器，例如为液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)、发光二极管(Light Emitting Diode，LED)显示器或软性显示器。
储存单元130例如是任意型式的固定式或可移动式随机存取内存(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、闪存(Flash memory)、硬盘或其他类似装置或这些装置的组合。
在此，储存单元130包括多个模块，其分别由一或多个代码段而组成，由处理器110执行上述模块来分别驱动多个功能，进而实现电子地图上显示信标收讯状态的计算机实施方法。底下举一实施例来说明储存单元130中所包括的多个模块，但底下模块仅为举例说明，并不以此为限。
请参照图1B，储存单元130包括接口模块131、加载模块133、匹配模块135、直视性判断模块137以及级别设定模块139。
接口模块131用以提供显示接口至显示单元120。加载模块133用以加载并显示电子地图至显示单元120。即，根据用户的选择，加载模块133将一空间对应的电子地图加载至显示接口。
匹配模块135用以判定信标位于电子地图的位置，以获得位置数据，并且依据位置数据，决定信标的信号强度范围在电子地图中对应的信号区域。在此，信号强度范围例如为精度因子(Dilution of Precision，DOP)范围。每一个信标都具有一个DOP范围。DOP是一种使用在卫星导航(satellitenavigation)及测量工程(geomatics engineering)的术语。DOP值可用来描述定位误差。一般应用于全球定位系统。DOP值越小表示精确度越高。
当决定信标在电子地图上的位置数据之后，以此信标在电子地图中的坐标位置为中心，进而将信号强度范围(例如DOP范围)与电子地图进行匹配，从而可获得在电子地图中对应的信号区域。
直视性判断模块137基于电子地图的障碍物信息，获得各信标在电子地图上所对应的直视(Line of Sight，LOS)区域及非直视(Non Line of Sight，NLOS)区域。即，直视性判断模块137基于障碍物信息，判断各信标在电子地图中的直线传播路径上是否存在有至少一障碍物，藉以获得各信标在电子地图上所对应的直视区域及非直视区域。
进一步地说，信标在电子地图中的直线传播路径上存在有至少一障碍物，则在直线传播路径上被障碍物所阻隔的区域便判定为非直视(NLOS)区域。而信标在电子地图中的直线传播路径上不存在有障碍物的区域，则判定为直视(LOS)区域。即，“直视(LOS)”是指两点之间没有任何障碍物，“非直视(NLOS)”则是在两点之间存在有障碍物。
而级别设定模块139为选择性设置，其用来设定信号级别。例如，信号级别越高，电子地图上信号代表达到门槛值的区域越少；门槛值越低，代表电子地图上信号达到门槛值的区域越多。
图2A～图2D是依照本发明一实施例的电子地图上显示信标收讯状态的示意图。图3是依照本发明一实施例的电子地图上显示信标收讯状态的计算机实施方法的流程图。在本实施例中，以信标200在电子地图MP1上的匹配来进行说明。
请参照图3，在步骤S305中，加载模块133加载并显示一选定空间对应的电子地图MP1于显示单元120。电子地图MP1具有至少一障碍物信息。障碍物信息包括墙或隔板的设置位置、巨型摆设物的设置位置等。如图2A所示，电子地图MP1中包括障碍物210、障碍物220。
之后，在步骤S310中，匹配模块135判定信标200位于电子地图MP1上的位置，以获得位置数据。在此，信标200的设置可以为自动设置，亦可以由使用者手动自行设置。并且，在步骤S315中，依据位置数据，决定信标200的信号强度范围在电子地图MP1中对应的信号区域，即，如图2B所示的信号区域R。
在步骤S320中，直视性判断模块137依据位置数据，决定信标200在电子地图MP1上对应障碍物信息的直视区域及非直视区域。即，在经由直视性判断模块137的分析之后，获得如图2C所示的电子地图MP1。具体而言，电子地图MP1具有障碍物210、障碍物220，利用直视性判断模块137而获得信标200在电子地图MP1上所对应的直视区域C及非直视区域B1与非直视区域B2。
在获得信号区域R、直视区域C及非直视区域B1～B2之后，在步骤S325中，匹配模块135依据信号区域R、直视区域C及非直视区域B1～B2进行地图绘制，并显示于电子地图MP1上。例如，如图2D所示，匹配模块135可进一步判定信号区域R与直视区域C之间交集的区域，藉以获得重叠区域D。即，在重叠区域D中，信标200的收讯状态是最良好的。
另外，在两个信标的情况下，亦可如图2A～图2D所示来分别获得各信标的信号区域、直视区域及非直视区域，之后根据彼此间交集的部分来获得一个或多个重叠区域。
而在获得多个重叠区域的状态下，可进一步通过级别设定模块139来依据上述重叠区域所包括的信号区域、直视区域及非直视区域至少其中之一，设定各重叠区域对应的信号级别。例如，在重叠区域内未包括任一信标的信号区域的情况下，级别设定模块139设定此重叠区域的信号级别为最低。而在重叠区域内包括任一信标的信号区域的情况下，再依据重叠区域内所包括信号区域的数量以及直视区域的数量来设定信号级别。即，信号区域的数量以及直视区域的数量越多的重叠区域，其对应的信号级别越高。
另外，在获得信号强度范围在电子地图中对应的信号区域之后，还可以通过匹配模块135来调整精度门槛值，以决定信号区域的精准度。一个接收器可以在同一时间得到许多个信标所发出的信号。而一个好的接收器可判断如何在这些无线信号当中去撷取较可靠的信号来计算。如果接收器所选取的信号当中，有二个信标的距离太近，导致两个的信号传输范围会有一个重叠的区域产生，随着距离愈近，此区域便愈大，影响精度的误差亦愈大。而精度门槛值则是用来决定信号强度范围的精度。例如，精度门槛值设定越高，代表精度越高(误差小)，则在电子地图上所对应的信号区域的范围会缩小；而精度门槛值设定越低，代表精度越低(误差大)，则在电子地图上所对应的信号区域的范围会扩大。
底下搭配上述电子装置100来说明电子地图上设置多个信标的收讯状态的显示方法。图4是依照本发明一实施例的显示接口的示意图。在本实施例中，在空间中模拟设置多个信标下，通过处理器110来计算这些信标在空间中的信号强度分布，藉此来决定各个信标在此空间中的配置位置，以利机器人在该空间中进行运动。在此，接口模块131在显示单元120中提供显示接口400。
首先，加载模块133依据用户的选择，加载选定的空间所对应的电子地图MP至显示接口400。在图4中，电子地图MP的可行走区域A表示机器人等自动控制装置可自由地活动的区域。
显示接口400包括多个操作功能401～404、多个输入字段405～407以及下拉式页面408。操作功能401用以加载先前储存的纪录文件，此纪录文件用以储存信标的摆设信息(包括数量、在电子地图中摆设位置的坐标值)。操作功能402为计算钮，用以在设定完信标之后，计算出这些信标的信号强度分布。即，当操作功能402被致能(例如点选)时，驱动匹配模块135、直视性判断模块137以及级别设定模块139来进行后续的动作。
操作功能403用以恢复至先前的设定。操作功能404用以增加欲进行摆设的信标的数量。输入字段405提供使用者直接输入欲进行摆设的信标的数量。输入字段405、输入字段406提供用户以公分作为单位来输入电子地图MP对应的实际的空间的尺寸，其中输入字段405用以输入宽度，输入字段406用以输入长度。下拉式页面408用以显示设置在电子地图MP中的各个信标的坐标值。
在加载电子地图MP之后，匹配模块135依据多个选择指令所接收的多个信标的位置数据，进而在电子地图MP设置多个信标。而在其他实施例中，匹配模块135亦可以自动决定多个信标的位置数据，在此并不限定。
图5是依照本发明一实施例设定信标的示意图。请参照图5，匹配模块135在电子地图MP中设置了6个信标。在本实施例中，在电子地图MP中设置任一信标时，皆会显示对应于所设置的信标的装置图标500～505、标识符以及坐标值。在此，在下拉式页面408中显示了装置图标500～505的坐标值(包括X、Y、Z三轴的位置)。以装置图标501而言，其标识符为Anchor1，坐标值为(4866.0,2352.0,0.01)。
另外，显示接口400还提供了拖曳功能以及输入功能。在此，所提供的输入功能为输入字段511。当拖曳功能被触发时，根据拖曳指令来对装置图标进行拖曳动作。例如，在选定了其中一个装置图式之后，长按鼠标左键来触发拖曳功能，进而来输入拖曳指令，而将装置图式拖曳至欲设定的位置。而输入字段511用以接收信标的位置数据，基于位置数据而在电子地图MP中显示对应的装置图标。例如，可在选定其中一个装置图式之后，直接在输入字段511进行位置的设定。又或者，可在不选定任何装置图式的情况下，直接在输入字段511中输入坐标值，而直接在电子地图MP中新增一信标的装置图标。
在获得信标的位置数据之后，匹配模块135依据这些信标的多个位置数据，决定各个信标的信号强度范围在电子地图MP中对应的信号区域。例如，以各个信标在电子地图MP中的坐标位置为中心，进而将信号强度范围与电子地图进行匹配，从而可获得在电子地图MP中对应的信号区域。
另外，显示接口400更进一步提供了调整精度的功能。举例来说，图6A及图6B是依照本发明一实施例基于DOP的信号强度分布的示意图。如图6A及图6B所示，显示接口400还提供了调整精度门槛值的功能，即调整轴601。调整轴601越往精度门槛值S调整，值越小，表示信号筛选的条件越严苛。精度门槛值M表示筛选条件中等。越往精度门槛值L调整，值越大，表示信号筛选的条件越宽松。
在此，图6A所示为设定为精度门槛值M的结果，图6B所示为设定为精度门槛值L的结果。在图6A中，匹配模块135利用精度门槛值M，而获得收讯优良区630_1、收讯优良区603_2以及收讯不良区620。在图6B中，匹配模块135利用精度门槛值L，而获得收讯优良区630’以及收讯不良区620’。由图6A及图6B可以知道，相较于图6B而言，图6A的门槛值较小(信号筛选的条件越严苛)，因此图6A的收讯优良区630_1、收讯优良区603_2的面积小于图6B的收讯优良区630’。
在此，关于精度门槛值的设定，例如可利用图6A、图6B的调整轴601来手动调整。另外，在其他实施例中亦可以为预设好的值。例如，电子地图MP中每一个像素点具有其对应的DOP值，而精度门槛值为：(最大的DOP值+最小的DOP值)×2/3。
接着，直视性判断模块137基于电子地图MP的障碍物信息，获得各信标在电子地图MP上所对应的直视区域及非直视区域。上述障碍物信息包括墙或隔板的设置位置、巨型摆设物的设置位置等。之后，匹配模块135对各信标在电子地图MP中所对应的信号区域、直视区域及非直视区域，获得多个重叠区域。例如，在各信标的信号区域、直视区域及非直视区域中，找出具有交集的重叠区域。重叠区域包括多个信号区域的交集、多个直视区域的交集、多个非直视区域的交集、或是信号区域与直视区域的交集等。
并且，还可进一步利用级别设定模块139依据重叠区域所包括的信号区域、直视区域及非直视区域至少其中之一，设定各重叠区域对应的信号级别。例如，重叠区域包括多个信号区域与多个直视区域的交集，则将其对应的信号级别设定为相对地高。若重叠区域未包括任一信标的信号区域，则将其对应的信号级别设定为最低。
在此，为了便于使用者观看，级别设定模块139依据信号级别来显示信号强度分布图，其中在信号强度分布图中基于各像素点的信号级别而以不同的颜色来显示。
图7是依照本发明一实施例基于DOP及LOS的信号强度分布的示意图。请同时参照图5、图6B以及图7，在本实施例中，区块701至区块706分别表示信号强度由最佳至最差的区块。区块706即为图6B的收讯不良区620’。
以区块701而言，假设区块701位于信标500～503在电子地图MP中对应的信号区域内，且在区块701亦包括信标500～503的直视区域。由于区块701所包括的信号区域以及直视区域的数量为区块701至区块706中最多的，故，设定区块701的信号级别为信号强度最佳的区块。以此类推，其他区块702～705亦可以此来设定对应的信号级别。
另外，显示接口还具有重新设定功能，当重新设定功能被致能时，匹配模块135会重新设置信标的位置，重新执行匹配模块135、直视性判断模块137、匹配模块135以及级别设定模块139而重新获得对应的信号级别。
而在匹配模块135发现三个或三个以上的信标设置在同一直在线时，会发出警示信息，藉此来通知使用者重新设定这些信标的位置。
而在其他实施例中，匹配模块135亦可以重复自动设定多个信标的位置数据，并执行步骤S310～S325，藉此来获得在不同布置下的多个信号强度分布，并从中取出最佳的信号强度分布，进而获得信标最佳的部署方式。
综上所述，可事先仿真出欲进行配置的信标在指定空间的信号强度分布，进而省下实际上进行多次部署的时间。使用者可经由上述实施方式来获得信号强度分布。若所获得的信号强度分布并不理想，则可在显示接口中重新设定信标的数量和/或重新设定信标的位置，以重新计算来获得新的信号强度分布。在获得理想的信号强度分布之后，使用者便可依据所获得的信标的配置图，而实际去指定空间来实际安装信标。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的改动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求界定范围为准。

Claims (8)

1.一种电子地图上显示信标收讯状态的计算机实施方法，其特征在于，所述方法包括由计算机处理器实施的以下步骤：
加载并显示电子地图，所述电子地图具有至少一障碍物信息；
判定所述信标位于所述电子地图的位置，以获得位置数据；
依据所述位置数据，决定所述信标的信号强度范围在所述电子地图中对应的信号区域；
依据所述位置数据，决定所述信标在所述电子地图上对应所述障碍物信息的直视区域及非直视区域；以及
依据所述信号区域、所述直视区域及所述非直视区域进行地图绘制，并显示于所述电子地图上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在决定所述信标的所述信号强度范围在所述电子地图中对应的所述信号区域的步骤之后，还包括：
调整强度门槛值，以决定所述信号区域的精准度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据所述信号区域、所述直视区域及所述非直视区域进行地图绘制的步骤包括：
判定所述信号区域与所述直视区域之间交集的区域，藉以获得重叠区域。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信标的数量为多个，所述方法还包括：
判定多个所述信标各自位于所述电子地图的位置，以获得多个所述位置数据；
依据多个所述位置数据，决定多个所述信标各自的所述信号强度范围在所述电子地图中对应的所述信号区域；
依据多个所述位置数据，决定多个所述信标各自在所述电子地图上对应所述障碍物信息的所述直视区域及所述非直视区域；
基于多个所述信标各自在所述电子地图中所对应的所述信号区域、所述直视区域及所述非直视区域，而获得多个重叠区域；以及
依据所述些重叠区域所包括的所述信号区域、所述直视区域及所述非直视区域至少其中一个，设定每一所述多个重叠区域对应的信号级别。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在设定每一所述多个重叠区域对应的所述信号级别的步骤之后，还包括：
依据所述信号级别来显示信号强度分布图，其中在所述信号强度分布图中基于所述信号级别而以不同的颜色来显示。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据所述位置数据，决定所述信标在所述电子地图上对应所述障碍物信息的所述直视区域及所述非直视区域的步骤，包括：
基于所述障碍物信息，判断所述信标在所述电子地图中的直线传播路径上是否存在有至少一障碍物，藉以获得所述信标在所述电子地图上所对应的所述直视区域及所述非直视区域。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
提供显示接口，在所述显示接口中加载并显示所述电子地图；以及
在判定所述信标位于所述电子地图的位置之后，在所述电子地图中显示对应于所所述信标的装置图标、标识符以及坐标值；
其中，所述显示接口提供拖曳功能以及输入功能，当所述拖曳功能被触发时，根据拖曳指令来对所述装置图标进行拖曳动作；通过所述输入功能来接收所述信标的所述位置数据，并基于所述位置数据而在所述电子地图中显示对应的所述装置图标。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述显示接口的重新设定功能被致能时，重新设置所述信标在所述电子地图中的所述装置图标，进而重新判定所述信标位于所述电子地图的位置，以获得所述位置数据，藉此重新进行地图绘制。
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