CN109844454A - 用于在全球定位系统（gps）拒止环境中进行导航的方法、系统和软件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了便携式导航系统、设备、方法和软件，其用于在GPS拒止环境中向用户提供导航指示，该系统包括至少一个便携式设备，该便携式设备包括适于向用户提供导航指令的导航应用程序(App)和用于向用户提供至少一个特定于方向的运动指令的至少一个界面组件，其中App包括适于在与二维路线或三维路线相关联的地图上分割续线路的嵌入算法，该算法构造成响应于与路线相关联的设备的当前位置向用户提供指令，其中至少一个设备适于提供来自算法的命令以响应于该设备的位置来激活至少一个振动组件。

Description

用于在全球定位系统(GPS)拒止环境中进行导航的方法、系统 和软件

技术领域

本发明总体涉及导航系统和方法，更具体地，涉及用于在全球定位系统(以下称为GPS)拒止环境中进行导航的方法和系统。

背景技术

目前，大多数现代导航应用程序和系统依靠GPS来确定持有支持软件应用程序的计算机化设备的用户在地图上的位置。

这些依赖于GPS的计算机化设备和支持的软件应用程序实现了用户能够知道他/她在地图上的当前位置的基本能力。设备上的其它功能和选项还取决于GPS信号可用性。这些功能和选项可以包括方向、方向校正和邻近提醒等。

当GPS信号丢失时，诸如在覆盖区域(例如，商场、树林、城市、机场等)下，或者在其中用户的操作区域被电子战(在下文中称为EW)干扰或欺骗(GPS信号处理)的军事装备中，形成了GPS拒止环境。因此，依赖于GPS的计算机化设备和支持的软件应用程序不能在地图上定位用户。此外，不再支持上面提到的依赖于GPS的功能。

因此，对在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中进行导航的改进方法、软件和系统的需要尚未得到满足。

发明内容

本发明的一些方面的目的是提供用于在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中进行导航的改进的设备、系统、软件和方法。

在本发明的一些实施例中，提供了改进的方法、设备、设备应用程序(App)和装置以用于在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中在没有听觉或视觉命令的情况下提供指令。

本发明的一些方面包括安装在计算机化设备上的软件应用程序，其在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中从由设备提供的嵌入式传感器和操作系统软件(例如，MSWindows、安卓或iOS)生成其原始属性。

本发明提供了便携式导航系统、设备、方法和软件，其用于在GPS拒止环境中向用户提供导航指示，该系统包括至少一个便携式设备，该便携式设备包括适于向用户提供导航指令的导航应用程序(App)和适于向用户提供至少一个特定于方向的运动指令的至少一个界面组件，其中App包括适于在与二维路线或三维路线相关联的地图上分割连续线路的嵌入算法，该算法构造成响应于与路线相关联的设备的当前位置向用户提供指令，其中至少一个设备适于提供来自算法的命令以响应于该设备的位置来激活至少一个分量。

因此，根据本发明的另一个实施例，提供了一种便携式导航设备以用于在GPS拒止环境中向用户提供导航指示，该设备包括：

i.导航应用程序(App)，其适于向用户提供导航指令；以及

ii.至少一个界面组件，其适于向用户提供至少一个特定于方向的运动指令。

在本发明的其它实施例中，App采用分段算法以：通过连续的线路将从起点到目的地的连续线路(例如GPX文件格式)分割成在明确的航路点之间延伸的分散的、直的、清晰的方位，为用户提供航路点之间的方位角(方位)的简易跟踪，以及进一步向用户提供航向指令，诸如但不限于“向左转22.5度”、“向右转45度”。

根据本发明的其它实施例，导航App采用非GPS漫游算法，其使得沿着“未规划”路线漫游的用户能够实时连续地向用户提供正确的用户位置数据。

根据一些实施例，至少一个界面组件影响用户身体的特定区域以提供至少一个方向特定的指令。

在本发明的其它实施例中，描述了一种方法、设备、设备应用程序(App)和系统以用于在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中在没有听觉或视觉指令的情况下提供触觉指令。

在本发明的其它实施例中，提供了一种方法、设备、设备应用程序(App)和系统以用于在GPS拒止环境中进行导航，该方法和设备应用程序(App)包括分段算法，该分段算法用于在有GPS或没有GPS的情况下将用户的路线/轨迹分段以到达目标/目的地，该算法配置成减少用户路线上的偏差、误差和错误。响应于检测到的误差，通过实时、连续、半连续或间歇地向用户更新指令来实现误差减少。误差减少允许用户以距其小于100米、50米、10米、5米、1米或更小的偏差到达目标/目的地。该算法还适于采样与用户的运动相关联的步长、步进速率和/或其它参数，以及向用户提供实时个性化的反馈和指令，从而最小化用户与轨迹/路线的偏差。

根据本发明的一些实施例，设备应用程序(App)算法可操作以在用户偏离路线时调整(通常增加)给定路线的片段和/或用户运动样本的数量，从而实现对用户更准确地更新以使他/她返回到路线/轨迹并且更精确和准确地将用户定向到他/她的目的地/目标。

根据本发明的一些其它实施例，该设备放置在用户的中央前部位置，通常在一件衣服内或者在包或袋中。通过减少用户方向误差，设备的中心位置允许进一步减少用户的误差，从而进一步减少用户在他/她到达他/她的目的地/目标所需的路线/轨迹中的方位偏差。

根据本发明的其它实施例，该设备沿着用户身体的垂直中心轴线放置在用户的中央前部位置(可以在他的胸部或背部上)，通常在一件衣服内或者在包或袋中。设备的优化位置又允许了进一步减少用户的方向误差。

根据本发明的其它实施例，设备App向用户提供在设备上的实时、在屏幕上的、在地图上的弹出通知，从而向用户提供下一个航路点的距离、方向和描述，因此，用户能够确认App软件所示的他/她实际上所处的地方/位置，从而提高了用户位置准确性和认知。

根据本发明的其它实施例，在GPS拒止环境中的设备App的算法可操作以校正由计算机化设备的传感器或由其操作系统提供的错误数据，从而进一步在其中具有预先计划的路线的徒步中、在自由路线/漫游徒步中、在三维导航(诸如建筑物)中提供精确的位置。该算法适用于步行、跑步、驾驶(包括自主工具)和用户的任何其它合适的运动类型。

在本发明的其它实施例中，描述了一种用于在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中从放置在用户的手臂上的设备提供触觉指令的方法。

根据其它实施例，本发明提供了便携式导航系统和相关方法，其用于在GPS拒止环境中向用户提供导航指示，该系统包括至少一个便携式设备，该设备包括至少四个触觉刺激组件，每个组件设置在设备的内表面上，每个组件位于设备主体的末端的端部部分上，每个组件适于冲击用户的皮肤的特定区域以向用户提供至少一个特定于方向的运动指令和设备中的嵌入算法，其适于在与二维路线或三维路线相关联的地图上分割连续线路，该算法构造成响应于与路线相关联的设备的当前位置向用户提供指令，其中至少一个设备适于提供来自算法的命令以响应于该设备的位置来激活至少四个触觉刺激分量。

本发明还可以包括可穿戴设备以作为用于全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境的用户的物理接口或引导监视器。

本发明的方法通过采用创新的分段算法解决了偏离真实方位的限制，其将连续线路分段为在航路点之间延伸的直的、清晰的方位，并且因此能够容易地跟踪航路点之间的方位角(方位)，以及向用户提供航向指令，诸如“向左转22.5度”、“向右转45度”。

本发明的软件应用程序还简化导航应变并通过使得用户能够用描述性名称命名航路点来进一步确保导航用户位置的准确性并因此帮助他识别航路点的地标。由此，并且如果需要，用户获得位置认知并且可以将固定他在地图上的实际位置，使距离计数大于零，以及因此防止距离的指数偏差。

应用程序还可以采用图像比较算法，使用计算机化设备的相机或附接相机，以便将所存储的地标图像与路线的地标进行比较，并且因此归零距离测量。

根据本发明的一些实施例，该系统包括软件。

根据本发明的一些实施例，本发明的设备使用了一种算法，该算法连续地：(1)通过传感器校正错误测量值；(2)识别由于客观因素和主观因素引起的步幅长度的变化；(3)识别由用户执行的取向改变；(4)识别运动节奏的变化(慢走、步行、慢跑、跑步等)，并也将这些变化整合到测量值中。

由于分段算法能够实现清晰的方位，并且因此为用户提供清晰的指令，并且可穿戴设备(平视显示器眼镜、智能手表、屏幕、触觉带等)与应用程序的集成为用户提供即时校正警报，并且因此，用户走动较少的方位角偏差，并且因此将产生较少的增量错误和指数错误。此外，它提供了免持的导航体验。

在本发明的其它实施例中，描述了一种用于在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中从放置在用户的前臂上的设备提供触觉指令的方法。

在本发明的其它实施例中，描述了一种用于在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中从两个设备提供触觉指令的方法，每个设备放置在用户的前臂上。

根据一些实施例，本发明提供了一种便携式设备，根据一些实施例，该便携式设备是用于在运动场景和条件、极端场景和条件和军事场景和条件下进行直观导航的手机设备和/或可穿戴导航前臂带。设备指引并引导用户或用户组，诸如徒步旅行者、猎人、运动员或士兵到达其目的地。该设备构造和配置成在没有干扰并且最佳地考虑用户在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中正经历的极端情形和条件的情况下提供触觉指令。

根据本发明的一些实施例，提供了一种由用户携带的计算机化移动设备(诸如手机、膝上型计算机、平板电脑、智能手机等)，其适于处理导航信息，并且适于通过与至少一个设备的有线和/或无线连接进行通信。根据一些实施例，该设备可以是用于全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中的前臂带感觉设备。

前臂带感觉设备是专门发明、设计和开发的以用于处理用户在运动、极端和军事导航场景和条件下正经历的极端情形和条件，以及帮助残疾用户，诸如盲人、老年人和老年痴呆症患者试图在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中的临床极端情形和条件下进行导航。

根据本发明的一些实施例，该设备适于前臂安装，以在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中使得用户双手完全自由进行任何其它任务。

根据本发明的一些实施例，该设备置是多传感的。它振动并闪烁以经济地引导用户。它很简单，并在没有多余数据的情况下提供帮助用户的清晰的指令。它是防震的，并且防水。它设计并制造成能够承受恶劣的环境。其设计直观，易于理解和操作。它是安全的，并且提供无干扰的导航，消除了在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中停下并查看地图和/或关注复杂信号的要求。

根据本发明的一些实施例，该设备提供隐蔽的夜间导航支持，因为可以禁用光指示器以保持夜间隐蔽，即，在不需要任何声音和/或视觉指示的情况下进行导航。因此，通过关闭LED发射器，用户可以在隐蔽、无声且没有曝光的情况下进行导航。该设备包括长寿命电池，其在正常使用情况下运行超过24小时，并且电池可以在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中进行再充电。

根据本发明的一些实施例，该设备的革命性六个定向臂的操作布局调整以适于在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中实现感觉之间的最佳距离，使得用户能够容易地区分物理方向的指令，并进一步提供360度方位覆盖范围。

根据本发明的一些其它实施例，该设备包括至少一个触觉刺激提供器，诸如微振动器、电振动提供器和皮肤刮擦元件等以及它们的组合，其放置在每个定向臂的尖端上，并且振动经济地集中到用户前臂上的特定点；在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中，其导致类似于在皮肤被戳刺的感觉，如同有人物理指向并引导您一样。

这种非凡的布局实现了自然、直观的用户体验(UX)，因为用户可以在无需学习或培训的情况下立即使用它。革命性的设计和直观的用户体验(UX)组合产生了高效实用的导航方法，通过该方法并且基于用户的速度，设备在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中物理地指示并在需要转弯之前提醒用户以及哪里直接前进。

根据本发明的一些其它实施例，该设备适合用于防御设置。设备适用于地形认知挑战；在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中的现场性能，隐形支持和无缝实施。

根据本发明的一些其它实施例，该设备适用于军事导航(白天/夜晚)，其中用户经受恶劣的现场条件和元件的影响。他/她可能携带较重的装备，可能受到时间限制的压力，并且需要关注周围环境以及需要在全球定位系统GPS(以下称为GPS)拒止环境中的隐身。

地形认知-用户需要持续了解其确切位置，在路径上的位置，时间/距离倒计时，环境信息，以及他的队友的位置和方位等。

因此，根据本发明的一个实施例，提供了一种便携式导航系统以用于在GPS拒止环境中向用户提供导航指示，该系统包括：

a.至少一个便携式设备，其包括；

i.导航应用程序(App)，其适于向用户提供导航指令；以及

ii.至少一个界面组件，其适于冲击用户的皮肤的特定区域以向用户提供至少一个特定于方向的运动指令；

其中，App包括适于在与二维路线或三维路线相关联的地图上分割连续线路的嵌入算法，该算法构造成响应于与路线相关联的设备的当前位置向用户提供指令，其中至少一个设备适于提供来自算法的命令以响应于该设备的位置来激活至少一个界面组件或传感器。

另外，根据本发明的实施例，至少一个计算机化设备用于放置在用户身体上的前部中心位置。

此外，根据本发明的实施例，至少一个设备包括便携式电话、臂带设备、平视设备、智能眼镜设备及其组合中的至少一种。

此外，根据本发明的实施例，至少一个设备包括以下中的至少一者：屏幕，交互式屏幕，计步器，指南针，和加速度计，操作系统软件OS安卓/IOS/WinMobile/其它，GPS服务，BT/BLE/WiFi/RF/有线/第三方专有通信组件模块的至少一者，气压计，无线/蜂窝网络组件，第三方速度计数据链路，第三方相机分析SW/HW元件，第三方视频分析组件，及其组合。

另外，根据本发明的实施例，至少一个设备包括以下中的至少四者：屏幕，交互式屏幕，计步器，指南针，和加速度计，操作系统软件OS安卓/IOS/WinMobile/其它，GPS服务，BT/BLE/WiFi/RF/有线/第三方专有通信模块的至少一者，气压计，无线/蜂窝网络组件，蓝牙组件，第三方速度计数据链路，第三方相机分析SW/HW元件，第三方视频分析组件，及其组合。

此外，根据本发明的实施例，至少一个设备包括以下中的至少七者：屏幕，交互式屏幕，计步器，指南针，和加速度计，操作系统软件OS安卓/IOS/WinMobile/其它，GPS服务，BT/BLE/WiFi/RF/有线/第三方专有通信模块的至少一者，气压计，无线/蜂窝网络组件，蓝牙组件，第三方速度计数据链路，第三方相机分析SW/HW元件，第三方视频分析组件，及其组合。

另外，根据本发明的实施例，App可操作以激活屏幕，交互式屏幕，计步器，指南针，和加速计，操作系统软件OS安卓/IOS/WinMobile/其它，GPS服务，BT/BLE/WiFi/RF/有线/第三方专有通信模块的至少一个，气压计，无线/蜂窝网络组件，蓝牙组件，第三方速度计数据链路，第三方相机分析SW/HW元件和第三方视频分析组件中的至少一种，从而用于将与至少一个设备的实时位置相关联的实时数据与至少一个设备的预期位置进行比较，以响应于实时数据和预期位置向用户提供更新的实时指令。

此外，根据本发明的实施例，至少一个设备包括以下中的所有：交互式屏幕，计步器，指南针，和加速度计，操作系统软件OS安卓/IOS/WinMobile/其它，GPS服务，BT/BLE/WiFi/RF/有线/第三方专有通信模块的至少一者，气压计，无线/蜂窝网络组件，蓝牙组件，第三方速度计数据链路，第三方相机分析SW/HW元件和第三方视频分析组件，CAD接口和第三方3d SW。

另外，根据本发明的实施例，臂带设备包括至少四个触觉刺激组件。

此外，根据本发明的实施例，至少四个触觉刺激组件是振动元件，每个振动元件适于在前臂上的皮肤的特定区域上振动，其中皮肤的特定区域布置成彼此远离至少2cm。

此外，根据本发明的实施例，设备App配置成激活不同的触觉刺激组件以向用户指示不同的指令。

另外，根据本发明的实施例，至少一个便携式设备末端包括柔性臂。

此外，根据本发明的实施例，柔性臂各自包括设置在其中的视觉刺激组件。

此外，根据本发明的实施例，每个视觉刺激组件包括至少一个发光二极管(LED)或其它灯设备(非LED)。

另外，根据本发明的实施例，至少一个发光二极管(LED)中的至少一个配置成响应于用户的位置由设备App激活。

此外，根据本发明的实施例，至少一个发光二极管(LED)中的至少一个配置成响应于用户的位置由设备App装置激活。

另外，根据本发明的实施例，导航系统还包括至少一个附加通信装置，至少一个附加通信装置选自手机、智能眼镜、平视显示器(HUD)、光学装置、智能手表、双筒望远镜、相机设备、智能手机、平板电脑、膝上型计算机、移动通信装置、便携式通信装置、无线电话和军用电话。

此外，根据本发明的实施例，至少一个便携式设备重量小于300克。

因此，根据本发明的另一个实施例，提供了一种便携式导航系统以用于在GPS拒止环境中向用户提供导航指示，该系统包括：

a.手机设备，其包括；

iii.导航应用程序(App)，其适于向用户提供导航指令；以及

iv.至少一个界面组件，其适于向用户提供至少一个特定于方向的运动指令；以及

其中，App包括适于在与二维路线或三维路线相关联的地图上分割连续线路的嵌入算法，该算法构造成响应于与路线相关联的设备的当前位置向用户提供指令，并且其中至少一个设备适于提供来自算法的命令以响应于该设备的位置来激活至少一个界面组件；并且其中

b.手机携带元件，其选自袋、包、口袋和衣服，手机携带元件配置成放置在用户身体的前部中心位置。

因此，根据本发明的另一个实施例，提供了一种便携式导航方法以用于在GPS拒止环境中向用户提供导航指令，该方法包括：

a.向用户提供手机设备，所述手机设备包括至少一个界面组件和适于向用户提供导航指令的导航应用程序(App)；以及

b.激活App，该App包括嵌入算法以在与二维路线或三维路线相关联的地图上分割连续线路，该算法构造成响应于与路线相关联的设备的当前位置向用户提供指令，并且其中设备适于提供来自算法的命令以响应于该设备的位置来激活至少一个界面组件。

根据本发明的一些实施例，GPS拒止环境中的算法可操作以校正由计算机化设备的传感器或由其操作系统提供的错误数据，从而进一步在其中具有预先计划的路线的徒步中、在自由路线/漫游徒步中、在三维导航(诸如建筑物)中提供精确的位置。该算法适用于步行、跑步、驾驶(包括自主工具)和用户的任何其它合适的运动类型。

因此，根据本发明的另一个实施例，提供了一种计算机软件产品，该产品配置成在GPS拒止环境中向用户提供导航指令，该产品包括其中存储程序指令的计算机可读介质，该指令在由计算机读取时使计算机；

a.向用户提供导航指令；以及

b.激活嵌入算法以在与二维路线或三维路线相关联的地图上分割连续线路，该算法构造成响应于与路线相关联的用户的当前位置向用户提供指令，并且其中软件产品适于提供来自算法的命令以响应于该设备的当前位置来激活与用户相关联的设备上的至少一个界面组件。

根据本发明的其它实施例，在GPS拒止环境中的设备App的算法可操作以校正由计算机化设备的传感器或由其操作系统提供的错误数据，从而进一步在其中具有预先计划的路线的徒步中、在自由路线/漫游徒步中、在三维导航(诸如建筑物)中提供精确的位置。该算法适用于步行、跑步、驾驶(包括自主工具)和用户的任何其它合适的运动类型。

从以下对其优选实施例的详细描述并结合附图，将更全面地理解本发明。

附图说明

现在将参考以下说明性附图结合某些优选实施例来描述本发明，以便可以更全面地理解本发明。

现在，在详细地具体参考附图的情况下，要强调的是，所示的细节仅是示例性的，并且仅用于说明性讨论本发明的优选实施例的目的，并且示出在提供被认为是本发明的原理和概念方面的最有用和易于理解的描述的原因中。在这方面，不尝试进行比对本发明的基本理解所必需的更详细地示出本发明的结构细节，通过附图进行的描述使得本领域技术人员明白如何在实践中体现本发明的多种形式。

在附图中：

图1A是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的设备的简化示意说明；

图1B是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的设备的简化图示说明；

图2A是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的另一设备的简化示意说明；

图2B是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的系统的简化图示说明；

图3A是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的另一设备的简化示意说明；

图3B是根据本发明的实施例的用于分段路线的分段算法的简化流程图；

图4A是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的另一设备的简化示意说明；

图4B是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的系统的简化图示说明；

图5A是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的另一设备的简化示意说明；

图5B是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的系统的简化图示说明；

图5C是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的另一系统的简化图示说明；

图5D是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的另一系统的简化图示说明；

图6A是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的另一设备的简化示意说明；

图6B是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的系统的简化图示说明；

图7A是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的独立设备的简化示意说明；

图7B是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的独立设备的简化示意说明；

图8是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的系统的简化图示说明；

图9是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的系统的简化图示说明；

图10是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的系统的简化图示说明；

图11A是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的另一设备的简化示意说明；

图11B是根据本发明的实施例的用于三维位置的图11A的设备的简化图示说明；

图12A和图12B是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的方法的算法的简化示意说明；

图13是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中的预设步行路线中导航的方法的简化流程图；

图14是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的自由漫游步行方法(没有预设路线)的简化流程图；

图15是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中的预设驾驶路线中导航的方法的简化流程图；

图16是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的自由漫游驾驶方法(没有预设路线)的简化流程图；

图17是根据本发明的实施例的路线分段算法(右侧)与现有技术的连续线路(左侧)地图的简化图示说明，其示出了一些特征和从点A到点B的路线；

图18是根据本发明的实施例的航路点命名特征的简化图示说明；

图19是根据本发明的实施例的在触觉可穿戴设备上的固定屏幕(“设置地标”)的简化图示说明，其将距离测量值归零；

图20是根据本发明的实施例的在呈现用户的确切当前位置的设备上的屏幕截图的简化图示说明；

图21是根据本发明的实施例的进一步个性化选项设置屏幕的屏幕截图的简化示意说明；

图22是根据本发明的实施例的个性化高度调整系数的屏幕截图的简化示意说明；

图23是根据本发明的实施例的在预设的分段路线上导航的用户的屏幕截图的简化示意说明；以及

图24是根据本发明的实施例的个性化调整系数的屏幕截图的简化示意说明；

在所有附图中，类似的附图标记表示类似的部件。

具体实施方式

在详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解的是，这些是特定实施例，并且本发明也可以以不同方式实施，其体现了本文所述和要求保护的发明的特征。

本发明提供用于在GPS拒止环境中进行用户导航的方法、设备、设备应用程序(App)和系统，该方法和设备应用程序(App)包括用于在有GPS或没有GPS的情况下对用户的路线/轨迹进行分段以到达目标/目的地的分段算法，该算法配置成减少用户路线上的偏差、误差和错误。

存在几种现有技术的系统和方法，其试图解决GPS拒止环境下进行导航的挑战。它们包括安装在计算机化设备上的软件应用程序，这些应用程序基于它们在由设备提供的嵌入式传感器以及软件上的方向和导航支持，诸如运动传感器、步进计数器和位置/方向传感器。这些应用程序的局限性在于它们依赖于传感器提供的不准确的属性，从而向用户提供对其实际位置的不准确的指示，进而破坏了经受功能和选项的完整性(例如方向、校正、邻近提醒等)。

当在步行和/或跑步时，运动传感器是更为困难的传感器。用户的速度(主要)基于用户的加速度和运动，其用于确定用户的假设步数，从而确定他可能覆盖的距离。然而，步数/步幅很难被测量，因为它们由于客观和主观因素而经常且不断变化：恶劣的地形、爬升和下降、侧身行走等都是影响步幅长度的客观因素。以及疲劳、体重、负重、身高等是也影响步幅长度的给定用户的主观因素。不同用户之间以及其中用户行走的不同设置和环境之间的步幅长度的不一致使得实际上不可能准确地测量步幅长度，并且因此不可能准确地测量用户行走的距离。此外，不同的节奏会影响步幅的长度。步行和跑步带来不同的步幅长度，并且传感器经常不会注意到缓慢平稳的步数，并且实际距离与由这些应用程序指示的距离之间的差异正随着指定的路线(线路、徒步、轨迹)的变长呈指数增长(“更长的路线等于更大的差异/错误”)。

这些影响因素正在用户覆盖的实际距离与这些应用程序所指示的距离之间产生了越来越大的差异。当计划的路线(线路、徒步、轨迹)随着用户在较长的路线上行走更难以测量的步幅而变得更长时，这种差异呈指数增长(“更长的路线等于更大的差异/错误”)。因此，在不知道用户行进的实际距离的情况下，这些应用程序无法确定用户的实际位置，无法确定其朝向其目的地的实际位置，并且因此，这些应用程序对于导航而言是不实用的。

另外，这些可用的现有技术软件应用程序将其导航路线(从A到B的路线)放置、设置和绘制成连续线(由用户生成或自动生成)。

这种连续的线径实际上是数百或数千个航路点的同化，其彼此非常接近。每个航路点与下一个航路点的邻近一方面可以创建弯曲的圆形路线(沿着实际道路)，但同时又使得更难以跟踪甚至无法跟踪航路点之间的方位角(方位)(因为存在许多具有非常宽的角度的航路点)，因此其为用户提供清晰的航向指令，诸如“向左转22.5度”、“向右转45度”。

这种限制造成了与真实方位和实际路线的频繁偏离，尤其是在其中路径不清晰的开阔、未铺设路面、未标记的区域。

这两个限制的结合，即(a)偏离真实方位和(b)偏离实际距离的结合，将安装在计算机化设备上的软件应用程序限制成使得它们在GPS拒止环境中不实用的程度，这些应用程序基于它们在由设备提供的嵌入式传感器以及软件上的方向和导航支持。

根据一些实施例，本发明采用可穿戴导航前臂带设备，其在Gabbay的国际专利公开WO2016/113,730中进行描述，其全部内容以引用方式并入本文。

现在参考图1A，该图是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的设备100的简化示意说明。

设备包括各种组件或传感器，诸如但不限于壳体102，屏幕或显示器104，加速度计106，指南针108，计步器110和操作系统软件112，诸如但不限于OS安卓/IOS/WinMobile或其它。

设备通常是轻便且便携式的，并且构造成使用和/或激活本文所述的一个或多个组件或传感器来操作至少一个导航App。在某些情况下，该设备是手机。设备100(图1A)适用于图1B的系统。

图1B是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的设备150的简化图示说明。该设备可以是包括壳体152和屏幕154的手机。在某些情况下，设备构造成在没有外部通信或通信网络的情况下工作，但仍然使能导航App起作用。

现在参考图2A，该图是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的另一个设备200的简化示意说明。

设备包括各种组件，诸如但不限于壳体202，屏幕或显示器204，加速度计206，指南针208，计步器210和操作系统软件装置212，诸如但不限于OS安卓/IOS/WinMobile或其它。通信模块(例如BT/BLE/WiFi，RF/有线)214。

图2B示出了便携式设备200，其适于操作App以连接到臂270上的另一个界面设备260，诸如前臂带设备260，或者具有显示器282的智能手表260。

设备260在本文中也称为“前臂带感觉设备”。它专门设计和开发用于处理用户在运动场景和条件、极端场景和条件以及军事导航场景和条件下遇到的极端情况和条件。

前臂带感觉设备是专门设计和开发成使得即使用户在运动场景和条件、极端场景和条件以及军事导航场景和条件下遇到极端情况和条件，用户也能够进行直观导航。

前臂带感觉设备是专门设计和开发成使得用户能够直观地进行导航，同时受到来自全身的所有感官的刺激的过度影响，诸如噪音、下雨、搏动、受伤、受寒和发热等，以及受到高肾上腺素的感觉和情绪的过度影响，诸如恐惧、疼痛和攻击性。

本发明的前臂带感觉设备是专门设计和开发的，其用于分离、区分和区别感觉(振动和/或闪烁或如上所述的其它触觉刺激)，从而使用户能够容易地理解方向并因此直观地在运动场景和条件、极端场景和条件和军事场景和条件中进行导航。设备200、260(图2A)适用于图2B的系统。

现在参考图2B，该图是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的系统250的简化图示说明。设备260适于放置在用户的前臂上。当用户是人类时，设备尺寸通常为10cm至40cm长，5cm至20cm宽，并且其具有0.1mm至80mm的厚度。该设备可以部分地由柔性聚合物制成，诸如橡胶、硅树脂、塑料、纺织物、织物及其组合。当该设备用于动物时，调整尺寸以适应动物的身体或腿部。

设备260包括多个微振动器268(未示出)。附加地或替代地，这些微振动器可以是其它触觉刺激的提供器，如本文所例示的。大部分或全部微振动器设置在“臂”266的尖端上。这些微振动器可以可选地从中央显示器262和通断开关264径向延伸。臂部分地由柔性聚合物制成，诸如橡胶、硅树脂、塑料、纺织物、织物及其组合。

设备通常是轻便且便携式的，并且构造成使用上文描述的一个或多个组件来操作至少一个手机导航App。在一些情况下，设备252是具有显示器254的手机。设备252配置成激活和运行连接到臂带设备和/或智能手表280和/或它他类似设备(例如HUD)的App，为了简单起见未示出。

在一些情况下，手机设备200、252包括BT/BLE/WiFi/RF/有线/其它通信模块214。

现在参考图3A，该图是用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的另一个设备300的简化示意说明，其允许设备使用气压计316操作App以实现三维(3D)导航。设备300通常包括壳体302、屏幕或显示器304、加速度计306、指南针308、计步器310和通信装置312，诸如但不限于OS安卓/IOS/WinMobile或其它。

转到图4A，可以看到根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的另一个设备400的简化示意说明。设备包括各种组件，诸如但不限于壳体402，屏幕或显示器404，加速度计406，指南针408，计步器410和操作系统软件412，诸如但不限于OS安卓/IOS/WinMobile或其它。设备400配置有BT/BLE/WiFi/RF/有线/其它通信模块414，气压计416，无线/蜂窝网络组件418，以提供完整的app功能并使得第三方能够访问网络和蓝牙。

现在参考图3B，其是根据本发明实施例的用于分段路线的分段算法350的简化流程图。

该流程图描述了解析由第三方导航或GIS软件创建的轨迹的算法和过程，或者通过本发明中的轨迹的自由绘图和自由导航记录的算法和过程，其需要分段以便向用户提供实时方位指导和指令。

在接收信息步骤351中，设备从不同的源接收轨迹，并支持以不同文件类型的动作接收的所有标准文件类型和格式(例如GPX)：通过电子邮件接收；从网站下载；在自由漫游导航期间记录(图14和图16)或通过其它方式记录。

在检查步骤352中，应用程序检查轨迹的文件格式是否兼容于系统/发明的格式。算法可操作用于检查“当前轨迹是否符合预期的算法提供的轨迹格式？”一旦加载到算法应用程序中，该应用程序可操作以识别点位置的环境中的点位置、文件类型和预期结构。

在解析轨迹元素步骤353中，应用程序文件解析器可操作用于将每个接收到的轨迹分解成更小的元素，诸如但不限于：

a)图层，

b)文本，

c)航路点，

d)数据，

e)图像，以及

f)图例。

在另一个检查步骤354中，App可操作以检查位置元素是否可用；这意味着至少有两个航路点可用。如果是，则解析器在执行以下操作的循环中运行：

在获得接下来的两个航路点元素步骤355中，获得接下来的两个元素。

在检查步骤356中，检查两个元素之间的距离和方位以符合算法要求。距离应大于X，以及方位不在Y度角与Z度角之间。参数是可配置的，并检查以下内容。

1.元素A到元素B的距离是否小于X(X在轨迹设置中是预定义的)？

2.元素A与元素B之间的角度是否大于Y且小于Z(在轨迹设置中预定义的Z、Y)？

如果上面的1和2提供的响应都为“是”，则在删除步骤357中，删除并忽略第二元素，并且循环现在返回到检查步骤354。下面，使用元素A和元素C。如果A和C通过检查步骤354，则循环将返回，并且现在在获得接下来的两个元素步骤355中选择元素C和元素D。

一旦没有更多可用的元素，解析器将在系统结构中输出新文件。

该App可操作用于记录轨迹。当用户在屏幕地图上移动手指时，App可操作以保存用户已经在地图上经过的所有航路点(这包括大量的点)，每个点被视为航路点。

返回检查步骤354，如果没有可用的位置元素，则用户在保存轨迹步骤359中保存新轨迹。

一旦用户点击保存按钮，保存的阵列将被传送到轨迹解析器并经历与从外部源接收的轨迹相同的过程，直到轨迹最小化到用户从开端点到目的地点进行成功导航所需的最小数量的航路点。

在完成保存轨迹步骤360中，将轨迹保存在系统库中，诸如保存在计算机495上(图4B)。

这种分段算法使得能够检测和校正用户与连续线路的偏离(-现有技术的连续线路路径不能实现对用户偏离徒步的实时校正，因为它们无法检测到偏离-它们只能在用户未能固定下一个航路点时检测到其已经偏离。下一个航路点可能是几十或几百米远，并且对用户的延迟更新可能对于防止对用户造成危险已经为时已晚。与现有技术形成鲜明对比的是，分段算法350立即检测到用户偏离，因为用户的方位角(通过注意到用户位置的变化-指南针)与预期的徒步/路线的方位角不匹配。简单来说，分段算法使能对偏离进行误差校正，在没有分段算法的情况下，这是不可行的。该分段算法也可以应用于启用GPS的环境中。

设备400(图4A)适用于图4B的系统。图4B示出了根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的系统450的简化图示说明，系统450采用与设备400类似或相同的手机452，其具有与基于触觉的导航系统460集成的架构。

系统450经由互联网490与计算机495(诸如膝上型计算机)和/或设备452连接，其可以与触觉设备460、智能手表470和平视显示器(HUD)480通信。

现在参考图5A，该图是根据本发明的实施例的与非全球定位系统(GPS)环境中的车辆集成的另一个设备500的简化示意说明，其具有军事用途或第三方专有用途，其具有第三方模块以用于导航。

设备500包括各种组件或传感器，诸如但不限于壳体502，屏幕或显示器504，加速度计506，指南针508，计步器510和通信装置530，诸如但不限于OS安卓/IOS/WinMobile或其它。设备500配置有BT/BLE/WiFi/RF/有线/其它通信模块520，气压计516，无线/蜂窝网络组件518，以提供完整的app功能并使得第三方能够访问网络和蓝牙。设备还包括第三方速度计数据链路522(汽车、自主车辆或其它车辆)，第三方网络连接元件524，第三方相机分析SW/HW元件526和第三方视频分析组件528。

设备500(图5A)适用于图5B和图5C的系统。

图5B是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的系统550的简化图示说明。系统550包括设备550，HUD 580，臂设备560和车辆591，诸如汽车、摩托车、自主/机器人车辆、军用车辆、自行车、快艇或具有速度计的任何其它车辆。设备500与所有其它系统组件通信。

设备500构造成与车辆通信并经由臂设备核心或HUD提供车辆的驾驶员指示。

在图5C中示出了替代组合系统，该图是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的另一个系统540的简化图示说明。系统540使得设备500能够经由互联网59与计算机通信，以使得远程操作员(当具有自主/机器人车辆时)能够接收车辆的GEO位置和/或相应地控制它。另外，设备构造成与臂设备571和/或HUD 580通信。

在图5D中示出了另一个替代组合系统501，该图是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的另一个系统501的简化图示说明。系统501包括具有臂561的臂设备560，振动器565，通断开关563和显示器562。臂设备与HUD 580和车辆591通信。臂设备560具有支持在非全球定位系统(GPS)环境中进行导航的所有必要组件，如图7A所示。

现在参考图6A，该图是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的另一个设备600的简化示意说明。

设备600包括各种组件，诸如但不限于壳体602，屏幕或显示器604，加速度计606，指南针608，计步器610和操作系统软件612，诸如但不限于OS安卓/IOS/WinMobile或其它。设备600配置有BT/BLE/WiFi/RF/有线/其它通信模块620，气压计616，无线/蜂窝网络组件618，以提供完整的app功能并使得第三方能够访问网络和蓝牙。设备600(图6A)适用于图6B的系统。

现在参考图6B，该图是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的系统650的简化图示说明。与设备600(图6A)类似或相同的设备661经由双向链路651与互联网690通信。互联网还经由至少一个第二双向链路652传送信息。在这种情况下，该设备包括独立(如图7A所示)核心，其具有到总部(未示出)的网络和广播能力。

现在参考图7A，该图是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的独立设备700的简化示意说明。

设备700包括各种组件，诸如但不限于壳体702，屏幕或显示器704，加速度计706，指南针708，计步器710和操作系统软件712，诸如但不限于OS安卓/IOS/WinMobile或其它。设备700配置有BT/BLE/WiFi/RF/有线/其它通信模块720，气压计716，无线/蜂窝网络组件718，以提供完整的app功能并使得第三方能够访问网络和蓝牙(BT)732。设备700(图7A)适合用作图7B的设备750。设备700或750由升级的组件构造成为独立设备，而不需要另外的便携式通信设备(诸如手机)向其报告。这些设备构造成激活嵌入其中的至少一个非GPS导航App。

图7B示出了根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的独立设备750的简化示意说明。该设备包括臂760，通断开关763和至少一个振动组件765。

现在参考图8，该图是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的系统800的简化图示说明。系统800用于将臂870上的臂带设备871经由第一通信设备852(诸如手机)经由互联网890连接到第二通信设备895(诸如操作总部(HQ)处的膝上型计算机)，或者通过在没有GPS的情况下将估计位置发送到web/HQ/家庭/社交网络。

第一通信设备852可以可选地放置在人805上。根据一些实施例，该设备放置在他/她的身体的中央部分852上，靠近人的重心810或在人的重心810处。设备的位置优选地沿着中心垂直轴线814，以实现人的极端方向灵敏度。可选地，将该设备放置在保持器，包，袋或其它保持装置812中，以使得人能够空出双手。

转到图9，可以看到根据本发明实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的系统900的简化图示说明。系统900可操作以将便携式设备952连接到智能眼镜/HUD 980并连接到特殊光学/相机设备990，以使得一旦识别到存储在图像/视频分析数据库中的地标，识别并验证设备位置(参见图5A)。

现在参考图10，该图是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中导航的另一个系统1000的简化图示说明。系统1000构造和配置成将通信设备1052(诸如智能手机)连接到智能眼镜/HUD 1082，连接到特殊光学/相机设备1099，以使得一旦识别到存储在图像/视频分析数据库中的地标，识别并验证设备位置(参见图5A)。佩戴在臂1070上的可选臂带设备1060可以用在该系统配置中。

现在参考图11A，该图是根据本发明的实施例的用于在三维非全球定位系统(GPS)环境中导航的另一个设备1100的简化示意说明。

设备1100(图11A)适用于图11B的系统1150的环境。

设备1100包括各种组件，诸如但不限于壳体1102，屏幕或显示器1104，加速度计1106，指南针1108，计步器1110和操作系统软件1112，诸如但不限于OS安卓/IOS/WinMobile或其它。设备1100配置有BT/BLE/WiFi/RF/有线/其它通信模块1120，气压计1116，无线/蜂窝网络组件1118，以提供完整的app功能并使得第三方能够访问网络和BT 1126。设备1100(图11A)适合用作图11B的设备1102。设备1100或1102由升级的组件构造成为独立设备，而不需要另外的便携式通信设备(诸如手机)向其报告。这些设备构造成激活嵌入其中的至少一个3D绘图系统/CAD 1133。

图11B是根据本发明的实施例的图11A的设备1100的简化图示说明，其用于三维位置，诸如在多层建筑物1152、1154中。应用程序算法使用气压计传感器来确定用户的高度，从而确定其在建筑物中的实际存储以及任何其它变化的环境以预测设备的三维位置。3D位置被传送到CAD或其它3D软件系统(1133)，从而可以在建筑方案上可视化该位置。

图12A和图12B是根据本发明的实施例的用于在自由漫游徒步(缺乏分段路线)中在非全球定位系统(GPS)环境中导航的方法的流程图1200的简化示意说明。该方法设计成在本文描述的任何便携式设备上工作。

在激活算法步骤1202中，激活非GPS算法。该算法可以特别地用在手机App中，用户在诸如设备100、200(分别为图1A、图2A)的设备上激活该App。该算法特别地相对于本发明的方法的流程图使用，其包括但不限于步骤1322(图13)、步骤1420(图14)、步骤1522(图15)和步骤1618(图16)。许多类似的方法示例被认为是在本发明的范围内。

在用户特征获取步骤1204中，该算法构造并配置成获得：

a)用户特征：用户身高，体重，年龄，性别，携带重量数据(例如背包)，如图21和图22所示，以及用户是“在轨迹上”还是“在自由导航上”的指示；以及

b)用户步幅特征：处于慢速，正常，慢跑和跑步速度下以及处于如图24所示的各种条件下。

在传感器数据获取步骤1206中，该算法构造和配置成从设备上的传感器获取数据。这些传感器是关于本文的设备附图描述的传感器：

i.指南针：获取取向；

ii.加速度计：获取运动方向；

iii.计步器：获取步数；

以及可选地

iv.气压计：获取压力/高度；

v.车辆连接器/API：从车辆计算机或其它报告组件/元件(即速度计)获取车辆数据；以及

vi.相机：获取有关位置匹配的图像和视频分析。

在计算新地理点位置步骤1208中，算法构造并配置成确定新用户位置。

该算法通过跟踪正在运动中的用户来执行此步骤，运动例如但不限于步行、慢动作、慢跑、跑步、驾驶、潜水、游泳及其组合。此功能根据时间、步幅长度、用户主观/个性化数据和传感器数据(如果可用)计算经过的距离以确定用户的步行速度。

该算法进一步构造和配置成获得速度因子，该功能适用于步行、慢动作、慢跑、跑步、驾驶、潜水、游泳等。此功能根据时间、步幅长度、用户主观/个性化数据和传感器数据(如果可用)计算经过的距离以确定用户的速度因子。

此后，在计算用户因素的步骤1210中，算法构造并配置成确定与用户相关的实时步行速度和速度因子。

基于上述因素，算法然后在确定用户位置步骤1212中确定用户的新GEO位置。

在设备更新步骤1224中，算法然后将用户位置数据发送到使用中的任何设备，诸如：

a)在更新用户界面步骤1226中，更新用户界面，诸如触觉设备，臂设备260；平视显示HUD 580，可穿戴设备和IOT设备，例如智能手表280；

b)在更新数据库步骤1230中，利用新用户位置更新数据库；

c)在更新外部设备步骤1228中，更新外部设备或系统，外部设备或系统包括但不限于互联网490，服务器和/或云基系统，例如，社交网络，命令和控制(c2)系统，地图服务以及3D CAD和绘图系统，以呈现用户在3D环境中的位置，例如，在多层建筑物中的位置。

应当注意，非GPS漫游算法1200使得用户能够沿着“未规划”路线漫游以实时校正用户位置数据。

应当进一步注意，根据一些实施例，非GPS漫游算法1200使得用户能够沿着“未规划”路线漫游以半连续地实时校正用户位置数据。

应当进一步注意，根据一些其它实施例，非GPS漫游算法1200使得用户能够沿着“未规划”路线漫游，以连续地实时向用户提供正确的用户位置数据。

本发明的非GPS漫游算法1200提供了在校正地图位置的100米、50米、10米、5米、1米或20厘米内的用户设备的实时位置定义。

本发明的非GPS漫游算法1200提供了在校正地图位置的100米、50米、10米、5米、1米或20厘米内的用户的实时位置定义。

现在参考图13，该图是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中的预设步行路线中导航的方法的简化流程图1300。

在激活应用程序步骤1302中，用户接通设备，诸如设备100、200，并且用户激活安装在设备上的导航应用程序(App)。

在GPS检查步骤1304中，App检查GPS服务是否可用。

如果没有检测到GPS服务，则用户在App中的加载步行当前路线/轨迹步骤1306中手动加载轨迹。

此后，在设置用户位置步骤1308中，用户手动设置其位置。这可以以两种方式中的一种方式执行：a)通过在屏幕上固定地图；或者b)通过将他/她的数字坐标插入弹出屏幕(图20)。

用户使用如本文所述的设备在导航步骤1310中开始从航路点到航路点的导航(参见图3B和图17和图23中的分段算法)。

如果在步骤1304中，在设备上存在GPS服务，则GPS服务可操作以在用户定位确定步骤1312中提供用户位置的位置锁定。

此后，用户在加载轨迹步骤1314中加载预设轨迹/路线。

用户使用如本文所述的设备在导航步骤1316中开始从航路点到航路点的导航(参见分段算法，参见图17和图23)。

在用户测量运动步骤1318中，导航App配置成计数和测量用户的步数/步幅并确定他/她的高度、方位和新位置。

在另一个GPS服务检测步骤1320(重复执行)中，设备检查是否存在可用的GPS服务。如果是，则App可操作以在忽略App输出步骤1328中忽略步骤1318的输出。

在一段时间之后，由于GPS检测到用户在另一个GPS位置确定步骤1330中的位置变化，用户的位置被改变。

然后，GPS服务可操作以在更新位置步骤1332中将用户的新位置更新到臂设备260和/或屏幕104、204，智能手表280或本文所述的任何其它设备。

返回到步骤1320，如果没有可用的GPS服务，则在算法激活步骤1322中激活GPS拒止算法(也称为非GPS或GPS拒止算法1200(图12))。

在移动GEO位置1324中，用户的地理(GEO)位置在一段时间之后改变，因为用户在一段时间之后运动。

然后，非GPS算法1200(图12)可操作以在更新位置步骤1326中将用户的新位置更新到臂设备260和/或屏幕104、204，智能手表280或本文所述的任何其它设备。

在整个预设路线中根据需要重复步骤1304至步骤1332，直到用户到达最后航路点步骤1324中的最后航路点(他/她的目的地)。

在完成轨迹通知步骤1336中，用户在他/她的设备或臂设备上接收指示或通知以指示完成了轨迹。

然后在退出步骤1338中，用户关闭或退出App。

现在参考图14，该图是根据本发明的实施例的自由漫游步行方法的简化流程图1400，其中在非全球定位系统(GPS)环境中没有可用于导航的预设路线/线路。

在激活应用程序步骤1402中，用户接通设备，诸如设备100、200，并且用户激活安装在设备上的导航应用程序(App)。

在GPS检查步骤1404中，App检查GPS服务是否可用。

如果没有检测到GPS服务，则用户设定设置用户位置步骤1406，用户手动设置其位置。这可以以两种方式中的一种方式执行：a)通过在屏幕上固定地图；或者b)通过将他/她的数字坐标插入弹出屏幕(图20)。

在导航步骤1408中，用户使用如本文所述的设备开始导航/步行。

如果在步骤1404中，在设备上存在GPS服务，则GPS服务可操作以在用户定位确定步骤1410中提供用户位置的位置锁定。

在导航步骤1412中，用户使用如本文所述的设备开始导航/简单的步行。

在步幅、计数步数、方位和高度确定步骤1416中，导航App配置成计数和测量用户的步数/步幅并确定他/她的高度、方位和新位置。

在另一个GPS服务检测步骤1418(重复执行)中，设备检查是否存在可用的GPS服务。如果是，则App可操作以在忽略App输出步骤1426中忽略步骤1416的输出。

在一段时间之后，由于GPS检测到用户在另一个GPS位置确定步骤1428中的位置变化，用户的位置被改变。

然后，GPS服务可操作以在更新位置步骤1430中将用户的新位置更新到臂设备260和/或屏幕104、204，智能手表280或本文所述的任何其它设备。

返回到步骤1418，如果没有可用的GPS服务，则在算法激活步骤1420中激活GPS拒止算法(也称为非GPS或GPS拒止算法1200(图12))。

在移动GEO位置步骤1422中，用户的地理位置在一段时间之后改变，因为用户在一段时间之后运动。

然后，非GPS算法1200(图12)可操作以在更新位置步骤1424中将用户的新位置更新到臂设备260和/或屏幕104、204，智能手表280或本文所述的任何其它设备。

在整个用户自由漫游期间根据需要重复步骤1404至步骤1430，直到用户在到达目的地步骤1432中到达他/她的目的地。

然后在退出步骤1434中，用户关闭或退出App。

现在参考图15，该图是根据本发明的实施例的用于在非全球定位系统(GPS)环境中在(驱动或自主)车辆中导航预设驾驶路线/线路的方法的简化流程图1500。

在激活应用程序步骤1502中，用户接通设备，诸如设备100、200，并且用户激活安装在设备上的导航应用程序(App)。

在GPS检查步骤1504中，App检查GPS服务是否可用。

如果没有检测到GPS服务，则用户在App中的加载驾驶当前路线/轨迹步骤1506中手动加载轨迹。

此后，在设置用户位置步骤1508中，用户手动设置其位置。这可以以两种方式中的一种方式执行：a)通过在屏幕上固定地图；或者b)通过将他/她的数字坐标插入弹出屏幕(图20)。

用户使用如本文所述的设备在导航步骤1510中开始从航路点到航路点的导航(参见图3B、图17和图23中的分段算法)。

如果在步骤1504中，在设备上存在GPS服务，则GPS服务可操作以在用户定位确定步骤1512中提供用户位置的位置锁定。

此后，用户在加载轨迹步骤1514中加载预设驾驶轨迹/路线。

在驾驶导航步骤1516中，用户使用如本文所述的设备开始从驾驶航路点到航路点的驾驶导航(参见图3B的算法，也参见图17和图23)。

在确定车辆速度(参见图5A、522)、高度和方位步骤1518中，导航App配置成确定用户的车辆速度(车辆速度计(参见图5A、522))，并确定车辆的高度、方位和新位置。

在另一个GPS服务检测步骤1520(重复执行)中，设备检查是否存在可用的GPS服务。如果是，则App可操作以在忽略App输出步骤1528中忽略步骤1518的输出。

在一段时间之后，由于GPS检测到用户在另一个GPS位置确定步骤1530中的位置变化，车辆的位置被改变。

然后，GPS服务可操作以在更新位置步骤1532中将车辆的新位置更新到臂设备260和/或屏幕104、204，智能手表280或本文所述的任何其它设备。

返回到步骤1520，如果没有可用的GPS服务，则在算法激活步骤1522中激活GPS拒止算法(也称为非GPS或GPS拒止算法1200(图12))。

在移动GEO位置1524中，车辆的地理位置在一段时间之后改变，因为用户在一段时间之后驾驶了车辆。

然后，非GPS算法1200(图12)可操作以在更新位置步骤1526中将用户(在其车辆内)的新位置更新到臂设备260和/或屏幕104、204，智能手表280或本文所述的任何其它设备。

在整个预设驾驶路线中根据需要重复步骤1504至步骤1532，直到用户到达最后航路点步骤1524中的最后航路点(他/她的目的地)。

在完成轨迹通知步骤1536中，用户在他/她的设备或臂设备上接收指示或通知以指示完成了轨迹。

然后在退出步骤1538中，用户关闭或退出App。

现在参考图16，该图是根据本发明的实施例的在(驱动或自主)车辆中自由漫游驾驶方法的简化流程图1600，其中在非全球定位系统(GPS)环境中没有可用于导航的预设路线/线路。

在激活应用程序步骤1602中，用户接通设备，诸如设备100、200，并且用户激活安装在设备上的导航应用程序(App)。

在GPS检查步骤1604中，App检查GPS服务是否可用。

如果没有检测到GPS服务，则用户设定设置用户位置步骤1606，用户手动设置其位置。这可以以两种方式中的一种方式执行：a)通过在屏幕上固定地图；或者b)通过将他/她的数字坐标插入弹出屏幕(图20)。

在驾驶步骤1608中，用户使用如本文所述的设备开始导航/驾驶。

如果在步骤1604中，在设备上存在GPS服务，则GPS服务可操作以在用户定位确定步骤1610中提供用户位置的位置锁定。

在导航步骤1612中，用户使用如本文所述的设备开始在区域中导航/驾驶。

在确定车辆速度、高度和方位步骤1614中，导航App配置成确定用户的车辆速度(参见图5A、522)，参见与车辆速度计的连接)，并确定车辆的高度、方位和新位置。

在另一个GPS服务检测步骤1616(重复执行)中，设备检查是否存在可用的GPS服务。如果是，则App可操作以在忽略App输出步骤1624中忽略步骤1616的输出。

在一段时间之后，由于GPS检测到用户在另一个GPS位置确定步骤1626中的位置变化，用户的车辆的位置被改变。

然后，GPS服务可操作以在更新位置步骤1628中将用户的新位置更新到臂设备260和/或屏幕104、204，智能手表280或本文所述的任何其它设备。

返回到步骤1616，如果没有可用的GPS服务，则在算法激活步骤1618中激活GPS拒止算法(也称为非GPS或GPS拒止算法1200(图12))。

在移动GEO位置步骤1620中，用户的地理位置在一段时间之后改变，因为用户在一段时间之后运动。

然后，非GPS算法1200(图12)可操作以在更新位置步骤1622中将用户的新位置更新到臂设备260和/或屏幕104、204，智能手表280或本文所述的任何其它设备。

在整个用户自由漫游驾驶路线期间根据需要重复步骤1604至步骤1628，直到用户在到达目的地步骤1630中到达他/她的目的地。

然后在退出步骤1632中，用户关闭或退出App。

图17示出了根据本发明的实施例的在对其进行分段算法(右侧)1720处理之后的路线与现有技术的其中路线是连续线路(左侧)地图1700的简化示意说明，其示出了一些特征和从点A到点B的路线；在对其进行分段之前的原始路线(1700)可以从第三方绘图和路由服务导入；或由他人发送给用户；或者可以在当前应用程序的自由漫游模式(图1400、图1600)导航时记录；或者可以在本发明中创建的最初分段。

该应用程序采用创新的分段算法，经由连续的线路将从起点1702到目的地1704的连续线路1704(例如GPX文件格式)分割成在明确的航路点1721、1722、1723……1789、1790、1791等之间延伸的分散的、直的、清晰的方位，并因此能够容易地跟踪航路点之间的方位角(方位)，以及向用户提供航向指令，诸如但不限于“向左转22.5度”、“向右转45度“。

分段算法创建了清晰的方位，并且因此可以向用户提供清晰的指令，集成可穿戴设备(平视显示器眼镜、触觉带臂设备等)，使得应用程序为用户提供免持的导航体验。

现在参考图18，该图是根据本发明的实施例的航路点命名特征屏幕截图1800的简化示意说明。屏幕截图使得用户能够输入名称1852，诸如“家”，如屏幕截图1850所示。

该应用程序使得用户能够使用描述性名称命名航路点，从而帮助他识别航路点的地标，以便将其实际位置固定在它们上面。如果需要，用户可以因此将距离计数归零，从而防止距离的指数偏差。

图19是根据本发明的实施例的在触觉可穿戴设备100、200上的固定屏幕1902(“设置地标”)1900的简化示意说明，其将距离测量值归零。根据本发明的实施例，用户可以设置方位纬度1904、经度1906和/或地标1908，从而实现自定位定义。

图19是根据本发明的实施例的在触觉可穿戴设备上的固定屏幕(“设置地标”)的简化示意说明，其将距离测量值归零；

图20是根据本发明的实施例的在设备应用程序屏幕上或在其它界面屏幕(HUD、智能手表、可穿戴设备等)100、200上的屏幕截图2000的简化示意说明，其在地图2004上具有如1308、1406、1508、1606中所述的手动位置设置。用户可以手动设置其位置。这可以以两种方式中的一种方式执行：a)通过在屏幕上固定地图；或b)通过将他/她的数字坐标插入弹出屏幕位置2002，固定到地图2004中。在位置设置之后，当点击位置指示器2005-箭头时，将弹出用户的当前坐标。

现在参考图21，该图是根据本发明实施例的进一步个性化选项设置屏幕2102的屏幕截图2100的简化示意说明。如果负重进行徒步(是/否)2104，则用户可以输入他的身高2103，航路点2106的所需公差(航路点的半径)和许多其它选项(为简单起见未示出)。

图22是根据本发明的实施例的进一步个性化选项输入屏幕2202的屏幕截图2200的简化示意说明，诸如个人高度输入按钮和/或滑动部2206。

现在参考图23，该图是根据本发明的实施例的在分段(图17)预设路线(图15、图13)上进行导航的用户2310的屏幕截图2300的简化示意说明。

用户在闭路徒步中从起始航路点2301出发，沿着方位路线2302导航到第一航路点2304，然后由界面(HUD、可穿戴设备等)指示“右转90度”转向航路点2306，然后到下一个航路点，直到最后航路点2314，最后航路点接近起始航路点或与起始航路点重叠。

图24是根据本发明的实施例的个性化速度调节因子的屏幕截图2400的简化示意说明，诸如慢速2402、正常速度2402、慢跑速度2406和跑步速度2408。

当丢失GPS信号时，诸如在覆盖区域(例如商场、树林、城市、机场等)下，或者在其中用户的操作区域被电子战(在下文中称为EW)干扰的军事环境中，应用程序(通过app内通知或可穿戴界面通知(触觉感应或平视显示弹出窗口))将为用户提供“问题”警告以指示信号丢失，并且非GPS导航服务启动。

用户还可以根据自己的意愿关闭计算机化设备的GPS服务，并且启动非GPS导航服务。

实施例

本发明提供了用于在GPS拒止环境中进行直观导航的系统和方法，从而最好在以下导航模式示例中实现：

运动/极端导航(白天/夜晚)

a.运动导航-用户受到时间限制、恶劣的野外条件和元素的影响。

b.远足-用户受到恶劣的野外条件和元素的影响，并携带较重的装备。

c.狩猎-用户受到恶劣的野外条件和元素的影响，携带较重的装备，并且需要注意周围环境。

d.风帆冲浪-用户受到水域条件、元素(有时是时间限制)、保持和操纵板的影响，并且需要注意周围环境

e.皮划艇-用户受到水域条件、元素(有时是时间限制)、保持和操纵板的影响，并且需要注意周围环境

f.公路/越野跑步-用户受到时间限制、复杂和/或恶劣的道路/轨迹条件和元素的影响，

g.公路/越野骑行-用户受到道路/轨迹条件、元素和时间限制、保持和操纵自行车的影响，并且需要注意周围环境。

h.登山-用户受到恶劣的野外条件和元素的影响，携带较重的装备，并且需要注意周围环境。

i.军事导航(白天/夜晚)

j.用户受到恶劣的现场条件和元素、携带较重的装备、时间限制的影响，并且需要注意周围环境和隐身要求

k.帮助视力障碍/盲人用户

l.视力障碍或盲人可能会发现本发明的系统和设备在帮助他/她出行方面非常有用。用户受到各种地形的影响，并且需要注意周围环境。

m.偶尔的城市导航

n.用户处于未知的区域，迷宫般的街道，时间限制，通常是缺乏经验的导航员，

o.用户受到元素、携带装备、时间限制的影响，并且需要注意周围环境。

p.狗的驯练和指导

q.视障用户支持-支持视障人士的导盲犬的目前做法主要是帮助人们避开障碍物。通过将本发明的设备放置在狗的背部，并且通过基本训练，狗现在可以引导视障人员到达其目的地，从而实现了引导和导向的完整解决方案，

r.警察、救援和军事支持-将狗送去参与远程任务的目前做法是走在狗旁边(同步陪同)或者放置相机和扬声器，其中驯犬员通过相机和扬声器指挥狗：走在狗旁边-将人类驯犬员置于危险之中，并且因此与使用警犬/军犬的原因相抵触。将相机和扬声器放置在狗身上的现有技术做法与人类导航员一样。这种做法采用了声音指导，其中狗应该依靠这些指导。它们采用弱的易受干扰的感觉，诸如视觉和声音。这导致导航体验要求较高并受到环境干扰，

s.通过本发明的设备放置在狗的背部上，并且通过基本训练，现在可以将狗引导到目的地而无需人类护送或者无需通过容易被扰乱的声音指导。

t.记忆障碍用户支持(例如，老年痴呆症)

u.本发明的设备可以支持疲劳或记忆障碍的人。没有必要记住回家的路。只需将它佩戴在前臂上并由其引导回家。

本发明的系统克服了现有技术对听觉方向的要求以及在实践中保持和读取物理地图的要求。而且，使用本发明的系统，不再需要声音指导。因此，在噪声纷扰的环境中(噪声来自无线电通信、对话、潜在威胁、目标、被狩猎的动物、天气、甚至音乐(在一些运动员的情况下))，用户不需要集中注意并听取指令。

与现有技术(启用GPS的)设备形成鲜明对比的是，本发明的“独立于GPS的”设备和系统指引并引导其用户(诸如徒步旅行者、猎人、运动员或士兵、视力障碍人员)到达他/她的目的地而不受干扰，以及最佳地考虑用户正在经历的极端情况和条件。

本发明的前臂可穿戴导航设备将分离、区分、区别和简化导航至用户的指示/指令，从而实现直观的导航体验。

本发明的设备提供基于感觉的指导。如本文所示，存在放置在每个定向臂的尖端上的微振动器。振动经济地集中到用户前臂上的特定点，导致皮肤上产生紧绷的尖锐触感，就好像有人在戳刺用户的皮肤一样。该设备还通过每个定向臂中的嵌入式LED发射器提供一个或多个视觉指示，其可以被禁用。

设备的构造材料-存在几种遮盖(“壳”)类型，纺织物，硅树脂，橡胶或其组合。这些材料为设备提供了灵活性、耐用性、防水性、较轻重量和光滑的外观。

与外部设备的集成：-由本发明的系统产生的独特的振动语言使得能够创建附加的提醒以指示其它场景和必需品。例如，对过快的心率脉搏率的提醒将通过缓慢节奏的振动提醒用户，指示他/她减速。

本发明的手机应用程序

适用于安卓、iPhone/MS Mobile或其它操作系统的专有智能手机应用程序安装在通信计算机化设备上。因此，便携式/可穿戴设备配置成无缝地支持所有这些平台并与其通信。

1.该app基于合适的地图SDK或开源应用程序(诸如Google地图)。

2.该app支持地形地图、越野路线、卫星图像等。

3.该app支持免持路径选择：导航员可以绘制其自己的路线并根据其路线进行导航，该路线包括预定义的航路点

4.导航路线可以与社交网络共享

5.路线可以保存在设备上，然后在没有互联网连接的情况下运行

6.可以从web或者从可移动安全数字(SD)卡上的已保存文件导入地图和路线。

7.该app支持创建移动地标(在设备上的按钮中的触离(Touch-and-Go))

a.在地图上放置固定点

b.可以与社交网络共享

c.设置地标后，通过全方位振动和中心LED的亮起进行指示。

i.该app通过P2P wifi或蓝牙连接到物理设备-前臂导航带

ii.该app向设备提供数据，数据显示在其屏幕上，诸如但不限于当前时间，指南针，方位角，温度(C或F)，高度(测量-英制或公制，在app设置中进行设置)，经度/纬度，速度，地形/路线陡度(高程剖面图)，距离(与起点的距离，与上一个航路点的距离，到下一个航路点的距离，到最后航路点/目的地的距离)，时间(从起点经过的时间，从上一个航路点经过的时间，到下一个航路点的时间，到最后航路点/目的地的时间)。

构建app以从设备接收数据，诸如但不限于接收位置触发数据以创建地标。当设置地标时，在路线上创建航路点并且存在指示，诸如绿色LED，该绿色LED闪烁。

8.基于步行/跑步的速度，app在需要转弯之前稍微提醒用户以便他不会错过转弯-利用在相关定向设备的臂上进行几次短暂的振动轻弹和闪光

9.app商店(记录)历史导航数据，诸如路径、时间、持续时间、每个部段的平均持续时间(如果长途跋涉)。

10.该app支持与SDK提供的导航相关的所有相关功能。

本文引用的参考文献教导了适用于本发明的许多原理。因此，这些出版物的全部内容通过引用并入本文中适用于附加或替代细节、特征和/或技术背景的教导。

应当理解的是，本发明的应用程序不限于在本文中包含的或在附图中示出的描述中阐述的细节。本发明能够具有其它实施例并且能够以各种方式实践和实施。本领域技术人员将容易理解的是，可以对如上所述的本发明的实施例应用各种修改和变化而不脱离其在所附权利要求中限定和由权利要求限定的范围。

Claims (32)

1.一种便携式导航系统，其用于在GPS拒止环境中向用户提供导航指示，所述系统包括：

a.至少一个便携式设备，其包括；

i.导航应用程序(App)，其适于向用户提供导航指令；以及

ii.至少一个界面组件，其用于向所述用户提供至少一个特定于方向的运动指令。

其中，所述App包括适于在与二维路线或三维路线相关联的地图上分割连续线路的嵌入算法，所述算法构造成响应于与所述路线相关联的所述设备的当前位置向所述用户提供指令，其中所述至少一个设备适于提供来自所述算法的命令以响应于所述设备的位置来激活所述至少一个界面组件。

2.根据权利要求1所述的便携式导航系统，其中所述至少一个设备用于放置在所述用户的身体上的前部中心位置中。

3.根据权利要求2所述的便携式导航系统，其中所述至少一个设备包括计算机化设备、便携式电话、臂带设备、平视设备、智能眼镜设备及其组合中的至少一者。

4.根据权利要求3所述的便携式导航系统，其中所述至少一个设备包括以下中的至少一者：屏幕，交互式屏幕，计步器，指南针，和加速度计，操作系统软件OS安卓/IOS/WinMobile/其它，GPS服务，BT/BLE/WiFi/RF/有线/第三方专有通信模块的至少一者，气压计，无线/蜂窝网络组件，蓝牙组件，第三方速度计数据链路，第三方相机分析SW/HW元件，第三方视频分析组件，及其组合。

5.根据权利要求4所述的便携式导航系统，其中所述至少一个设备包括以下中的至少四者：屏幕，交互式屏幕，计步器，指南针，和加速度计，操作系统软件OS安卓/IOS/WinMobile/其它，GPS服务，BT/BLE/WiFi/RF/有线/第三方专有通信模块的至少一者，气压计，无线/蜂窝网络组件，蓝牙组件，第三方速度计数据链路，第三方相机分析SW/HW元件，第三方视频分析组件，及其组合。

6.根据权利要求5所述的便携式导航系统，其中所述至少一个设备包括以下中的至少七者：屏幕，交互式屏幕，计步器，指南针，和加速度计，操作系统软件OS安卓/IOS/WinMobile/其它，GPS服务，BT/BLE/WiFi/RF/有线/第三方专有通信模块的至少一者，气压计，无线/蜂窝网络组件，蓝牙组件，第三方速度计数据链路，第三方相机分析SW/HW元件，第三方视频分析组件，及其组合。

7.根据权利要求6所述的便携式导航系统，其中所述至少一个设备包括以下中的所有：交互式屏幕，计步器，指南针，和加速度计，操作系统软件OS安卓/IOS/WinMobile/其它，GPS服务，BT/BLE/WiFi/RF/有线/第三方专有通信模块的至少一者，气压计，无线/蜂窝网络组件，蓝牙组件，第三方速度计数据链路，第三方相机分析SW/HW元件，以及第三方视频分析组件。

8.根据权利要求6所述的便携式导航系统，其中所述App可操作以激活所述屏幕，所述交互式屏幕，所述计步器，所述指南针，和所述加速计，所述操作系统软件OS安卓/IOS/WinMobile/其它，所述GPS服务，所述BT/BLE/WiFi/RF/有线/第三方专有所述通信模块的至少一者，所述气压计，所述无线/蜂窝网络组件，所述蓝牙组件，所述第三方速度计数据链接，所述第三方相机分析SW/HW元件和所述第三方视频分析组件中的至少一者，从而用于将与所述至少一个设备的实时位置相关联的实时数据与所述至少一个设备的预期位置进行比较，以响应于所述实时数据和所述预期位置向所述用户提供更新的实时指令。

9.根据权利要求3所述的便携式导航系统，其中所述臂带设备包括至少四个触觉刺激组件，并且其中所述至少四个触觉刺激组件是振动元件，每个振动元件适于在所述前臂上的所述特定皮肤区域上振动，其中所述特定皮肤区域设置成彼此相距至少2厘米。

10.根据权利要求9所述的便携式导航系统，其中所述通信装置配置成激活不同的触觉刺激组件以向所述用户指示不同的指令。

11.根据权利要求10所述的便携式导航系统，其中所述至少一个便携式设备末端包括柔性臂。

12.根据权利要求11所述的便携式导航系统，其中所述柔性臂各自包括设置在其中的视觉刺激组件。

13.根据权利要求12所述的便携式导航系统，其中每个所述视觉刺激组件包括至少一个发光二极管(LED)或其它灯设备(非LED)。

14.根据权利要求13所述的便携式导航系统，其中所述至少一个发光二极管(LED)中的至少一者配置成响应于所述用户的所述位置由所述设备App激活。

15.根据权利要求14所述的便携式导航系统，其中所述至少一个发光二极管(LED)中的至少一者配置成响应于所述用户的所述位置而由所述设备App激活。

16.根据权利要求1所述的便携式导航系统，还包括至少一个附加通信装置，所述至少一个附加通信装置选自手机、智能眼镜、平视显示器(HUD)、光学装置、双筒望远镜、相机设备、智能手机、平板电脑、膝上型计算机、移动通信装置、便携式通信装置、无线电话和军用电话。

17.根据权利要求1所述的便携式导航系统，其中所述至少一个便携式设备的重量小于300克。

18.根据权利要求1所述的便携式导航系统，其中所述算法可操作以经由连续线路将从起始航路点到目的地航路点的连续线路分割成在明确的航路点之间延伸的分段的，直的，清晰的方位，从而为所述用户提供所述航路点之间的方位角的简易跟踪。

19.一种便携式导航系统，其用于在GPS拒止环境中向用户提供导航指示，所述系统包括：

a.手机设备，其包括；

i.导航应用程序(App)，其适于向用户提供导航指令；以及

ii.至少一个界面组件，其用于向所述用户提供至少一个特定于方向的运动指令；以及

其中，所述App包括适于在与二维路线或三维路线相关联的地图上分割连续线路的嵌入算法，所述算法构造成响应于与所述路线相关联的所述设备的当前位置向所述用户提供指令，并且其中所述至少一个设备适于提供来自所述算法的命令以响应于所述设备的位置来激活所述至少一个界面组件；以及

b.手机携带元件，其选自袋、包、口袋和衣服，所述手机携带元件配置成放置在所述用户的身体的前部中心位置上。

20.一种便携式导航方法，其用于在GPS拒止环境中向用户提供导航指令，所述方法包括：

a.向所述用户提供手机设备，所述手机设备包括至少一个界面组件和适于向用户提供所述导航指令的导航应用程序(App)；以及

b.激活所述App，所述App包括用于在与二维路线或三维路线相关联的地图上分割连续线路的嵌入算法，所述算法构造成响应于与所述路线相关联的所述设备的当前位置向所述用户提供指令，并且其中所述设备适于提供来自所述算法的命令以响应于所述设备的位置来激活所述至少一个界面组件。

21.一种计算机软件产品，所述产品配置成在GPS拒止环境中向用户提供导航指令，所述产品包括其中存储有程序指令的计算机可读介质，所述指令在由计算机读取时使所述计算机：

i.向所述用户提供所述导航指令；以及

ii.激活嵌入算法以在与二维路线或三维路线相关联的地图上分割连续线路，所述算法构造成响应于与所述路线相关联的所述用户的当前位置向所述用户提供指令，并且其中所述软件产品适于提供来自所述算法的命令以响应于所述设备的当前位置来激活与所述用户相关联的设备上的至少一个界面组件。

22.根据权利要求4所述的便携式导航系统，其中所述App配置成在至少一个便携式设备上向所述用户提供实时的、在屏幕上的、在地图上的弹出通知，从而向所述用户提供距离，方向，以及对下一个航路点的描述，从而使得所述能够确认所述用户实际上位于所述App软件在所述屏幕上显示的地方/位置处。

23.根据权利要求22所述的便携式导航系统，其中所述App能够提高用户定位准确性和认知。

24.根据权利要求22所述的便携式导航系统，其中所述App通过使得所述用户能够用描述性名称命名航路点并将所述名称上传到所述App来实现用户导航准确性。

25.根据权利要求24所述的便携式导航系统，其中所述App在所述至少一个设备上提供交互式屏幕，并且其中所述App可操作以上传交互式地图，从而使得所述用户能够在所述交互式屏幕上精准定位当前位置。

26.根据权利要求24所述的便携式导航系统，其中所述App可操作以最小化用户导航误差。

27.根据权利要求24所述的便携式导航系统，其中所述算法可操作以校正由传感器产生并由所述至少一个界面组件提供的错误数据，从而为所述用户提供其实时正确的位置。

28.根据权利要求24所述的便携式导航系统，其中所述App可操作以进一步向所述用户提供在至少一次徒步中的精确位置，其中存在预先计划的路线、自由路线/漫游徒步、二维导航、三维导航及其组合。

29.根据权利要求1所述的便携式导航系统，其中所述系统配置成用于从步行、跑步、驾驶及其组合中选择的用户运动。

30.根据权利要求1所述的便携式导航系统，其中所述系统可操作以激活所述算法，其中所述算法连续地：

i.校正所述至少一个组件的错误测量；

ii.识别用户步幅长度的变化；

iii.检测所述用户的取向的变化；

iv.检测由所述用户执行的变化；以及

v.检测所述用户的运动节奏的变化，

从而不断更新所述用户位置。

31.一种便携式导航系统，其用于向在GPS拒止环境中漫游的用户提供导航指示，所述系统包括：

a.至少一个便携式设备，其包括；

i.导航应用程序(App)，其适于向用户提供导航指令；以及

ii.至少一个界面组件，其用于向所述用户提供至少一个特定于方向的运动指令。

其中所述App包括适用于应用非GPS漫游算法的嵌入算法，所述算法构造成响应于所述设备的当前位置向所述用户提供指令，其中所述至少一个设备适于提供来自所述算法的命令以响应于所述设备的位置来激活所述至少一个界面组件。

32.根据权利要求31所述的便携式导航系统，其中所述非GPS漫游算法配置成在校正地图位置的100米、50米、10米、5米、1米或20厘米内提供用户设备的实时位置定义。