TW200416632A - Simplified navigation guidance method and system thereof - Google Patents

Description

200416632 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、內容、實施方式及圖式簡單說明) 一、 發明所屬之技術領域 本發明係關於一種車輛導航技術，尤指一種適用於 能簡易引導一車輛到其目的地之方法及系統。 二、 先前技術 傳統之車用導航系統，係於每一部車輛上組設有一 電子地圖，再以車上機（OBU)自行運算由出發地前往目的 地之最佳路徑。然而，每一部車輛必需自備有電子地圖， 又需運算功能強大之車上機，成本高昂又佔空間。 美國專利1186,292,743、及1^6,314,369曾揭露一種利 用遠方伺服器代為運算出最佳路徑，並經無線傳送給車 上機作為導航之技術。然而，此一習知技術無線傳送之 資料包括有最佳路徑之地球經/緯度（甚或高度）座標，其 中各個經/緯度座標必須事先經過度、分、秒轉換後才無 線傳送，導致傳輸資料量龐大、錯誤率偏高。尤其是， 車上機接收後必須隨時（或每一至五秒一次）將車輛當 時之全球定位GPS座標先經複雜之度、分、秒轉換，再與 上述最佳路徑非常複雜之地球經/緯度座標進行計算比 對，才能得知是否產生偏差，其運算效率慢，而且車上 機仍須保有強大功能才能進行如此複雜之運算，無法降 低成本，仍非十分理想。 三、發明内容 200416632 一種氟易型導航方法及 並能簡化車上機以降低 本發明之主要目的係在提供 系統，俾能提高導航運算效率， 成本。 種簡易型導航方法及 並能提昇無線傳送準 本發明之另一目的係在提供一 系統，俾能減少無線資料傳送量， 確率。 為達成上述目的 組設一伺服器、及一 簡易型導航資訊： ，本务明主要係於一遠端客服中心 電子地圖，並依下列方法以建立一 (A) 接，-出發地位置資訊、及—目的地位置資訊 (B) 搜尋由出發地位置前往目的地位置所需經過之 至少一經由路徑； (C)選疋一特定地理區域以至少涵蓋全部經由路 徑’其仙至少二邊界點界絲®，並能㈣定二維格 數平均分隔成複數個地理小區域，料地理小區域分別 被定義有-依照二轉列規職碼之二維代碼； ⑼搜尋出複數個經由小區域，該等經由小區域係指 對應於全部經由路徑之地理小區域；以及 ⑻建立上述簡易型導航資訊，使其包含有下列資 料：該至少二邊界點、預定二維格數、及依序排列之該 等經由小區域之二維代碼。 本發明之簡易型導航系統係組設於—車輛上，包括 有全球定位模組、記憶|置、處理器、及輸出裝置。上 述簡易型導航資訊係預先儲存於記憶裝置中，處理器讀 取記憶裝置中該至少二邊界點以界定出_虛擬之二維網 、:圖’並碩取記憶裝置中預定二維格數以將二維網格圖 平均分隔成複數個二維小格，並分別定義以—參考點位 置、及-依照二維陣列規則排列之二維代碼。處理器並 擷取全球定位模組所算出之車輛現在位置，並計算車輛 現在位置所對應之現在小格之二維代碼。處理器並能將 現在小格之二維代碼比對儲存於記憶裝置中代表由一出 發地位置前往一目的地位置所需經過之複數個經由小格 之、准代碼，俾產生一引導資訊，以經由輸出裝置輸出 而引導車主前往目的地。 -本發明車上機之處理器可以只簡單比對現在小格之 -难代碼、與依序排列後之複數個經由小格之二維代 L由於其貝料型恶簡單、運算容易，故可提高導航運 算效率i由於本發明不必再比對複雜之經/緯度座標資 料，因此可改用車交簡單之處理器以降低成本。 —此外’本發明客服中心無線傳送該等經由小區域之 維代碼、、Ό車幸兩，不必再傳送複雜之經/緯度座標資料， 因此可減少無線資料傳送量’並能提昇無線傳送準確率。 四、實施方式 圖1顯示本發明-較佳具體實施例係於遠端客服中 心s組設有-伺服器3,並連結有—電子地圖迎一無線 通訊裝置32。 明同時參閱圖1及圖2,本例之客服中心3先以無線通 訊裝置32接收-遠方車_傳來之導航需求㈣腦〇，其 匕括有ill地位置匕資訊、及一所欲前往之目的地位置 200416632 d=efl(：4Sll)。其中’該出發地位置h通常係直接取 車輛Μ上全球定位模組llt時之全球定位座標作為出 發點座標Ps(w亦可改由車主以輸入裝置16(例如： 鍵盤、觸控營幕...等）自行輸入街名或交叉點名稱。目的 地位置Pd!t常係由車主透過無線通訊裝置32連線以語音 告知客服中心S服務人員，再由服務人員代為設定出目的 地座標P必山）’亦可由車主以上述輸人裝置16自行輸 入〇 請再-併參閱m，2,3，客服中心8祠服器3搜尋電子 · 地圖31中&出發地位置p狀，η)前往目的地位置PdW山） 所需經過之複數經由路徑心^”-义及其轉折點 Ptl，Pt2，Pt3，...Pt6(步驟 S12)。 伺服器3繼由電子地圖31中選定一足以涵蓋上述全 部經由路徑1，112，113，."，:^之特定地理區域八匕的紅以） (步驟S13)。圖3顯示本例特定地理區域A係由地球經/緯度 平面座標系上：邊界點位置座標Pei(Ud)及[狀山） 作為一四方形區域之左下角與右上角予以界定，使得上 · 述經由路徑Rl5R2，R3，".，R7之χ座標值介於^^與夂2之間， Y座t值介於1^與之間，若能一併涵蓋有出發地位置 PsdK)為較佳。 圖3,4並顯示，伺服器3更以一預定二維袼數（m，n)將 上述特疋地理區域A平均分隔成m行X η列之地理小區域 Ay (geo zone)，並將每一地理小區域Aij都定義有一以二 維矩陣（2D matrix)規則編碼之二維代碼以（21) index)，其 中H0…m，j=0 ···η。該預定二維格數（m，n)係一預存於伺服 9 2o〇416632 為3中之預設值，為能提高無線傳輸能力及搭配後續十六 進位運算，建議以16xl6(即十六進位之ff)為較佳。然而， 該預定二維格數(m，n)亦可由伺服器3依實際需要自行變 化，例如伺服器3預存有每一地理小區域乂」之等長邊長， 並依特定地理區域A之實際長寬除以該邊長後找出整數 倍數作為二維格數（m，n)。 圖5顯示伺服器3將上述經由路徑^心”為比對 地理小區域Aij，以找出該等經由路徑Ri，R2，R3，.，r· 應之複數個經由小區域Zij(traveling z〇ne)(步驟s丨4)。 飼服器3繼將上述二邊界點位置座標l⑹，及 Pe2(尤、預定二維格數（m，n)、及依序排列之該等經 由^區域Zlj之二維代碼i，j予以以組合以建立一簡易型^ 航資訊N(步驟S15)。由圖3,4,5可知，本例之簡易型導航 資訊N之資料型態可如下列所示： N=$$(X^n；)?(Z^re2)5(m?n)53〇3^ 16,26,36,46,56,66,76,86,87,88,98，A8，B8，C9$$ 其中，該等經由小區域Zij之二維代碼i」·係由出發地位置 Ps到目的地位置pd2順序依序排列，反之亦可。 、客服中心s隨即以無線通訊裳置32傳送上述簡易型 導航資訊N給it方車輛M之無線通訊裝置14(步驟si◦。在 本例中，該二無線通訊裝置32，14分別包括有一 GpRs模組 俾能無線收發資訊，亦可使用其他如GSM模組、％模組、 傳訊機（pager)、或其他等效無線通訊模組皆可。 10 200416632 請一併參閱圖1，及6乂車輛μ之無線通訊裝置14接收 到上述簡易型導航資訊^^(步驟S21)，處理器13便將其先 儲存於記憶裝置12中備用。 車輛Μ之處理器13開始由記憶裝置12中讀取上述簡 易型導航資訊Ν之二邊界點位置座標 匕2(夂2，匕2)，並以其為左下角及右上角邊界以還原出一如 圖7之虛擬之二維網格圖G(2D grillwork)(步驟S22)。物理 上而s，該二維網格圖G係模擬並對應於上述特定地理區 域A之實際地理範圍。 圖7並顯示處理器13又讀取記憶裝置12中上述簡易 型導航資訊N之預定二維格數（m，n)，並據以將二維網格 圖G依m行X η列平均分隔成複數個二維小格Gij(2D gdd) (步驟S 2 3) ’並分別定義以相同於上述二維矩陣規則之二 維代碼i，j，並以每一個二維小格Gy之左下角為參考點位 置Rij(Z",r")5 i=0...m，j=0…η，其中

Xij= Xei+i(Xe2^ 及 佐二 m n 物理上而言，每一二維小格Gy係模擬並對應於上述每一 地理小區域Aij之實際地理範圍。 處理器13隨時擷取全球定位模組11之車輛M現在位 置座標1>。(尤，匕），並與各參考點位置ι^·(χί>7ί；/)比對以計 算出車輛Μ現在位置Pe(尤U所對應之現在小格^ p q (current grid)之二維代碼P，q (步驟S24)。本例中，假設尤 位於；^與;之間，亦即 11 200416632

Xu <X〇< X(in)j ^因此以上述不广及邊代入便 m 成為 m i < ⑺(Xc* - 石1) (-A!e2 ~ Xe\) m (Xc~X〇1 {Xel^Xex) 取其整數值，便可求得二維代碼p (Yc ~ Ye\) (Ye2 — Kl) 取其整數值 同理，另一二維代碼q亦可以φ 而獲得。 以圖8為例，假設車輛Mg前正由出發點Ps=pj尤j) 出發’因此其所對應之現在小格為Cm，且其二維代碼為 P=3，q=0(其中，二維代碼以（p，q)=(3,〇)來表示，以下皆 同）。圖8更顯示上述儲存於記憶裝置12中複數個二維代 碼i，j所對應之由出發地Ps前往目的地匕所需經過且依序 排列之複數個經由小格％ (traveling grid)。 處理器13繼將現在小格之二維代碼（3,〇)比對各 個經由小格&之二維代碼i，j以產生一引導資訊D (步驟 S25)，並以一輸出裝置（例如顯示幕15)以輸出顯示之 驟S26)俾引導車主依序前往目的地匕。 9 例如於圖8中，處理器13比對現在小袼c3〇之二 碼（3,0)符合記憶裳置！ 2内其中一經由小袼τ政、、、代 (3,〇)時，處理器13便讀取下一個經由小袼l之:_代碼 (3，1)，並與現在小格〜之二維代碼（3,〇)計算比較以= 下一個經⑻、袼L録於現在小格〜之知 12 416632 向’因此便產生—指向τ—個經由小格^之箭頭符 Mm為引導資訊D(如圖9所示），並顯示於顯示幕15 上19更顯示車輛Μ於每—經由小格Tij時所看到之各種 不同之八方向箭頭符號’因此車輛皿能依序受其 達目的地Pd所在之經由小格Te9。其巾，上述引導資tflD 亦可改以語音提醒車主，可增加駕駛安全性。

圖10顯示’倘若車輛ΜώΤ32誤人其中—二維小格G 時’處理器13係比對出現在小格Cpq (即CM)之二維代碼34 (3,4)不符合記憶裝置12内任一個經由小格丁。之二維代碼 ij’處理n13便立即計算現在小格Cpq (即C34)與其他剩餘 :由小格L之差異值△。·卞心、丨，其中’ μ與卜、丨係 指分別取其絕對值。處理器13將選擇其中具有最小差異 值、且排列順序較後較接近目的地匕所在之經由小袼 TC9者，以將其設定為下一目標小格。 例如：圖10顯示由T32以後剩餘尚未走過之經由小格 ^^T22, T23JT13JT14, T15,T16, T26, T36,T46...#,^t , (1) 經由小格Τ23與現在小格C34之差異值△ 23=1+1=2， (2) 經由小格Tl4與現在小格C34之差異值△"y+ow，及 (3) 經由小格丁36與現在小格C34之差異值△ 36=0+2=2

三者為最小值’其中又以經由小格τ36排列順序較後較接 近Τ。9因此處理器13優先選擇經由小格丁36並將其設定為 下一目標小格，並與現在小格c34之二維代碼（3,4)計算比 較以得知下—個目U、格丁36係位於現在小格034之j=+2 (經度多二格）方向，因此產生一指向下—個目標小格 13 2〇〇416632 之箭頭符號（丨）作為引 顯示幕15上。 導資訊D(如圖1〇所示） 並顯示於 本例中，車上機（〇bu)之處理器^比對現在小格〔 及各個經由小格丁..之—絡 pq 二一一丨<之—維代碼P，q及U，皆屬十六進位之 〒間單比對，運算十分容易，故可提高導航運算 二率，也由於本例不必比對習知複雜之經人緯度座#資 料’因此可使用較簡單之處理器U以降低成本。/且， 本例客服中心S只要無線傳送各個經由小區域2之二維 代碼i’j給車麵M’其亦為簡單之十六進位之二位數字、，無 須再傳送複雜之經/緯度座標資料，因此確可減少無線資 料傳送量，進而提昇無線傳送準確率。 、 本例為了配合全球定位衛星9所傳送之定位訊號目 前多係參考地球經/緯度平面座標系，因此各步驟均依循 地球經/緯度平面座標系予以設計。當^亦可改用其他直 角平面座標系’或其他角度之斜角平面座標系，甚或半 仫-角度（R Θ )座標系…等均可，只要遠端客服中心s與車 輛Μ上系統使用同一座標系即可。 本例簡易型導航資訊Ν之二邊界點不以上述為限，亦 可選用左上角及右下角，或二上角，或二下角，或三角、 或四角之邊界點均可。 本例中每一地理小區域Ay及二維小格Gij之二維代 碼i，j，亦可改用其他二維陣列（2D array)規則編碼。圖4 中第一組二維代碼（0,0)亦可改由任一格開始以逐格遞增 (或遞減），其遞增量（或遞減量）可為2,3,4··.等。而且，第 200416632 一組二維代碼不以（〇,〇)為限，亦可改用任何其他數值開 始皆可。 此外，遠端伺服器3若能一併由電子地圖31搜尋出河 流、湖泊、高山、懸崖等天然障礙、或危險區域、 車路段（譬如本例圖3所示之湖泊區域、及其於圖1〇標: 有斜線之對應障礙區域），並將上述區域所在之二維代碼 (i，j)隨同上述簡易型導航資訊N一併無線傳送給車輛Μ， 促使車輛Μ能主動避開這些障礙區域。這對本身無精密導 航裝置、只能藉由遠端導航伺服器提供簡易導航指引之 鲁 車輛Μ而言，可避免誤入歧途及消除行車盲點，非常重要。 實際上，上述於客服中心S中運作之各個步驟，可改 由服務人員以人工逐一完成，無須藉由伺服器執行，亦 可達成上述功效。 上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明 所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非 僅限於上述實施例。 五、圖式簡單說明 鲁 圖1係本發明一較佳實施例之系統配置圖。 圖2係本發明-較佳實施例遠端客服中心之作動流程圖。 圖3係本發明一較佳實施例之各經由路徑。 圖4係本發明一較佳實施例中各地理小區域之二維矩陣 編碼。 圖5係本發明一較佳實施例之經由路徑對應於經由小區 域不意圖。 15 200416632 圖6係本發吸一較佳實施例車上機之作動流程圖。 圖7係本發明一較佳實施例中各二維小格之二維矩陣編 碼及參考點。 圖8係本發明一較佳實施例之現在小格與各經由小格位 置圖。 圖9係本發明-較佳實施例之現在小格遵循各經由小格 之導引箭頭示意圖。 圖1〇係本發明—較佳實施例之另—現在小格與各經由小 格位置圖。 12記憶裝置 b處理器 b顯示幕 16輸入裝置 3 1電子地圖 32無線通訊裝置 Aij地理小區域 G二維網袼圖 Cpq現在小格 Gij二維小格 預疋二維袼數N簡易型導航資訊 ps出發地位置 Pd目的地位置 RU參考點 L ft ^ 一 ，2’汉3，".，以7經由路徑 Tij經由小格 Zij經由小區域

六、圖號說明 11全球定位模組 14無線通訊裝置 3 伺服器 A特定地理區域 D引導資訊 Μ車輛 Pc現在位置 Pel，Pe2邊界點 s 客服中心 16

Claims (1)

1. 200416632 拾、申請專利範圍 1 · 一種簡易型導航方法，使用於一客服中心中，該 客服中心組設有一電子地圖；其中，上述方法包括下列 步驟： (A) 接收一出發地位置資訊、及一目的地位置資訊； (B) 搜尋由該出發地位置前往該目的地位置所需經 過之至少一經由路徑； (C)選疋一特定地理區域以至少涵蓋有該等經由路

   徑，其中，該特定地理區域係以至少二位置參數予以界 定其範圍，並能依-預定：維格數平均分隔成複數個地 理小區域，該等地理小區域分別被定義有—依照二維陣 列規則編碼之二維代碼； w 4扭％，琢等經由小區域得 指對應於該等經由路徑之地理 …、 料.立一簡易型導航資訊，使其包=下列資 士 Γ ―夕—位置參數、該預定二維格數、及依序排列 之该等經由小區域之二維代碼。

   步二請專利範圍第1項所述之導航方法，其中， 二=、)一中邊亥至少二位置參數係指—直角平面座標系上 乂 一邊界點位置座標，且該 少二邊界點位置座標為邊界hx界=域係以該至 座標系以該預定二維格數平 ^=依該直角平面 該直角平= 項所述之導航方法，其中， 座仏系係指地球經/緯度平面座標系。 17 200416632 4·如申請專利範圍第1項所述之導航方法，其中， 步驟（C)中該等地理小區域之二維代碼係以二維矩陣規 則編碼。 5·如申請專利範圍第丨項所述之導航方法，其中， 步驟（Ε)中該簡易型導航資訊之該等經由小區域之二維 代碼係依δ亥出發地位置到該目的地位置之順序依序排 列。 6_如申請專利範圍第1項所述之導航方法，其尚包 括有一步驟（F):傳送該簡易型導航資訊給一車輛。 7·如申請專利範圍第1項所述之導航方法，其中， 該客服中心係組設有一伺服器並連結至該電子地圖。 8 ·如申請專利範圍第1項所述之導航方法，其中， 忒客服中心更組設有一無線通訊裝置，俾與一車輛盔線 收發資訊。 9·如申請專利範圍第8項所述之導航方法，其中， u亥無線通訊裝置係指一 gPRS模組。 1〇·—種簡易型車用導航系統，組設於一車輛上， 括有： 匕 一全球定位模組，係能計算出該車輛之現在位置 訊； ' I 一記憶裝置，儲存有一簡易型導航資訊其包含有至 二一位置參數、一預定二維格數、及複數個依序排列之 二維代碼； 一處理器，係能讀取該記憶裝置中之該至少二罟 "，並以其界定一虛擬之二維網格圖，該處理器並能 18 200416632

   讀取該記憶裝置中之該預定二維格數以將該二維網格 圖平均分隔成複數個二維小格’該等二維小格並^分別被 定義有一參考點位置、及一依照二維陣列規則排列之二 維代碼，該處理器並能擷取該全球定位模組中之該車輛 現在位置資訊，並比㈣等參考點位置以計算出該車輛 現在位置所對應之現在小格之二維代碼，該處理器並能 將該現在小格之二維代碼比對儲存於該記憶裝置中代 表由-出發地位置前往一目的地位置所需經過之複數 個經由小格之該等二維代碼，以產生_?丨導 一輸出裝置，係能輸出該引導資訊。、。， η.如申請專利範圍第1G項所述之導航系統， 該間易型導航資訊之該等二維代碼係依該出立、 到該目的地位置所需經過之該等經由小 排列。 _序依序 12·如申請專利範圍第1〇項所述之導 该等二維小格i之二維代碼係以二維矩陣規則編碼其中， 13·如申請專利範圍第1〇項所述之 ，’、、、。

   :至少二位置參數係指-直角平面座標系^ 邊界點位置座標，且該處理器係以該至少 〉、二 座標為邊界以界定出該二維-邊界點位置 面座標㈣預定二維格數平 該直角平面座標㈣二導’ 19 200416632 15·如申請專利範圍第13項所述之導航系統，其中， 該等邊界點位置座標係有二點Pel(夂λ匕7)及 刀別疋義该一維網格圖之左下角與右上角，且該等參考 點位置之座標心)，卜〇".m，卢〇···η係分別定義其 對應二維小格之左下角並具有下列關係： 且該處理器係以下列公式計算出該車輛現在位置 Pc(尤，D所對應現在小格Cpq之二維代碼pq :

   爪（及一 Xl) (Xel-Xel) P= 及 q= ^ 。 (Ye2-Yel) 16.如申請專利範圍第13項所述之導航系統，其中， 該處理器將該現在小格之二維代碼比對符合儲存於記 憶裝置内其中—二維代碼時，該處理器便讀取下-個經 由小格之二維代碼’並與該現在小格之二維代碼加以比 車並產生由現在小格指向該下一個經由小格之箭頭 符號作為該引導資訊。

   7·士申明專利範圍第13項所述之導航系統，其中， 該處理器將該現在小格〜之二維代碼p，q比對不符合儲 存於。己It破且内任—二維代碼時，該處理器便選擇剩餘 =由小格Ty·之二維代碼^中具有最小差異值△者並將 其設定為下一目標小格，其中 、'〜、°亥現在小格Cpq之二維代碼pq加以比較，並產生 小格Cpq指向該下一目標小格之箭頭符號作為 20 200416632 18·如申請專利範圍第17項所述之導航系統，其中， 該處理器係優先選擇剩餘經由小格之二維代碼中具有 最小差異值△、且排列順序越後越接近該目的地位置 者，以將其設定為下一目標小格。 19. 如申請專利範圍第1〇項所述之導航系統，其更包 括有一無線通訊裝置，俾與一遠端客服中心盔收發資 # 〇 …、、 20. 如中請專利範圍第19項所述之導航系統，其中， °亥無線通訊裝置係指一 GPRS模組。 21