TWI220508B - Easy vehicle navigation method and system - Google Patents

Description

1220508 玖、—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 傳統之車用導叙糸統’係於每一部車輛上組設有一 電子地圖，再以車上機（0BU，onb〇ardunit)自行運算出 由一出發地前往一目的地所需經由之最佳路徑 (optimized route)。然而，每一部車輛必需自行配備有電 籲 子地圖，又需設置有運算功能強大之車上機，成本高又 4占空間。 美國專利US6,292,743、及US6,314,369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 上機作為簡易導航之技術。然而，此一習知技術無線傳 送之資料包括有最佳路徑全部轉折點（turning p〇int)之之 地球、、二/、号度（甚或兩度）座標，且各個經/緯度座標必須事 先將度、分轉換成「秒」後才由遠方伺服器無線傳送給 義 車上機，導致整體傳輸資料量龐大、錯誤率偏高。尤其 是，車輛行進中車上機也必須隨時（或每一至五秒一次） 將車輛當時全球定位Gps座標之度、分亦換算成「秒」後， 才能與上述最佳路徑已經轉換成「秒」之地球經/緯度座 標，行計算比對，才能得知是否產生偏差，因此其複雜 運#效率甚忮，而且車上機仍須保有強大功能才能進行 如此複雜之運算比對，仍然無法降低成本。 6 1220508 上述傳統技藝當遠端客服中心無線傳送出最佳路徑 後，便不再對車主提供後續服務。車輛一旦誤入歧途， 車上機必須自行計算以自行導正至正確路徑上，因此車 上機仍須保有部分計算能力，此外遠端客服中心未能提 供即時導正服務，仍有改善空間。 b 三、發明内容 本發明之主要目的係在提供—種簡胃型車科航方 法及系統，俾能更簡化車上機更降低成本。 種簡易型車用導航方 畺，並能提昇無線傳

本發明之另一目的係在提供一 法及系統，俾能減少無線資料傳送 送準確率。 丹-目的係在提供_種簡易型車 法及系統’俾能由客服中心提供即時導正服務。，; :達成上述目的’本發明主要係於一遠端客[ 下列方法步驟以建立—_型導航資訊： ⑷接收-出發地位置資訊、及—目的地位

(B) 搜哥由出發地位置前註 、 至少—經由路徑 在目的地位置所需經過: (C) 選定一特定地理區域以涵蓋全 以至少二角落點界定其 /^ 搜，^ 數分也理靶圍，並能依-預定二維 隔成稷數個地理小區域，每一 義有一依昭-絡祐， 小區域为別被 —維陣列規則編碼之二維代碼； ⑼搜^魏伽_ + _ 鮮應於全部經由路徑之地理小區域；…域係 7 1220508 料建立上述簡易型導航資訊，免其包含有下列資 域之It—角落點、預定二維格數、及該等經由小區 域之一維代碼，以及 (F)傳送上述簡易型導航資訊給一車輛。 本發明上述各步驟’可由遠端客服中心服務人員以 亡工方式逐-完成。較佳的是，於遠端客服中心内_ 舰$及-電子地w以自動執行各步驟，可收快速準 =。另可於遠端客服中心内組設_記㈣以儲存上 ί間易型導航資訊，俾利稍後還原顯示出監視網格圖、 車輛現在小格、及全部經由小格於—顯示器上，進㈣ 過一無線通訊裝置（例如GPRS模組、gsm模組、3c模組、 y他等效無線通訊模組)以無線連線至車輛而無線收 舍貧訊、並能導引車輛前進。 本發明另於車輛上組設有—簡易型導航系統，盆包 括有全球定位触、記«置、處理II、及輸出裝置。 上相易型導航資訊係預先由一車上之無線通訊裝置接 收伋儲：於記憶裝置中’處理器讀取記憶裝置中之簡易 :導航貝讯之至少二角落點以界定出一二維網格圖，並 讀取财二維格數以將二維網格圖分隔成複數個二維小 格’並分別對每一二維小格定義有一參考點位置、及一 依照Lj規則排列之二维代碼。處理器並操取全球 疋位拉組所异出之車輛現在位置’並計算找出車輛現在 位置所對應之現在小格之二維代碼。處理器並能控制輪 出裝置以顯不出上述二維網格圖、車輛現在位置所對應 8 之現在小梅、及複數個經由小格其係指記憶裝置中該等 二維代碼所對應之二維小格。 因此，本發明車上機之處理器只要隨時更新顯示車 輛現在位置所在之現在小格於其輸出裝置上，俾供車主 自行簡單比對全部經由小格，由車主自行找出前進方 向。因此車上機之處理器運算更加簡單容易，不必換算 經/緯度座標成秒、也不必計算導正至正確路徑上，故可 改用較簡單便宜之處理器以降低成本；且客服中心不必 再傳送複雜之經/緯度座標資料，可減少無線資料傳送 量，並能同步顯示一監視網格圖以對車主提供一即時導 正服務。 四、實施方式 圖1顯示本發明一較佳具體實施例係於遠端客服中 心 S(consumer service center)組設有一伺月艮器 3(server)， 並連結有一電子地圖3 1 (electronic map)、一無線通訊裝置 32 (wireless communication device) Λ 一記憶體33 (memory)、及一顯示器34(display)。圖1並顯示本發明相 關之車輛Μ上只設有簡單之處理器13(processor)以進行 簡單之運算處理，無須組設任何精密之導航裝置 (navigator)或電子地圖，以期能減省車上機（OBU)之建置 成本。 請同時參閱圖1及圖2，本例之客服中心S先以無線通 訊裝置32接收一遠方車輛Μ傳來之導航需求（navigation request)，其包括有一出發地位置Ps(starting point)資訊、 及一所欲前往之目的地位置Pd(destinati0n point)資邱（步 ，siy。其中，該出發地位置Ps通常係直接取用車輛Μ上 全球定位模組U(例如GPS模組）t時之全球定位座標作 為出發點座標P狀，匕），亦可改由車主以輸入裝置16 (例 如鍵盤、觸控螢幕、語音辨識··等)自行輸入出發地街名 或交叉路π名稱。目的地位置匕則通常係由車主透過無 裝置14連線以語音（v〇ice)告訴客服中心§服務人 員再由服務人員代為設定目的地座標匕％匕），亦可由 車主以上述輸入裝置16自行輸入精確座標值。 明再一併參閱圖12,3，客服中心8伺服器3搜尋電子 也Θ 31中由出發地位置卩“尤匕)前往目的地位置匕(心山) 所=經過之複數經由路徑Ri，R2，R3，..，R7(traveiing_te) ’、轉折』Ptl，pt2，pt3，· pt6(turning 資訊（步驟 S12)。 伺服器3繼由電子地圖3丨中選定一足以涵蓋上述全 部經由路徑心灰灰’…而之特定地理區域八⑽❻繼） (步驟S13)。圖3顯示本例特定地理區域A係由地球經/緯度 平面座標系上二對角之角落點位置座標匕〗(毛及 Pe2(J^&2)作為一四方形區域之左下角與右上角予以界 定其地理範圍，使得上述任一個經由路徑1，1^，1^，."1^ 之X座標值介於尤;與尤2之間，γ座標值介於匕/與^^之7 間，本例特定地理區域A並一併涵蓋有該出發地位置 ps(m)。 圖μ並顯示，伺服器3更以一預定二維格數（m，n)(2D grid numbers)將上述特定地理區域a平均分隔成m+丨直行 1220508 (colimin)x n+1 橫列（row)、之地理小區域 Aij (ge〇 z〇ne)，並 將每一地理小區域Aij都定義有一對（a pair)以二維矩陣陣 列（2D matrix array)規則編碼之二維代碼i，j (2D index)，其 中i-0...m，』=〇···η。該預定二維格數（m，n)係一對預存於伺 服器3中之預設數值，為能提高無線傳輸能力及搭配後續 十/、進位運异，建議以16xl6(即十六進位之（f，f)h)為較 佳。本例中該預定二維格數（m，n)係為十六進位之（c，9)h 其表不共有m+l = 13直行（column)、及n4^ = 10橫列（row)。 然而，该預定二維格數（m，n)亦可由客服中心s服務人員於 伺服器3内依貫際需要自行設定，例如伺服器3預存有任 一地理小區域Ay之固定邊長，並依特定地理區域A之實際 長寬除以該固定邊長後找出整數倍數作為二維格數 (m，n)，或者是，於伺服器3内預先儲存有2〇公里見方、4〇 么里見方、80公里見方三種等級之地理區域a，並預先儲 存有固定之二維格數（m，n)為（f，f)h=16直行χ16橫列。 圖5顯示伺服器3將上述經由路徑^^化^…心比對 王口ρ地理小區域八^，以找出上述經由路徑m .，R7 所對應之複數個經由小區域^(的㈣丨吨z⑽^ (步驟 514) 。 飼服器3繼將上述二角落點位置座標Pe狀山）及 Pe2(Zd，匕2)、預定二維格數（m，n)、及全部經由小區域~ 之二維代碼i，j予以組合以建立一簡易型導航資訊N(步驟 515) ’亚預先儲存於記憶體33内備用。因此，本例之簡易 型導航資訊N之資料型態可如下列所示： 11 1220508 $$(Ze/，D，(A2，D，(m，n)，[30,31，32,22,23，13，14，l5 ，16,26,36,46,56,66,76,86,87,88,98，A8，B8，C9]$$ 八，組成上述簡易型導航資訊N之各個經由小區域Zij 之-維代碼i，j無須以任何順序排列，只要全數記載於簡 易型導航資訊N中即可。但上例係以較佳的方式編排次 序’亦即由出發地位置匕到目的地位置h之順序依序排 歹^ /或可依相反順序排列，將可避免各轉折點（如經由小 區域Ζ^,Ζ^Ζ〗6··•等）之二維代碼之重複記載，可減少簡 易型導航資訊N之資料長度。 客服中心S隨後以無線通訊裝置32傳送上述簡易型 導航責訊N給遠方車輛M車上機（〇BU)之無線通訊裝置 14(步驟S16)。在本例中，該二無線通訊裝置32，14分別包 括有一 GPRS模組俾能彼此無線收發資訊（例如上述出發 點座標ps(D^)、目的地座標Pd(U")、或簡易型導航資 訊N等），亦可使用其他如GSM模組、3C模組、傳訊機 (pager)、或其他等效無線通訊模組皆可。 請一併參閱圖1，及圖6，車輛“之無線通訊裝置14接 收到上述簡易型導航資訊N(步驟S21)，車上機之處理器 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之二角落點位置座標及 Pe2(尤2, K2) ’並以其為左下角及右上角邊界點以還原出一 如圖7之虛擬之二維網格圖g(2D grillwork)(步驟S22)。物 理上而έ 亥二維網袼圖G係模擬並對應於上述特定地理 區域Α之實際地理範圍。 12 1220508 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+1直行X n+1橫列平均分隔成複數個二維小袼 Gij(2D grid)(步驟S23)，並將該等二維小格Gij以相同於上 述二維矩陣陣列規則分別定義以一二維代碼ij，並以每 一個二維小格Gy之左下角設為參考點位置u， i=0."m，j=0".n，其中 m + 1 n + 1 · 物理上而吕，母一二維小格Gy係模擬並對應於上述每一 地理小區域Ay之實際地理範圍。 圖8顯示處理器13繼由記憶裝置12中讀取上述簡易 型導航資訊N内全部二維代碼i，j，並找出與其對應之複數 個經由小格Tij(traveling grid)(步驟S24)。物理上而言，該 等經由小格Tij係對應於該等經由小區域&·。 處理器13便將上述二維網格圖G、及全部對應經由小 袼h以圖9所示之輸出裝置（LCM顯示幕15)加以顯示出來 (步驟S25)，其中全部經由小格Tij係以較深色顯現。 魯 接著，處理器13隨時擷取全球定位模組丨丨之車輛M 現在位置座標Pe(夂,匕），並與各參考點位置心）比 對以計算出車輛Μ現在位4Pe(w彳對應之現在小格 Cpq (current grid)之二維代碼p，q，並將現在小格以閃爍 顯示於顯示幕15上如圖9所示（步驟S26)。本例中，假設 毛位於;^與馬+/Λ/之間，亦即 13 1220508 2尤:〈不叫)·/，因此以上述不;尤e/十i ~^e2 ~ ^eX\代入# m +1〜使 成為

Ze/+ii^ ^c<Ze/+(i+1)i^，整理後得到 is <(i+l)，故以 {Xe2^ Λβ\) p=h+1)iSl取其整數值，便可求得二維代碼ρ ; 同理，現在小格Cpq之另一二維代碼q亦可以 + 取其整數值而獲得。 \Ie2 ~ Yel) 以圖8為例，假設車輛Μ目前正由出發點ρ,ρ。认 出發，因此其所對應之現在小格為Go,且其二維e代二為 P=3，q=0(其中，二維代碼以（p，q)=(3,〇)來表示，以下皆… 同）。此時，駕駛人觀察其車内顯示幕15將如圖9所示， 閃爍之現在小格Cpq恰位於其中一經由小格&上，表示車 輛Μ目前位於正確路徑上’因此駕駛人自行觀察下—個經 由小格位於正前方只要繼續前行即可。 、 本例中’車上機（OBU)之處理器13不必再換算習知複 雜之經/緯度座標之度分秒㈣，也不必再比對找尋導弓i 方向，因此可使用更簡單之處理器13以降低成本。再且， 本例各服中W s只要無線傳送各個經由小區域％之二維 代碼i，j給車輛M’其均為簡單之十六進位之二位數字:無 須再傳送複雜之經/緯度座標之度分秒資料，因此確可減、 夕無線資料傳送量，進而提昇無線傳送準確率。 14 1220508 圖10顯示車輛^!誤人歧途時，其閃爍之現在小格Cpq 並未在任-㈣小格Tij上，駕驶人可由圖1G之車上顯示 幕15上觀察到左-格為最鄰近之經由小格Tij，因此可向 左轉以自行尋求回到左一格繼續前進。 駕駛人亦了以其無線通訊裝置丨4連線到遠端客服中 心S要求提供即時導正服務。請同時參閱圖，駕 駛人先以其無線通訊裝置14撥通至客服中心8，並將車輛 Μ現在位置座標ρ。(不,匕)及車號無線傳送給客服中心s， 客服中心S之無線通訊裝置32接收（步驟S17)後，伺服器3 便由圯憶體33讀取先前已儲存且對應於該車號之簡易型 ‘航資ΛΝ ’並依照如前述§22到S26之類似步驟逐步還原 並顯示出監視網格圖340(monitoring grillwork)、全部之 經由小格Ty以及閃爍之現在小格Cpq於顯示器34上（步驟 S18)。其中，上述監視網格圖34〇並已依據預定二維袼數 (m，n)平均分隔成複數個二維小格，且現在小格Cpq係指車 輛Μ現在位置Pe(Zorc)所對應之二維小格，且全部經由小 格Tij係對應於全部經由小區域Zij。 如此，客服人員便可於顯示器34上（圖11)「同步」看 到與車上顯示幕15(圖1〇)相同之影像，客服人員便可透過 無線通訊裝置32連線至車輛μ即時導引其前進。較佳的 是，客服人員可再佐以客服中心S内精密之電子地圖 31(圖3)，以提供更加精確之導引服務。 本例為了配合目前全球定位衛星9所傳送之定位訊 说多係參考地球經/緯度平面座標系’因此上例各步驟均 依循地球經/緯度平面座標系予以設計及說明。當然亦可 15 1220508 Γ甚其:直:Γ/標系，或其他角度之斜角平面座標 糸，甚或丰徑-角度（Re)座標系..等 中心S與車輛M上系統使用同_種座#_ =料客服 本例簡易型導航資·之二對角角落點位置座桿並 不以上述為限，亦可選用左上角及右 或二下角，或三角落、或四角落之均可，亦可二:何 可界定出-特定地理區域範圍之其他各式各樣之位置參 數（position parameter)均可。

本例中每-地理小區域Aij及二維小袼％之二維代 碼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（〇,〇)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 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’运端伺服器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、或塞 車路段（譬如本例圖3所示之湖泊區域），並將上述區域所 在之一維代碼（i，j)隨同上述簡易型導航資訊N—併無線傳 送給車輛Μ，促使車輛μ能顯示於顯示幕I5上（譬如圖9標 示斜線者為對應之障礙小格）俾提醒駕駛人主動避開這 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3提供簡易導航指引之車輛Μ而言，可避免誤 入險境及消除行車盲點，非常實用。 16 1220508 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 x 僅限於上述實施例。 … 而非 五、圖式簡單說明 圖1係本發明一較佳實施例之系統配置圖。 圖2係本發明一較佳實施例遠端客服中心之作 圖3係本發明一較佳實施例之各經由路徑。 回

圖4係本發明-較佳實施例中各地理小區域之二維料 陣列編碼。 圖5係本發明—較佳實施例之經由路徑對應於 域示意圖。 』^ 圖6係本發明一較佳實施例車上機之作動流程圖。 圖7係本發明-較佳實施例中各二維小格之二維矩陣陣 列編碼及參考點。 圖8係本發日月—較佳實施狀現在小格與各經由小格位 置圖。

圖9係本發明—較佳實施例於車上顯示幕顯示出之影像 财㈣料，車域示幕羁 客服中心顯示 13處理器 16輸入裝置 圖11係本發明-較佳實施例車辆迷途 器顯示出之影像。 六、圖號說明 11全球定位模組12記憶裝置 14無線通訊裝置15顯示幕 17 1220508 3 伺服'器 33記憶體 Ay地理小區域 D引導資訊 Μ車輛 Pc現在位置 Pel，Pe2邊界點 S 客服中心 31電子地圖 32無線通訊裝置 34顯示器 340監視網袼圖

Cpq現在小格 9 衛星 G二維網格圖 Gij二維小格 (m，n)預定二維格數N簡易型導航資訊 Ps出發地位置 Pd目的地位置

Rij參考點 Rl，R2，R3,…，尺7經由路徑 Tij經由小格 Zij經由小區域

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Claims (1)

1220508 拾、申請專利範圍 1. 一種簡易型車用導航方法，使用於一客服中心 中，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) 選定一特定地理區域以涵蓋有該至少一經由路 徑，其中，該特定地理區域係以至少二位置參數予以界 定其地理範圍，並能依一預定二維格數分隔成複數個地 理小區域，每一地理小區域分別被定義有一依照二維陣 列規則編碼之二維代碼； (D) 搜尋出複數個經由小區域，該等經由小區域係 指對應於該至少一經由路徑之地理小區域； (E) 建立一簡易型導航資訊，使其包含有下列資 料：該至少二位置參數、該預定二維格數、及該等經由 小區域之二維代碼；以及 (F) 傳送該簡易型導航資訊給一車輛。 2. 如申請專利範圍第1項所述之導航方法，其中， 該客服中心組設有一顯示器，且上述方法更包括下列步 驟： (G) 接收該車輛之現在位置資訊；以及 (H) 顯示一監視網格圖其係依據該預定二維格數分 隔成複數個二維小格，並於該監視網格圖内顯示一現在 小格其係指該車輛現在位置所對應之二維小格、及複數 個經由小格其係對應於該等經由小區域。 19 !22〇5〇8 3·如申请專利範圍第2項所述之導航方法，其更包 括有步驟（I):客服“透過-無線通崎置以連線並導 引遠車輛前進。 Λ 4.如申請專利範圍第1項所述之導航方法，其中， 該客服中心、組設有-無線通訊裝置’俾與該車輛無線收 • 1 >λ / /1 中D亥無線通§fl裝置係指·一 GPRS模組

6·如申請專利範圍第丨項所述之導航方法，其中 步驟（C)中該至少二位置參數係指—直角平面座標系』 ，至少二角落點位置座標，且該特定地理區域係以該 >'二角落點位置座標為邊界Μ界定其地理範圍，並 邊直角平面座標系、以該敎二維格數分 小區域。 ▲ 7.如中請專利範圍第6項所述之導航方法，其中 该直角平面座標系係指地球經/緯度平面座標系。

8.如申請專利範圍第"貝所述之導航方：':笪中， 步驟（C)中該等地理小區域之：維代 列規則編碼。 、·隹矩陣陣 9·如申請專利範圍第i項所述之導航方法，立中， 送客服中心係組設有一祠服器並連結有—電子地圖。 10. Μ請專利範圍第i項所述之導航方法，其 〒’ 5亥客服中心係組設有一 传# 型導" 又有4體，且步驟⑻中該簡易 i¥航貧訊並儲入該記憶體中。 20 1220508 11.-種簡易型車用導航系統，組設於一車輛 括有： 一全球定位模組，係能計算出該車輛之現在位置資 一記憶裝置，儲存有-簡易型導航資訊其包含有至 V —位置參數 預疋二維格數、及複數組二維代碼； ▲ -處理器，係能讀取該記憶裝置中之該至少二位置

參數’並以其界定出_二維網格圖，該處理器並能讀取 該記憶裝置中之該預定二維格數以將該二維網格圖分 隔成複數個二維小格，每—二維小格並分別敎義有一 多考』位1： &依照二維陣列規則排列之二維代碼， =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’ ϋ比對該等參考點位置料算找出該車輛現在 位置所對應之一現在小格之二維代碼；以及

一輸出裝置，係能顯示該二維網格圖、該車輛現在 位置所對應之現在小格、及複數個經由小格其係、指記憶 裝置中該等二維代碼所對應之二維小格。 U·如申請專利範圍第U項所述之導航系統，其更 :有-無線通訊裝置，俾與一遠端客服中心無線收發 料0 ;13·如申請專利範圍第12項所述之導航系統，其中 該車輛更輯過該無線通訊裝置連線至該遠端 心以接受其導引前進。 ^ 14;如申請專利範圍第12項所述之導航系統，其中 *亥無線通訊裝置係指一 GPRS模組。 21 1220508 該等-C範圍第11項所述之導航系統，其中’ 申'專利範圍第11項所述之導航系統，其中， =少二位置參數係指一直角平面座《上之至少二 ^點位置座標，且該處理器係以該至少H點位置 界以界定出該二維網格圖，並將該二維網格圖 〜直角平面座標“該預定：維格數分隔出該等二 維小格。

▲ 17.如申請專利範圍第i 6項所述之導航系統，其中， 該直角平面座標系係指地球經/緯度平面座標系。 18.如申請專利範圍第16項所述之導航:統，其中， =等^點位置座標係有二點Pel(^")及〜(尤山） 分別定義該二維網格圖之左下角與右上角，且該等參考 點位置之座標Rij(j^,}^)，i=〇 . m，j=〇...n係分別定義其 對應二維小格之左下角並具有下列關係： 及 YcI+]^Y-)， n + 1

且該處理器係以下列公式計算出該車輛現在位置 pcd D所對應現在小格Cpc}之二維代碼pq ·· P: (m + 1) {XC — Xe\) (Xe2 — Xe\) (« + 1) (Yc-Yel) (Yel^Yel) 22