TWI524051B - 用於使用低頻寬訊號傳遞的導航指令的方法、電腦可讀取儲存媒體、行動裝置及記憶體裝置 - Google Patents

用於使用低頻寬訊號傳遞的導航指令的方法、電腦可讀取儲存媒體、行動裝置及記憶體裝置 Download PDF

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Description

用於使用低頻寬訊號傳遞的導航指令的方法、電腦可讀取儲存媒體、行動裝置及記憶體裝置
本發明係關於使用低頻寬訊號傳遞的導航指令。
行動導航系統已非常普遍及可提供廣泛大量的地圖、行進方向，及興趣點以幫助使用者在所有的時候確切地知道該等使用者位於何處和該等使用者所朝往的方向。可提供路口轉彎(turn-by-turn)指令的使用者友善的界面與精確的地圖之可獲用性結合以促使導航系統藉由協助使用者避免迷路來減輕與行進相關(travel-related)的壓力和節省時間和金錢。
導航能力經常包含於類似行動電話和智慧型手機的行動裝置中。具有此能力的行動裝置之廣泛獲用性和使用性使得使用者在不熟悉的區域中步行且當進行城市探險、健行，或散步時可輕易地導航。目前的系統典型地依賴視覺和聲音提示以提供導航指令給使用者。雖然該等系統可在許多應用中提供滿意的效能，額外的行動導航特徵和增進的功能性係需要的。
提供此【先前技術】以引入針對接續的【發明內容】和【實施方式】之簡短的內文。此【先前技術】無意欲作為決定所主張之標的的範圍之助益，或被視作限制所主張之標的為解決前文呈現的任何或所有缺點或問題的實施。
使用低頻寬訊號傳遞的導航指令在替代性的使用者界面中被支援，該替代性的使用者界面可被使用作為完全的取代或作為傳統的視覺/聲音導航界面的增進。在一說明性的實例中，替代性的界面使用行動裝置的較為限制、但一般性廣泛可獲用的低頻寬訊號傳遞能力以編碼具有變化樣式的觸覺振動之形式的導航指令，該等觸覺振動可從裝置被發送至使用者以作為觸覺回授。使用者可感知振動和容易地將該等振動轉換為導航指令，而無需任何種類的特別的解碼設備或使用任何特別的技術。該等振動可使用易於記憶樣式之方式來編碼，以使得完整和大量的導航特徵集在使用者的部分可藉由最小的訓練來存取。
在各種說明性的實例中，低頻寬訊號傳遞提供導航指令至使用者，該等導航指令使用在行動裝置(例如行動電話、智慧型手機，或平板電腦)上執行的步行導航應用程式來實施。步行導航應用程式可呈現使用者界面，該使用者界面可用以選擇目標目的地(例如在室內購物中心裡的餐廳或商店)。該應用程式將計算路線和提供具有編碼的振動的形式之導航指令至使用者，以利用一序列的易於遵從的步驟導引使用者至目的地。
提供此【發明內容】以用簡化的形式作一選擇性概念的介紹，該選擇性概念進一步地在後文的【實施方式】中描述。此【發明內容】無意欲識別所主張標的的關鍵特徵或必要特徵，及無意欲被使用作為決定所主張標的的範圍之助益。
第1圖圖示說明性的使用環境100，其中可利用使用低頻寬訊號傳遞的本發明的導航指令。在典型的情況中，使用者105已行駛汽車115抵達大型的室內場所(例如購物中心110)，該汽車配備有使用例如為GPS(全球定位系統)的傳統的行動導航系統。行動導航系統可內建為工廠原始(factory-original)的設備至汽車中，或行動導航系統可藉由專用的可攜式GPS導航系統或例如為具有導航能力的行動電話或智慧型手機的裝置來增加。此傳統的系統一般性地適用於行駛環境，及因此此傳統的系統典型地運用地圖以提供視覺導航指令至使用者。在許多實施中，視覺導航指令可補充聲音資訊(例如聲音提示)以提供例如為到下次轉彎的距離和行進的方向之資訊。使用於其它情境中(例如航海或飛行)的導航系統常常使用類似的視覺式或聲音式的使用者界面。
由目前的導航系統提供的影像/聲音界面可一般性地適合於提供行駛方向，例如從使用者的辦公室至購物中心110。然而，傳統的視覺/聲音界面當運用至步行的情況時經常被期望為次佳的，例如如同在此說明性的實例中，使用者105想在購物中心110內步行以找到特定的餐廳或商店。高度的周遭的雜音層級對使用者105而言要聽到聲音導航指令係困難的，及當使用者欲與同伴交談時使用耳機以改良雜音的隔絕度係不便的。此外，當步行時使用可攜式的導航系統將一般性地意謂：使用者105必需在該使用者105的手中持有裝置以能夠輸入資料或命令至系統，及參照顯示於裝置上的視覺導航指令。除了在擁擠的室內環境因為分心而難以安全地導航，使用行動裝置以查看視覺提示再次地為不便的和會束縛於使用者的手。使用者亦希望在有遺失或被偷竊的風險之一些環境中(例如在擁擠的市場、地下鐵等等)避免顯露行動裝置。
相較於利用傳統的視覺/聲音的使用者界面的目前的導航系統，使用低頻寬訊號傳遞的本發明的導航指令在替代性的使用者界面中被支援，該替代性的使用者界面可被使用作為完全的取代或作為傳統的界面的增進。替代性的界面使用行動裝置的較為限制、但一般性廣泛可獲用的低頻寬訊號傳遞能力以編碼具有變化樣式的觸覺振動之形式的導航指令，該等觸覺振動可從裝置被發送至使用者105以作為觸覺回授。該等振動可由使用者105透過觸覺或感覺來感知，及該等振動可轉換為導航指令而無需任何種類的特別的解碼設備或技術。雖然在行動裝置中的驅動器有時可產生可聽見的振動，可預期到：由振動提供的觸覺感知將一般性地為使用者將感知到使用於導航指令的訊號傳遞之主要的方式，及由振動提供的觸覺感知因此有助於避免與前文所註示的與聲音指令相關聯的問題。在詳細地討論本發明的低頻寬導航指令範例之前，提供關於常見的行動裝置的簡短呈現，其中典型地實施本發明的導航範例。
第2圖至第6圖圖示各種說明性的行動裝置，該等行動裝置可包含功能性和執行可程式化，該可程式化使用以實施利用低頻寬訊號傳遞的本發明的導航指令之態樣。強調的是：在開始時圖示於圖式和描述於後文的隨附文字中的行動裝置僅意欲為說明性的。本發明的導航指令範例可在各種裝置上實施，或整合至既有的導航系統提供的擴增功能性，如同需滿足特定實施的需求。此外，在此呈現的行動裝置意欲為代表平台，該等平台適合於提供使用低頻寬訊號傳遞的導航指令，但並無意欲為窮盡性的。
第2圖圖示行動裝置205，在此說明性的實例中使用者105與該行動裝置205互動以檢視在顯示螢幕215上的照片210。行動裝置205代表各種目前可獲用的小型和重量輕的電池操作多功能裝置，該等裝置包含(例如)：行動電話、智慧型手機、PDA(個人數位助理)、口袋型PC(個人電腦)、可攜式的電子郵件裝置、遊戲機、個人媒體播放器、可攜式的導航裝置、平板PC、數位照相機，及結合由該等裝置提供的功能性的裝置。
如同在第2圖和第3圖所圖示者，顯示螢幕215經組態作為觸碰螢幕，該觸碰螢幕可顯示圖形化控制和使用者界面物件，例如鍵盤305和圖示310，該鍵盤305和該圖示310可被使用以透過能在行動裝置205上執行的各種功能或應用程式來促進使用者控制。在一些情況中，行動裝置205可經組態以操作於各種方向，例如圖示於第4圖中的「直立」方向，該「直立」方向與圖示於第2圖和第3圖中的「橫幅」方向為互補。
第5圖和第6圖圖示個別的行動裝置505和605，該等行動裝置505和605亦可被利用以在一些情況中支援使用低頻寬訊號傳遞的導航指令。行動裝置505和605利用實際的控制元件，例如按鈕510和610，該等按鈕510和610可補充或代替實際在觸碰螢幕上呈現的控制物件。行動裝置605代表具有使用可移動的部分的外形因素的裝置。在此實例中，裝置的鍵盤部分615相對顯示620滑動，如同由箭頭625所指示者以顯露按鈕610。其它常見外形因素包含：輕擊，或翻蓋式組態(clamshell configuration)、旋轉，及混合的旋轉、滑動，或輕擊。
第7圖圖示說明性的功能之分類700，該等功能可由行動裝置205支援(第2圖)。可注意到圖示於第7圖的功能性可被視為典型的，及並非所有的行動裝置必需支援全部的功能性，以為了實施使用低頻寬訊號傳遞的本發明的導航指令。此外，行動裝置將常見地支援未圖示於第7圖的特徵和功能性，例如影像獲取、電子郵件、影像解碼和播放，及未特定地相關於本發明的導航範例之類似者。
如同圖示於第7圖者，行動裝置功能性705包含：通訊功能性710、感測器功能性715，及使用者界面功能性720。在此說明性的實例中，通訊功能性710包含：用於實施行動電話7101的功能性，該行動電話用於使用(例如)GSM/CDMA(全球行動通訊系統/分碼多重存取)或TDMA(分時多重存取)的聲音通訊；行動資料7102，該行動資料符合(例如)WAP(無線應用通訊協定)；無線網路7103，該無線網路符合(例如)WiFi(意即IEEE 802.11)或UWB(超寬頻)通訊協定；短距離通訊7104，例如藍芽、RFID(射頻識別)，或IrDA(紅外線資料協會)；及USB(通用串列匯流排)連接710N。感測器功能性715說明性地包含：由GPS 7151提供而用以實施位置偵測的功能性；羅盤7152，該羅盤用於方向感知；加速度計7153，該加速度計用於裝置方向和運動感知、影像穩定化，及運動輸入(作為在其它常見的使用中的使用者界面控制)；及迴轉儀715N，該迴轉儀用於在其它目的間的運動感知或量測(單獨使用或在一些情況中結合加速度計使用)。使用者界面功能性720包含：訊號傳遞和警示功能性720N(在此簡單地以「訊號傳遞(signaling)」指稱)，該訊號傳遞和警示功能性可在許多使用振動的典型的應用中實施。在其它實施中，如同進一步地於後文中所描述者，編碼的振動可藉由聲音及/或視覺提示來補充(或在一些使用的情況中完全地取代)。
第8圖以透視圖圖示各種說明性的功能性元件800，該等功能性元件可典型地由行動裝置205作為硬體來支援。如同在第7圖和前文所描述中所具有的功能性705，在此所圖示和描述的硬體元件800意欲為說明性的。並非所有的行動裝置將必然地實施所有的該等元件800，及所圖示的元件並不意欲為組成實施於給定裝置的所有硬體元件之窮盡性列表。另外地注意到：元件800以簡化的方塊圖格式來圖示，及因而並無結構或操作的細節從說明中推論得到。
處理器805和記憶體810典型地可使用以執行軟體及/或韌體，該軟體及/或韌體可使用以實施由行動裝置205所支援的各種特徵和功能。雖然僅圖示單一的處理器805，在一些實施中可使用多個處理器。記憶體810可包含：揮發性記憶體、非揮發性記憶體，或二者的組合。感測器815代表一或更多個硬體元件，該等硬體元件可使用以實施圖示於第7圖中的各種感測器功能性715的個別者。聲音元件820支援聲音產生，例如聲音警示、支援電話功能性的聲音，及其它聲音(音樂、伴隨影像播放的聲音等等)。儲存元件825可(例如)使用硬碟機、固態記憶體/驅動，或類似的儲存媒體來實施，及儲存元件825可使用以儲存機器可讀取的軟體代碼、使用者資料和檔案，及類似者。功率元件830一般性地使用可充電電池來實施。通訊硬體835代表一或更多個硬體元件，該等硬體元件可使用以實施個別的通訊功能性710(第7圖)。使用者界面硬體840代表在行動裝置205上實施使用者界面的各種元件，例如觸碰螢幕顯示及/或實際實施的按鈕或控制。使用者界面硬體840亦可包含感測器功能性以接收輸入，該等輸入從使用者105藉由實際的運動而發送至行動裝置205，例如輕點，或搖動，如同於後文中更為詳細地描述。
振動單元845可固定地附接至行動裝置205的內部部分，如同在第8圖中圖示的上部截去的視圖所示者。此附接促進來自振動單元845實施的力量(意即如後文所描述的離心力或力矩)至行動裝置205的耦接，以使得裝置相應於驅動訊號施加至振動單元而振動。
第9圖和第10圖圖示包含振動單元845的說明性的振動馬達905和轉動的偏心質塊910之個別的前視圖和垂直視圖。在此說明性的實例中使用振動單元845以將運動發送至行動裝置205以使用編碼的振動來實施低頻寬導航指令。在替代性的實施例中，可使用其它類型的運動驅動器，例如壓電振動器、磁性，或馬達驅動的線性或旋轉驅動器。
在此實例中的振動馬達905係DC馬達，該DC馬達具有實質的圓柱形狀，該圓柱形狀經排置以旋轉軸915，該質塊910固定地附接至該軸915。振動馬達905可進一步經組態以操作於：以正方向和反方向二者旋轉該質塊910。在一些應用中，振動馬達905亦可經排置以用變動的速度來操作。該偏心質塊910相對於軸915的形狀為非對稱的，以使得重力中心(在第9圖中以“G”表示)偏移於該軸。從而，離心力發送至軸915，該軸改變方向及該軸隨著該軸增加角速度來增加強度。此外，力矩以相反於該質塊910的旋轉方向施加至振動馬達905。
透過適當的驅動訊號的施加，可實施振動單元845的操作中的變動，包含(例如)：旋轉方向、責任週期，及旋轉速度。不同的操作模式可被期望以影響行動裝置205的運動，包含：耦接的振動之方向、持續時間，及強度。從而，可實施各種編碼的振動訊號。此外，雖然單一的振動單元圖示於第8圖中，在一些應用中多個質塊及/或多個振動單元可固定地裝設於在行動裝置205中的不同位置和方向。在此情況中，可一般性地實施發送至裝置205的運動之方向和強度的較細微控制。將可了解到：具有變化層級的強度的多個角度的運動之自由度可因此藉由單獨地或結合使用不同的驅動訊號來操作振動馬達而達成，以藉此實質地增加各種編碼的振動訊號，該等編碼的振動訊號可使用於本發明的低頻寬導航指令範例的給定實施中。舉例而言，可產生一或更多個力矩，該等力矩將傾向於於對給定的軸以特定的方向造成行動裝置205的旋轉。振動的運動亦以一方式發送至行動裝置205，該方式係該裝置的一端對另一端以在對使用者的彼端產生質量或重量的感覺。
第11圖圖示說明性軟體元件1100，該軟體元件可在行動裝置205(第2圖)上執行。如同前文所註示者，軟體元件1100可包含：可執行代碼，該等可執行代碼可儲存於電腦可讀取媒體(例如硬碟機或固態儲存裝置)上。軟體元件1100將一般性地包含：各種應用程式1105、作業系統1110，及硬體層1115。雖然軟體元件的特定角色可隨裝置而改變，作業系統提供應用程式1105在其中執行的基本的平台和執行環境。應用程式1105可包含：端使用者應用程式和經執行以實施裝置功能性(例如電話功能、傳訊，及網頁瀏覽)的應用程式。常見的作業系統包含(例如)：來自微軟公司的Windows Mobile、來自Android公司的Android OS，及來自蘋果電腦公司的iPhone OS等等。硬體層1115典型地包含：裝置驅動器和提供在行動裝置205上的硬體中實施之功能性的抽象化的類似者。
應用程式1105可預先安裝於行動裝置205上，或當變為更常見時，在安裝於裝置上之後從雲端式的應用程式提供者下載作為可執行的應用程式。第12圖圖示典型的雲端計算環境1200，該雲端計算環境可促進使用者105以在其它的使用之間從雲端式的應用程式提供者1205下載應用程式和更新至行動裝置205。如同在此所使用的詞彙，雲端計算環境為在其中軟體、開發平台，及/或基礎建設(例如)可將如服務傳送至遠端使用者和裝置之一計算環境，該等裝置利用網際網路存取(意即雲端)的伺服器及/或資料中心。雲端計算環境可一般性地使用各種資源(例如計算、儲存，及依需要典型彈性地提供的網路)來支援許多虛擬化和自動化方案。雲端式的應用程式提供者1205可利用由雲端計算環境1200提供的能力以促使使用者(例如)瀏覽、選擇、購買(在購買和販賣應用程式的使用情境中)，及然後下載相關的應用程式代碼至行動裝置205。在一些情況中，從提供者下載的應用程式可實施作為在裝置上的原始的應用程式。在其它的情況中，應用程式可遠端地在雲端上全部或部分地執行，其中應用程式的客戶端部分將典型地使用相對輕巧或精簡的功能性在裝置上實體化，例如由行動瀏覽器所實施者。
使用者105可典型地藉由支援資料通訊的行動網路1215，或藉由無線連接(例如對存取點的WiFi連至ISP(網際網路服務提供者)1220)連接至網際網路1210而直接地下載應用程式至行動裝置205。舉例而言，ISP 1220和存取點可由在購物中心110(第1圖)的公眾WiFi熱點支援。可替代性地，使用者105可藉由該使用者105的家庭ISP 1230下載應用程式至個人電腦1225。在此情況中應用程式可使用USB連接傳輸至行動裝置，例如如同元件符號1235所指示者。如同於後文伴隨第14圖的文字中更為詳細所討論者，雲端計算環境1200亦支援基於位置服務提供者1240。
返回至第11圖，應用程式1105中的一者可包含：步行導航應用程式1120。步行導航應用程式1120將典型地與作業系統1110和硬體層1115互動以產生使用者經驗，該使用者經驗利用用於導航指令的低頻寬訊號傳遞。為了提供該等互動的一些直接明確的實例，作業系統1115可在行動裝置205的觸碰螢幕上提供一視窗，其中步行導航應用程式1120可繪出使用者界面。當在編碼的振動中提供導航指令時，應用程式120將藉由作業系統傳遞參數至在硬體層1115中的裝置驅動器，以實施用於驅動圖示在第8圖中振動單元845的適當訊號。
更為特定而言，步行導航應用程式1120可利用數個子系統1300，如同圖示於第13圖者，該等子系統可藉由應用程式1120本身來實體化，或該等子系統可透過數個應用程式及/或作業系統1110和其它在行動裝置205(例如第2圖)上執行的元件來分散。子系統1300包含：使用者界面1305、導航子系統1310、定位子系統1315、映射子系統1325，及位置資料庫1330。使用者界面1305將一般性地經組態以提供對由步行導航應用程式1120支援的所有特徵和功能之使用者存取。舉例而言，使用者界面1305可呈現一或更多個螢幕給使用者105(第1圖)以促使在購物中心110裡使用者將被導引至的目的地之選擇，或使用者界面1305可提供螢幕及/或實施按鈕或其它控制項(該等控制項可為顯示在行動裝置的螢幕上的實際控制項或虛擬控制項)，以促使使用者105與由步行導航應用程式1120支援的各種特徵互動、選擇偏好、實行設定或類似者。使用者界面1305亦可經組態以：在一些情況中接收來自使用者105藉由輕點或搖動行動裝置205的運動式的輸入。使用者界面1305亦可發送低頻寬訊號傳遞以引導使用者105至目標目的地。導航子系統1310將典型地決定到目的地之最佳路線，及定位子系統1315將決定行動裝置205的位置(及因此決定使用者105的位置)。映射子系統1325將來自定位子系統1315的位置與從位置資料庫1330取出的地圖相匹配。子系統1300的每一者將於後文參照圖示於第14圖的流程圖更為詳細地描述。
第14圖圖示說明性方法1400的流程圖，該方法用於提供使用低頻寬訊號傳遞的導航指令。在此特定的說明性的實例中，透過施加驅動訊號至圖示於第8圖和在伴隨文字中描述的振動單元845，使用編碼的振動來實施低頻寬訊號傳遞。然而，其它的低頻寬訊號傳遞方法亦可利用以滿足特定實施的需求。舉例而言，編碼的聲音警示可使用於一些情況中，或在行動裝置205(第2圖)上的顯示螢幕亦可經組態以閃爍出一樣式。在一些實施中，適合於使用振動、聲音警示，及視覺樣式的各種組合或子組合。亦可利用其它的低頻寬訊號傳遞方法，該等方法包含目前尚未實施於當前可獲用的裝置的彼等方法。例如低頻寬訊號傳遞可使用其它的感測回授機制來實施，例如迴轉儀或其它慣性式(inertia-based)的觸覺功能、溫度式的功能(意即熱/冷)、電脈衝，或其它直接或間接由人類感知的其它低頻寬訊號類型。
方法開始於方塊1405。在方塊1410中，使用者105啟動步行導航應用程式1120(第11圖)。如同前文所討論者，應用程式可預先安裝於行動裝置205上，或使用者105可從應用程式提供者下載應用程式至裝置，例如圖示於第12圖中的雲端式提供者1205。
在方塊1415中，定位子系統1315(第13圖)決定行動裝置205的初始位置(例如在購物中心裡的初始位置)。取決於本發明導航範例的給定應用之特定需求，定位子系統1315可以單獨或以各種組合和子組合的方式來利用任何各種技術。在大部分的室內環境中，GPS訊號一般性地不具有足夠的強度以精確地或可靠地被使用作為位置資料的單獨來源。在該等情況中，GPS可利用使用已知的A-GPS(協助的GPS)技術的其它位置資訊來源來增進，其中來自其它來源的協助可促使GPS衛星在不良的訊號情況中定位。定位子系統1315亦可利用其它的傳統的定位技術，該等傳統的定位技術包含：量測來自已知的WiFi存取點的訊號強度之WiFi定位。UWB定位技術亦已變為可獲用的。細胞-塔(cell-tower)三角定位亦可使用於一些情況中以作為獨立的位置決定方法或補強WiFi定位能力及/或GPS(或A-GPS)，前述者亦稱為混合方法。亦可利用其它短距離的本地端定位技術，再次地單獨使用或補強其它技術，例如使用RFID式、紅外線式，及/或藍芽式的感測器以偵測傳送器或位於已知位置的其它信標的彼等技術。在替代性的實施中，感測技術可延伸以決定行動裝置的位置、結合前文所描述的其它技術以作為補強和增進。該等技術可包含：雷達、聲納、使用照相機的光學定位感測，及使用行動裝置的網路之三角定位。
額外的定位技術可替代性地運用於一些實施中。該等額外的技術可以各種組合或子組合，或被單獨地使用的方式來補強其它技術。該等者包含：使用行動裝置205的加速度計、羅盤，及/或迴轉儀功能性藉由考慮加速度、速度，及相對於已知的啟始位置的方向來估測位置。在一些使用的情況中，該等技術經常以可接受的精確性運用於傳統的慣性導航系統。航位推算技術在行動裝置205利用類似的功能性以基於已知的啟始位置參照速度、行進時間，及行進方向來計算位置。
繼續描述說明性方法1400，在方塊1420處，步行導航應用程式1120將呈現使用者界面至使用者105。如同前文所註示者，使用者界面一般性地促使使用者與應用程式互動，和促使使用者存取被支援的該範圍的特徵。在此實例中，如同方塊1425所示，使用者界面提供至少一工具以供使用者105選擇所欲的目的地，例如在購物中心110裡的商店或餐廳，前述選擇係藉由(例如)使用裝置的鍵盤鍵入名稱或藉由從選單中選擇目的地。
在方塊1430中，步行導航應用程式1120可從位置資料庫1330載入一或更多個地圖(第13圖)，該等地圖涵蓋使用者的初始位置和目的地。在一些實施中，位置資料庫1330可在行動裝置205上本地端地實體化或快取，及位置資料庫1330可例如透過與應用程式提供者1205(第12圖)的互動或基於位置服務1240來定期地更新。在其它的實施中，地圖可在需要的基礎上從基於位置服務1240下載，以可能地作為實施的步行導航服務的部分，或至少部分地在雲端上。在本地端行動裝置和雲端式伺服器之間的功能性的區隔和使用以支援步行導航的資料可隨實施來改變。
在方塊1435中，導航子系統1310決定從使用者的初始位置至目標目的地的路線。在典型的實施中，可根據各種因素來最佳化路線，其中一些因素可由使用者來設定為偏好，或該等因素由使用者以每次的旅行為基礎來設定。舉例而言，可對路線進行最佳化以提供最短的路線(意即最少的步驟)、包含具有階層的電扶梯和升降梯的路線，或包含使用者已標示為特別感興趣(意即興趣點)的商店或其它景點的類型者。
在替代性的具體實施例中，步驟1415至1435可由單一步驟取代(如同由虛線方塊1440所指示者)，其中行動裝置205自外部來源接收從使用者的初始位置至目標目的地的路線。舉例而言，在一些情況中，路線可藉由基於位置服務1240來計算(第12圖)，及然後路線可由行動裝置205藉由網際網路來下載。在其它情況中，路線可由在個人電腦1225上執行的獨立或配套的應用程式來計算，及然後路線可藉由本地端USB連接傳輸至行動裝置205，或由行動裝置藉由遠端連接連至電腦來存取。在此情況中，路線可從儲存中取得，或為由步行導航應用程式所利用的一快取。
在方塊1445中，使用者界面1305將產生和提供編碼的振動至使用者105，以作為到達目標目的地的導航指令。提供初始的導航指令來讓使用者105以正確的方向出發，及當使用者沿著所計算的到達目的地之路線行進時週期性地提供編碼的振動。在一些情況中，使用者界面1305可提供使用者105機會以使用在行動裝置205上的圖形顯示來檢視整個路線或部分路線。利用於本發明的導航範例之給定實施中的特定編碼可變化。然而，在典型的應用中，所利用的編碼將為簡單的以促進由使用者105記憶的容易性。可替代性地，編碼可為由使用者整體或部分地選擇，以使得該等編碼可被裁修為個人的偏好，或延伸訊號傳遞以發送逾越導航的資訊。舉例而言，基於位置服務1240(第12圖)可呈現可選擇的特徵至行動裝置使用者以選擇欲被追蹤的位置，以達到當其它被追蹤的使用者(例如朋友和家人)在附近時被通知的目的。所強調的是此追蹤僅由服務1240來執行，以達到促使在使用者的選擇之此通知特徵的目的，及位置資訊不被儲存、共享，或為了達其它目的而使用。
如同前文所註示者，一些行動裝置可經組態以提供相當豐富的配置的振動樣式，該等振動樣式可隨長度、強度、頻率及其它參數來變化，該等其它參數用以在一些情況中支援較高解析度的導航訊號傳遞。然而，甚至最基本的振動功能可被期待以在許多應用中提供滿意的結果。
第15圖圖示包含示例性振動編碼的表格1500，該振動編碼用於將導航指令發送至行動裝置205的使用者105。如同在編碼金鑰1505中所指示者，振動樣式經編碼為包含短時間和長時間振動的字組。如同在此所使用者，詞彙「短」和「長」係相對的，及對任何給定的振動樣式的實際的時間區間可隨實施而變化，只要每一字組可由使用者105合理地感知為不同的。如同所示者，十個不同的導航指令(如同元件符號1510所指示者)可利用於此實例中。可感覺到十個指令集對大部分的使用者的記憶係一合理的數目，及可以一簡單的方式提供精確和可靠的導航，而不導致：利用更精細和廣泛的指令而潛在地引起的模糊性。以此方式，指令集支援使用的簡易性和在使用者的部分之最小的訓練，而依然提供強大的步行導航特徵。強調的是：此特定的導航指令集係說明性的，和其它具有較多或較少的指令的指令集可被利用以在簡易性和如在特定的使用情境中所需的功能之間達到所欲的平衡。可替代性地，具有減少數目的導航指令的指令集可使用於一些情況中。舉例而言，該等指令可利用例如為如同普遍的兒童的遊戲中「正在靠近(getting warmer)」和「正在遠離(getting colder)」的簡單架構，其中兒童被導引至具有線索的隱藏或秘密物件。當該兒童靠近該物件時，其它的遊戲者則說：「你正在靠近(you’re getting warmer)」，及若該兒童遠離該物件時，其它的遊戲者則說：「你正在遠離(you’re getting colder)」。在此使用類似的方式，步行導航應用程式可經組態以：提供一特定的編碼的振動以發出訊號來指示：使用者105正在移動靠近目標目的地(意即為「正在靠近(getting warmer)」)，及發出另一訊號以指示：該使用者正在遠離目標目的地(意即為「正在遠離(getting colder)」)。舉例而言，較為快速的振動可指示：使用者正以正確的方向行進(或正在靠近)；及較為緩慢的振動可指示：使用者正以錯誤的方向行進(或正在遠離)。
指令編號1將週期性地提供至使用者105，如同適當者，以確保使用者：步行導航應用程式正在執行，及該使用者正於路線上行進和正確地遵行導航指令。此特徵促使該使用者105以所欲的速度(輕快、悠閒等等)在路線上行進、在商店櫥窗停下來，或沿著知悉步行導航應用程式1120正在運作及將使得該使用者到所欲的目的地而無迷路的風險之路線來進行其它的活動。當使用者需要注意的時候(例如因為導航指令懸而未決，或接近目的地)，來自指令編號1的「所有者皆良好(All Good)」的訊息將由指令編號2來取代。為了在此實例中支援單單的使用者界面之實施，僅有單一的「返回(backwards)」指令編號3可被利用，及其餘的導航指令包含：基本的方向，例如「向左轉(go left)」、「向右轉(go right)」、「上升(go up)」、「下降(go down)」等等，如顯示於表格1500中者。包含一序列的三個長時間振動字組的指令編號10可經利用以指示使用者105：已抵達目標目的地。可替代性地，指令編號10可被使用以指示該使用者105：感興趣的額外資訊顯示在行動裝置205上。此額外的資訊可維持與目的地(例如購物中心中的目的地餐廳之選單)之上下文關係，或此額外的資訊可為例如系統警示的非上下文資訊。
返回至第14圖，方法1400於方塊1450繼續。在經過一些間隔或事件(可藉由例如時間區段或藉由行動裝置205透過加速度計感知的階數來定義)之後，定位子系統1315(第13圖)決定行動裝置的目前位置。即如初始位置的決定，可利用任何各種不同的定位技術。在方塊1455中，所決定的目前位置可與地圖作比較，及若目前的位置不為目標目的地，及使用者105並未實質地偏離路線(如在個別的決策方塊1460和1465處所指示者)，而後控制返回至方塊1440，及額外的導航指令以編碼的振動之形式提供至使用者105。重覆在方塊1445至1460中的方法，直到使用者105到達目標目的地為止，當到達目標目的地時該方法結束於方塊1470。
當與地圖比較時，若目前的位置經決定為偏離路線逾越一些臨界值(意謂使用者105偏離路線、誤解指令、迷路等等)，則在方塊1475中，計算從目前的位置至目標目的地的新路線，在方塊1445中，適當的新導航指令將以具有編碼的振動的形式提供給使用者105以使得該使用者回到路線上。在一些實施中，臨界值為可變的，或為藉由使用者界面1305(第13圖)而為使用者可選擇的(user-selectable)，以使得在給予正確的導航指令之前可利用一些餘裕和邊限。
當使用者105延著計算的路線行進時逐步地提供導航指令以引導使用者係一有效的方式，因為不需記憶逾越基本代碼的任何事物。使用者將被逐步地引導，及若導航應用程式決定使用者可能需要一提醒(例如因使用者在逾越一些間隔的時間區間係不動的，或顯現為折回步驟)，則如必需地重複導航指令。在一些實施中，步行導航應用程式的使用者界面1305可經排置以呈現當使用者當場想接收導航指令時使用者可操作的控制物件。在說明性的實例中，由使用者105對行動裝置205所發送的連續輕點(意即運動式的輸入)可被使用作為步行導航應用程式的控制輸入。舉例而言，二次輕點可被利用以發出訊號來指示：使用者105欲最後一次導航指令被再次地提供。三次輕點意謂：使用者迷路，及需要計算到達目標目的地的另一新的路線，及由應用程式提供。
第16圖使用最先圖示於第1圖的購物中心110的實例來提供逐步的導航之示圖。在此示例說明中，提供購物中心的內部剖面示圖(其中可注意到示圖係示意性的及未按照尺寸大小繪製)。由使用者105(在從停車場進來之後位於購物中心的底層)所選擇的目的地係位於購物中心的頂層之餐廳1605。在使用者的啟始位置和目標目的地之間所計算的路線係藉由虛線1610圖示。如同所示者，沿著路線1610提供一序列的編碼的振動，以使得使用者105經向上引導二層至餐廳1605。注意到：此序列僅意欲為說明性的，指令的數量和類型可不同於所示者而變化。特定而言，提供導航指令至使用者105的頻率可隨偏好，或在一些情況中的情境而變化。舉例而言，一使用者希望頻繁地更新導航指令，而另一使用者希望較不頻繁地，及大概僅當需要轉彎或搭乘電梯時被給予指令。在一些情況中，例如若呈現為使用者105偏離路線，可較為頻繁地提供指令以製造急迫感。
第17圖圖示使用者105當行動裝置205收存在襯衫的口袋1705時藉由來自該行動裝置205的編碼的振動接收導航指令。有利地，使用者105能夠以免手持(hand-free)的方式接收導航指令。
雖然發明標的已用特定於結構化特徵及/或方法步驟來描述，了解到界定於隨附申請專利範圍的發明標的並不必然地限定於前文所描述的特定特徵或步驟。而是，前文所描述的特定特徵和步驟經揭露為實施申請專利範圍的示例性形式。
100‧‧‧使用環境
105‧‧‧使用者
110‧‧‧購物中心
115‧‧‧汽車
205‧‧‧裝置
210‧‧‧照片
215‧‧‧顯示螢幕
305‧‧‧鍵盤
310‧‧‧圖示
505‧‧‧行動裝置
510‧‧‧按鈕
605‧‧‧行動裝置
610‧‧‧按鈕
615‧‧‧鍵盤部分
620‧‧‧顯示
625‧‧‧箭頭
700‧‧‧分類
705‧‧‧行動裝置功能性
7104‧‧‧短距離通訊
710N‧‧‧USB(通用串列匯流排)連接
715‧‧‧感測器功能性
7151‧‧‧GPS
7152‧‧‧羅盤
7153‧‧‧加速度計
715N‧‧‧迴轉儀
720‧‧‧使用者界面功能性
720N‧‧‧訊號傳遞和警示功能性
800‧‧‧元件
805‧‧‧處理器
810‧‧‧記憶體
815‧‧‧感測器
820‧‧‧聲音元件
825‧‧‧儲存元件
830‧‧‧功率元件
835‧‧‧通訊硬體
710‧‧‧通訊功能性
7101‧‧‧行動電話
7102‧‧‧行動資料
7103‧‧‧無線網路
915‧‧‧軸
1100‧‧‧軟體元件
1105‧‧‧應用程式
1110‧‧‧作業系統
1115‧‧‧硬體層
1120‧‧‧步行導航應用程式
1200‧‧‧雲端計算環境
1205‧‧‧雲端式的應用程式提供者
1210‧‧‧網際網路
1215‧‧‧行動網路
1220‧‧‧ISP(網際網路服務提供者)
1225‧‧‧個人電腦
1230‧‧‧家庭ISP
1235‧‧‧USB連接
1240‧‧‧服務
1300‧‧‧子系統
1305‧‧‧使用者界面
1310‧‧‧導航子系統
840‧‧‧使用者界面硬體
845‧‧‧振動單元
905‧‧‧振動馬達
910‧‧‧偏心質塊
1510‧‧‧導航指令
1605‧‧‧餐廳
1610‧‧‧虛線
1705‧‧‧口袋
1405‧‧‧方塊
1410‧‧‧方塊
1415‧‧‧方塊/步驟
1420‧‧‧方塊/步驟
1425‧‧‧方塊/步驟
1430‧‧‧方塊/步驟
1435‧‧‧方塊/步驟
1440‧‧‧方塊/步驟
1445‧‧‧方塊
1450‧‧‧方塊
1455‧‧‧方塊
1460‧‧‧決策方塊
1465‧‧‧決策方塊
1470‧‧‧方塊
1475‧‧‧方塊
1315‧‧‧定位子系統
1325‧‧‧映射子系統
1330‧‧‧位置資料庫
1500‧‧‧示例性振動編碼的表格
1505‧‧‧編碼金鑰
第1圖圖示說明性的使用環境，其中可實施使用低頻寬訊號傳遞的本發明的導航指令；
第2圖至第6圖圖示各種說明性的行動裝置，該等行動裝置可包含功能性和執行可程式化，該可程式化使用以實施利用低頻寬訊號傳遞的本發明的導航指令之態樣；
第7圖圖示說明性的功能性之分類，該等功能性可由行動裝置支援；
第8圖圖示各種說明性的硬體元件，該等硬體元件包含：振動馬達，該振動馬達典型地可由行動裝置來支援；
第9圖和第10圖圖示說明性的振動馬達的細節；
第11圖圖示可在行動裝置上執行的說明性軟體；
第12圖圖示透過包含網際網路的網路基礎建設與各種雲端式服務進行通訊的說明性的行動裝置；
第13圖圖示五個子系統的說明性排置，該五個子系統的說明性排置可使用軟體整體地或部分地體現，該軟體用以實施使用低頻寬訊號傳遞的本發明的導航指令；
第14圖圖示說明性的方法之流程圖，該方法用以提供使用低頻寬訊號傳遞的導航指令；
第15圖圖示包含示例性振動編碼的表格，該振動編碼用於將導航指令發送至行動裝置使用者；
第16圖圖示在建築物中的說明性路線，其中使用來自行動裝置的編碼的振動來提供各種逐步的導航指令；及
第17圖圖示：使用者藉由來自行動裝置的編碼的振動來接收導航指令。
在圖式中相同的元件符號指示相同的元件。除非另外地指明，元件並未照尺寸大小繪示。
1405．．．方塊
1410．．．方塊
1415．．．方塊/步驟
1420．．．方塊/步驟
1425．．．方塊/步驟
1430．．．方塊/步驟
1435．．．方塊/步驟
1440．．．方塊/步驟
1445．．．方塊
1450．．．方塊
1455．．．方塊
1460．．．決策方塊
1465．．．決策方塊
1470．．．方塊
1475．．．方塊

Claims (23)

  1. 一種由在一行動裝置上執行的一應用程式實施的方法，該方法包含以下步驟：計算從一使用者的位置至一獲取的目標目的地的一路線；及使用具有編碼的振動(encoded vibrations)之形式的低頻寬訊號傳遞，以使用觸覺回授(haptic feedback)來導引該使用者到該目標目的地，將該等編碼的振動如同包含指示一對應導航指令的一特定樣式(specific pattern)的一或更多個間隔而分離的振動之一逐步序列(stepped sequence)般從該行動裝置發送至該使用者，該等編碼的振動是朝向任意方向來發生。
  2. 如請求項1之方法，進一步包含以下步驟：選擇關於如何計算該路線的偏好，該等偏好包含要進行最佳化的準則，該準則包含最短路徑，或具有該使用者的興趣點之一路徑。
  3. 如請求項1之方法，進一步包含以下步驟：利用GPS、A-GPS，或混合定位中的一者以找出在一室內空間的該行動裝置，來決定該使用者的位置。
  4. 如請求項3之方法，進一步包含以下步驟： 獲得該室內空間的一地圖、將該使用者的位置與該地圖作比較，及使用該比較的結果以產生在該逐步序列中的該等導航指令中之一者。
  5. 如請求項4之方法，其中該地圖係從一本地端資料庫讀取或該地圖係從一遠端服務提供者下載。
  6. 如請求項3之方法，進一步包含以下步驟：決定與該路線的一臨界距離，及就在該使用者偏離超過與該路線的該臨界距離後，將：重新計算該路線；及當該使用者行進在該重新計算的路線時，發送導航指令之另一逐步序列。
  7. 如請求項1之方法，其中該等編碼的振動經由短時間振動和長時間振動的樣式來形成字組。
  8. 如請求項1之方法，其中振動編碼經排置以促進記憶。
  9. 一種包含指令的電腦可讀取儲存媒體，當在設置於一行動裝置的一或多個處理器上執行該等指令時，將實施一步行導航應用程式，該步行導航應用程式包含： 一定位子系統，該定位子系統用以當該行動裝置位於室內時決定該行動裝置的一位置；一導航子系統，該導航子系統用以決定到一目標目的地之一路線；及該行動裝置的一使用者界面，該使用者界面(i)用以選擇該目標目的地，及(ii)用以當該使用者行進在該決定的路線時，將導航指令如同可藉由接觸而感知的編碼的振動之一逐步序列般而發送至該使用者，編碼的振動之該逐步序列包含指示一特定導航指令的一樣式中的複數個特定組合的振動中之一者。
  10. 如請求項9之電腦可讀取儲存媒體，其中該定位子系統至少部分地利用GPS來決定該行動裝置的該位置。
  11. 如請求項9之電腦可讀取儲存媒體，其中該定位子系統至少部分地利用Wi-Fi定位來決定該行動裝置的該位置。
  12. 如請求項9之電腦可讀取儲存媒體，其中該定位子系統利用細胞-塔三角定位以至少部分地決定該行動裝置的該位置。
  13. 如請求項9之電腦可讀取儲存媒體，其中該定位子系統至少部分地利用短距離定位來決定該行動裝置的該位 置，該短距離定位使用RFID式、紅外線式，或藍芽式的感測器中的一者。
  14. 如請求項9之電腦可讀取儲存媒體，進一步包含：一映射子系統，該映射子系統用於將該行動裝置的該位置映射至一或更多個地圖，該一或更多個地圖包含該行動裝置的該位置和該目標目的地。
  15. 如請求項9之電腦可讀取儲存媒體，其中該使用者界面經組態用以接收來自該使用者至該行動裝置的基於動作的輸入，該基於動作的輸入包含：輕點，或搖動中的一者。
  16. 一種用於使用低頻寬訊號傳遞來提供導航指令至一行動裝置使用者的方法，該方法包含以下步驟：使得一步行導航應用程式如同來自一基於雲端的提供者的一下載般對該行動裝置使用者為可獲用的；促使該步行導航應用程式在安裝在該行動裝置上之後能被執行，該步行導航應用程式促進要被發送至該使用者的低頻寬訊號傳遞以沿著一路線導引該使用者，當該行動裝置是在一免手持模式時，該訊號傳遞沿著該路線導引該使用者，將產生自觸覺振動的該訊號傳遞編碼入複數個樣式中之一個別樣式，每一樣式(i)包含不同長度的不同間隔振動的一不同組合，及(ii)指示對該使用者的 一特定導航指令；及從該基於雲端的提供者提供更新至該步行導航應用程式。
  17. 如請求項16之方法，進一步包含以下步驟：提供地圖至該步行導航應用程式，該等地圖可由該步行導航應用程式使用以計算該路線。
  18. 如請求項16之方法，其中該低頻寬訊號傳遞係觸覺振動、聲音警示訊號、使用一範圍的溫度之警示訊號，或視覺警示訊號中之一者。
  19. 一種用於提供步行指令的行動裝置，該行動裝置包含：一振動馬達；至少一個處理器，其執行儲存於一記憶體的指令，該處理器經程式化以進行以下步驟：當該行動裝置位於室內時，決定該行動裝置的一位置；決定從該行動裝置的該決定的位置至一目標目的地之一路線；及當該使用者行進在該決定的路線時，將導航指令如同可藉由接觸而感知的編碼的振動之一逐步序列般而經由該振動馬達發送至該使用者，至少一些該等編碼的 振動是朝向不同於與該使用者溝通的一旅行方向的一方向。
  20. 如請求項19之行動裝置，其中朝向一共享的方向來發送在該逐步序列中的所有的編碼的振動。
  21. 如請求項19之行動裝置，其中編碼的振動之該逐步序列包含在該等振動之間的間隔及振動時間的一樣式。
  22. 如請求項19之行動裝置，其中在該發送的步驟中經由複數個樣式中的個別樣式來發送不同的導航指令，每一樣式發送一個別導航指令。
  23. 一種儲存處理指令的處理器可用的記憶體裝置，當由執行在一行動裝置上的一應用程式執行該等處理指令時，將導致一方法的實施，該方法包含以下步驟：計算從一使用者的位置至一獲取的目標目的地的一路線；及使用具有編碼的振動之形式的低頻寬訊號傳遞，以使用觸覺回授來導引該使用者到該目標目的地，將該等編碼的振動如同包含指示一對應導航指令的一特定樣式的一或更多個間隔而分離的振動之一逐步序列般從該行動裝置發送至該使用者，該等編碼的振動是朝向任意方向來發生。
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