TWI565962B - 室內及其週邊地區定位系統、定位方法及行動通訊裝置 - Google Patents

Description

室內及其週邊地區定位系統、定位方法及行動通訊裝置

本發明係關於一種定位系統，特別關於一種使用指向性射頻通訊裝置之定位系統。

行動通訊裝置的普及，使定位系統和導航系統的需求日益增加，定位系統目前多以室外定位為主，例如：全球定位系統(GLOBAL POSISTIONING SYSTEM,GPS)，而，目前室內定位系統技術，則以三角定位法為主，三角定位法須在一個預定區域中，設置至少三個無線訊號發送器(Access Point)，於行動通訊裝置進入預定區域時，根據所接收到的訊號強度，分別決定行動通訊裝置與三個無線訊號發送器之間的距離，再根據三個無線訊號發送器所在之位置、及相對應之距離，分別畫出三個圓形，之後再找出三個圓形的交會點，交會點即為行動通訊裝置目前的定位位置。然而，此定位方法，所需之計算量相當大，若是在行動通訊裝置上進行計算，則會消耗大量電量，因此通常會將接收到之無線訊號強度信息，透過無線網路上傳至雲端伺服器進行計算，再將計算結果之位置信息傳回行動通訊裝置。

然而，如前段所述之利用無線網路上傳至雲端伺服器進行計算的方式，如果行動裝置一時無法連接無線網路，則無法進行定位運算。

因此，如何提供一種簡易方便的定位系統及方法，可以有效提高室內定位的效率，並且可在行動通訊裝置上執行，並且具有電能消耗低、計算量低的優點，已成為重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種能夠降低計算量之室內及其週邊區域定位系統以及定位方法。

為達上述目的，本發明提供一種室內及其週邊區域定位系統，包括一無線裝置配置網絡、一遠端伺服器以及一行動通訊裝置。無線裝置配置網絡佈設在一預定區域。無線裝置配置網絡包括一第一指向性射頻通訊裝置及一第二指向性射頻通訊裝置。第一指向性射頻通訊裝置發送複數個第一射頻訊號，該些第一射頻訊號具有一第一識別資料，該些第一射頻訊號於預定區域形成一第一訊號覆蓋區域。第二指向性射頻通訊裝置發送複數個第二射頻訊號，該些第二射頻訊號具有一第二識別資料，該些第二射頻訊號於該預定區域形成一第二訊號覆蓋區域。遠端伺服器儲存一無線裝置配置網絡資料，無線裝置配置網絡資料包含有第一指向性射頻通訊裝置及第二指向性射頻通訊裝置配置於預訂區域之第一已知位置及第二已知位置。行動通訊裝置儲存一無線裝置配置網絡資料，行動通訊裝置接收該些第一射頻訊號或該些第二射頻訊號的至少其中之一，並根據第一識別資料或第二識別資料及該些無線裝置配置於該預訂區域的位置和訊號強度資料決定並取得一定位位置。

在一實施例中，行動通訊裝置接收該些第一射頻訊號的至少其中之一及該些第二射頻訊號的至少其中之一，並比對第一射頻訊號與第二射頻訊號的訊號強度，並對應該無線配置網絡資料，決定並取得定位位置。

在一實施例中，若第一射頻訊號的訊號強度高於該第二射頻訊號的訊號強度，行動通訊裝置依據第一識別資料取得定位位置，若第二射頻訊號的訊號強度高於第一射頻訊號的訊號強度，行動通訊裝置依據第二識別資料取得定位位置。

在一實施例中，無線裝置配置網絡資料包括第一指向性射頻通訊裝置及第二指向性射頻通訊裝置的第一已知位置及第二已知位置的相對關係。

在一實施例中，第一訊號覆蓋區域與第二訊號覆蓋區域相互重疊。

在一實施例中，第一訊號覆蓋區域與第二訊號覆蓋區域不重疊。

在一實施例中，遠端伺服器更儲存預定區域的室內及其週邊區域佈局與各個指向性射頻通訊裝置相對位置關係的地圖資料，行動通訊裝置無線連接遠端伺服器，以取得地圖資料。

在一實施例中，第一指向性射頻通訊裝置及第二指向性射頻通訊裝置分別包括：一射頻訊號收發模組，產生第一射頻訊號或第二射頻訊號；以及一指向性天線模組，傳送第一射頻訊號或第二射頻訊號，以覆蓋第一訊號覆蓋區域或第二訊號覆蓋區域。

在一實施例中，第一指向性射頻通訊裝置及第二指向性射頻通訊裝置分別包括：一射頻訊號收發模組，產生第一射頻訊號或第二射頻訊號；一全向性天線模組，傳送第一射頻訊號或第二射頻訊號；以及一訊號指向模組，搭配天線模組，使第一射頻訊號或第二射頻訊號具有指向性。

在一實施例中，無線裝置配置網絡更包括複數個指向性射頻通訊裝置，且各該些指向性射頻通訊裝置分別具有不同的一識別資料。

在一實施例中，行動通訊裝置接收位於預定區域中之至少一目標位置，並依據定位位置、目標位置及無線裝置配置網絡規劃至少一路徑。

在一實施例中，路徑係由定位位置及目標位置之間的該些指向性射頻通訊裝置所連接形成，且路徑的起點為第一指向性射頻通訊裝置或第二指向性射頻通訊裝置。

在一實施例中，路徑包含一方向指示，方向指示為往目標位置方向的次一指向性射頻通訊裝置。

為達上述目的，本發明提供一種定位方法，與一無線裝置配置網絡及一遠端伺服器配合使用，用於室內及其週邊區域之定位。無線裝置配置網絡包括一第一指向性射頻通訊裝置及一第二指向性射頻通訊裝置並佈設於一預定區域。遠端伺服器儲存一無線裝置配置網絡資料，無線裝置配置網絡資料包含有第一指向性射頻通訊裝置及第二指向性射頻通訊裝置配置於預訂區域之之第一已知位置及第二已知位置。定位方法係由一行動通訊裝置執行，行動通訊裝置儲存一無線裝置配置網絡資料，定位方 法包括下列步驟：接收一第一指向性射頻通訊裝置發送的複數個第一射頻訊號的其中之一，或接收及一第二指向性射頻通訊裝置發送的複數個第二射頻訊號的其中之一，該些第一射頻訊號具有一第一識別資料，該些第一射頻訊號於一預定區域形成一第一訊號覆蓋區域，該些第二射頻訊號具有一第二識別資料，該些第二射頻訊號於預定區域形成一第二訊號覆蓋區域；以及根據第一識別資料或第二識別資料，並對應無線配置網絡資料，決定並取得一定位位置。

在一實施例中，定位方法更包括：比對第一射頻訊號與第二射頻訊號的訊號強度，並對應無線配置網絡資料，決定並取得定位位置。

在一實施例中，若第一射頻訊號的訊號強度高於該第二射頻訊號的訊號強度，依據第一識別資料，並對應無線配置網絡資料，決定並取得定位位置，若第二射頻訊號的訊號強度高於第一射頻訊號的訊號強度，依據第二識別資料，並對應無線配置網絡資料，決定並取得定位位置。

在一實施例中，無線裝置配置網絡資料包括第一指向性射頻通訊裝置及第二指向性射頻通訊裝置之配置位置的相對關係。

在一實施例中，無線裝置配置網絡更包括複數個指向性射頻通訊裝置，且各該些指向性射頻通訊裝置分別具有不同的一識別資料。

在一實施例中，定位方法更包括：接收位於預定區域中之至少一目標位置，並依據定位位置、目標位置及無線裝置配置網絡規劃至少一路徑。

在一實施例中，路徑係由定位位置及目標位置之間的該些指向性射頻通訊裝置所連接形成，且路徑的起點為第一指向性射頻通訊裝置或第二指向性射頻通訊裝置；且路徑的終點為最靠近目標位置之第一指向性射頻通訊裝置或第二指向性射頻通訊裝置。

為達上述目的，本發明提供一種行動通訊裝置，應用於一室內及其週邊區域定位系統，室內及其週邊區域定位系統包括一無線裝置配置網絡、遠端伺服器及行動通訊裝置。無線裝置配置網絡佈設在一預定區域，無線裝置配置網絡包括一第一指向性射頻通訊裝置及一第二指向性射頻通訊裝置，第一指向性射頻通訊裝置佈設在預定區域的一第一已知位 置，第二指向性射頻通訊裝置佈設在預定區域的一第二已知位置。遠端伺服器儲存一無線裝置配置網絡資料，無線裝置配置網絡資料包含有第一指向性射頻通訊裝置及第二指向性射頻通訊裝置配置於預訂區域之第一已知位置及第二已知位置；行動通訊裝置包括一記憶單元以及一或多數個處理單元，記憶單元儲存有接收自該遠端處理器的無線裝置配置網絡資料、一定位方法及多數個指令，一或多數個處理單元耦接記憶單元，一或多數個處理單元執行該些指令而有以下作動：接收一第一指向性射頻通訊裝置發送的複數個第一射頻訊號的其中之一，或接收及一第二指向性射頻通訊裝置發送的複數個第二射頻訊號的其中之一，該些第一射頻訊號具有一第一識別資料，該些第一射頻訊號於預定區域形成一第一訊號覆蓋區域，該些第二射頻訊號具有一第二識別資料，且該些第二射頻訊號於預定區域形成一第二訊號覆蓋區域；以及根據第一識別資料或第二識別資料，並對應無線配置網絡資料，決定並取得一定位位置。

在一實施例中，一或多數個處理單元執行該些指令而更包括以下作動：比對第一射頻訊號與第二射頻訊號的訊號強度，並對應無線裝置配置網絡資料，決定並取得定位位置。

在一實施例中，若第一射頻訊號的訊號強度高於第二射頻訊號的訊號強度，依據第一識別資料，並對應無線裝置配置網絡資料，決定並取得定位位置，若第二射頻訊號的訊號強度高於第一射頻訊號的訊號強度，依據第二識別資料，並對應無線裝置配置網絡資料，決定並取得定位位置。

在一實施例中，無線裝置配置網絡資料包括第一指向性射頻通訊裝置及第二指向性射頻通訊裝置之配置位置的相對關係。

在一實施例中，無線裝置配置網絡更包括複數個指向性射頻通訊裝置，且各該些指向性射頻通訊裝置分別具有不同的一識別資料。

在一實施例中，一或多數個處理單元執行複數個指令而更包括以下作動：接收位於預定區域中之至少一目標位置，並依據定位位置、目標位置及無線裝置配置網絡規劃至少一路徑。

在一實施例中，路徑係由定位位置及該目標位置之間的些 指向性射頻通訊裝置所連接形成，且路徑的起點為第一指向性射頻通訊裝置或第二指向性射頻通訊裝置；且路徑的終點為最靠近目標位置之第一指向性射頻通訊裝置或第二指向性射頻通訊裝置。

綜上所述，本發明之定位系統係藉由比對無線裝置配置網絡之複數個指向性射頻通訊裝置之訊號強度及其具體位置，以定位使用者目前之定位位置，由於只需比對所接收之複數個指向性射頻通訊裝置的訊號強度，因此計算量較習知技術之三角定位法要少，因此可有效節省行動通訊裝置之各軟硬體資源，以及有效降低所需耗費之電力，且無線裝置配置網絡可依據預定區域進行調整，可根據客戶需求達到最佳定位效果。

1‧‧‧無線裝置配置網絡

11‧‧‧射頻訊號收發模組

12‧‧‧指向性天線模組

13‧‧‧全向性天線模組

14‧‧‧訊號指向模組

15‧‧‧電氣裝置

16‧‧‧電源座

17、17’‧‧‧適配器

1-1F‧‧‧第一無線裝置配置網絡

1-2F‧‧‧第二無線裝置配置網絡

1-3F‧‧‧第三無線裝置配置網絡

2‧‧‧遠端伺服器

3‧‧‧行動通訊裝置

31‧‧‧記憶單元

32‧‧‧處理單元

33‧‧‧顯示單元

34、34a‧‧‧方向指示標記

35、35a‧‧‧路徑

4、5‧‧‧預定區域

5-1F‧‧‧一樓

5-2F‧‧‧二樓

5-3F‧‧‧三樓

A、P‧‧‧定位位置

A’、P’‧‧‧目標位置

B1~B36‧‧‧指向性射頻通訊裝置

B1A‧‧‧第一訊號覆蓋區域

B2A‧‧‧第二訊號覆蓋區域

G1‧‧‧第一出入口

G2‧‧‧第二出入口

G3‧‧‧第三出入口

S‧‧‧室內及其週邊區域定位系統

S10、S12、S20、S30‧‧‧步驟

圖1為本發明較佳實施例之一種定位系統之示意圖。

圖2為本發明一實施例之一種定位方法的步驟流程圖。

圖3為本發明另一實施例之一種定位方法的步驟流程圖，本實施例之定位方法。

圖4A為行動通訊裝置顯示預定區域上一路徑規畫之示意圖。

圖4B為圖4A之行動通訊裝置之路徑規畫放大圖。

圖5A為本發明之定位系統應用於多樓層之一預定區域之示意圖。

圖5B為行動通訊裝置顯示多樓層之預定區域之路徑規畫示意圖。

圖6A係為本發明之第一指向性射頻通訊裝置之示意圖。

圖6B為本發明之第一指向性射頻通訊裝置之另一示意圖。

圖6C為本發明之第一指向性射頻通訊裝置之又一示意圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種定位系統以及定位方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

請參照圖1，圖1為本發明較佳實施例之一種室內及其週邊區域定位系統S之示意圖，室內及其週邊區域定位系統S包括一無線裝置配置網絡1、一遠端伺服器2、以及一行動通訊裝置3。圖中以上方為北(N)方(如圖中右上處箭頭所指之方向)。其中，本實施例之無線裝置配置網絡 1係指由複數個指向性射頻通訊裝置所配置而成的網絡(Network)，且本實施例係以三十六個指向性射頻通訊裝置B1~B36配置形成的無線裝置配置網絡1為例說明。另外，本實施例之指向性射頻通訊裝置B1~B36係指可發出具有指向性(directional)無線射頻(radio-frequency，RF)訊號的裝置，例如可發出具有指向性無線射頻訊號的WiFi無線裝置(IEEE 802.11)、藍牙無線裝置、或低功耗藍牙無線裝置等，其細節於後詳述。

無線裝置配置網絡1佈設在一預定區域4，其中，本實施例之預定區域4係指有定位或導航需求的區域範圍，可例如但不限於停車場、賣場、百貨公司、或商辦大樓等室內空間。同時，本實施例中「室內及其週邊區域」即可為上述室內(或地下)停車場、賣場、百貨公司、或商辦大樓等室內空間及其週邊區域；而「週邊區域(surrounding area or peripheral area)」則可例如為前述之賣場、百貨公司、或商辦大樓等建物所附隨之室外停車場、廣場、相鄰道路或空曠處，但本發明並不以此為限。本實施例係將複數個指向性射頻通訊裝置B1~B36配置於預定區域4。各指向性射頻通訊裝置B1~B36配置於預定區域4的各個配置位置對室內及其週邊區域定位系統S而言為已知的位置。如圖1所示，本實施例之指向性射頻通訊裝置B1~B36係以棋盤式的方式配置於預定區域4中，當然，配置方式亦可依據實際需求，以不同方式配置在預定區域4中。舉例而言，指向性射頻通訊裝置B1~B36亦可沿著預定區域4中一特定行走區域配置(特定行走區域可為直線、非線性或具有一路線規劃之區域)。

較佳的，本實施例之室內及其週邊區域定位系統S包括遠端伺服器2，且遠端伺服器2具有前述之預定區域4的無線裝置配置網絡資料，以及室內及其週邊區域佈局與各個指向性射頻通訊裝置B1~B36相對位置關係的地圖資料。其中，本實施例之無線裝置配置網絡資料係指該些指向性射頻通訊裝置B1~B36所配置的各個已知位置的相對關係。本實施例之行動通訊裝置3可例如但不限於為平板電腦、個人數位助理、智慧型行動電話，或其它電子裝置等等，而以下的行動通訊裝置3係以智慧型行動電話為代表說明。當使用者持有行動通訊裝置3並進入預定區域4時，可透過無線網路，無線連接遠端伺服器2，將遠端伺服器2中之預定區域4 的地圖資料和無線裝置配置網絡資料下載並儲存於行動通訊裝置3中。室內及其週邊區域佈局與各個指向性射頻通訊裝置B1~B36相對位置關係的地圖資料，指的是室內及其週邊區域定位系統S所裝設的建築物室內(含其週邊區域)的室內佈局(layout)與各個指向性射頻通訊裝置B1~B36的相對位置關係的圖資，其能使使用者或系統知道每個指向性射頻通訊裝置B1~B36在室內區域的實際裝設位置。當然，在其他實施例中，預定區域4的地圖資料以及無線裝置配置網絡資料亦可預先儲存於行動通訊裝置3中，本發明並不限制。另外，遠端伺服器2還可儲存賣場資訊、特賣訊息等，提供使用者下載儲存。

如前述，本實施例之指向性射頻通訊裝置B1~B36可發送具有指向性的無線射頻訊號，且不同的指向性射頻通訊裝置B1~B36所發送的無線射頻訊號中，具有不同的識別資料(Digital ID)，識別資料通常是一組識別碼，儲存於無線射頻訊號封包中，當行動通訊裝置3接收到不同的指向性射頻通訊裝置B1~B36的無線訊號時，可根據無線射頻訊號封包中的識別資料(識別碼)，辨識出是哪個指向性射頻通訊裝置所發送的無線射頻訊號。因此，本實施例之室內及其週邊區域定位系統S可藉由指向性射頻通訊裝置B1~B36所發出的無線射頻訊號、具體配置位置(即各個指向性射頻通訊裝置B1~B36在預定區域4內的裝設位置)的相對關係，以取得行動通訊裝置3的定位位置，亦即對行動通訊裝置3定位。以下以第一指向性射頻通訊裝置B1和第二指向性射頻通訊裝置B2為例說明。

在本實施例中，行動通訊裝置3包括一記憶單元31、一或多數處理單元32和一顯示單元33。記憶單元31除了儲存前述之無線裝置配置網絡資料以外，更儲存一定位方法及對應該定位方法的複數個指令，處理單元32耦接記憶單元31，以執行該定位方法。

請參照圖2，圖2為本發明一實施例之一種用於室內及其週邊區域定位的定位方法的步驟流程圖。本發明之定位方法至少包括下列步驟：接收一第一指向性射頻通訊裝置發送的複數個第一射頻訊號的其中之一，或接收及一第二指向性射頻通訊裝置發送的複數個第二射頻訊號的其中之一。該些第一射頻訊號具有一第一識別資料，該些第一射頻訊號於一 預定區域形成一第一訊號覆蓋區域。該些第二射頻訊號具有一第二識別資料，該些第二射頻訊號於該預定區域形成一第二訊號覆蓋區域(步驟S10)；根據第一識別資料或第二識別資料，對應無線配置網絡資料，決定並取得定位位置(步驟S20)。

請先參考圖1所示，本實施例之第一指向性射頻通訊裝置B1發送複數個第一射頻訊號，其中，第一射頻訊號具有一第一識別資料。第二指向性射頻通訊裝置B2發送複數個複數個第二射頻訊號，且第二射頻訊號具有一第二識別資料。如前所述，行動通訊裝置3自遠端伺服器2下載取得無線裝置配置網絡資料，於此係指第一指向性射頻通訊裝置B1及第二指向性射頻通訊裝置B2之具體配置位置(即各個指向性射頻通訊裝置B1、B2在預定區域4內的具體裝設位置)的相對位置關係。因此，在步驟S10中，當行動通訊裝置3接收到第一射頻訊號時，接著進入步驟S20，行動通訊裝置3可由第一識別資料得知其係由第一指向性射頻通訊裝置B1所發出，並可得知行動通訊裝置3位於第一指向性射頻通訊裝置B1附近。而當行動通訊裝置3接收到第二射頻訊號時(步驟S10)，亦可由第二識別資料得知其係由第二指向性射頻通訊裝置B2所發出(步驟S20)，並可得知行動通訊裝置3位於第二指向性射頻通訊裝置B2附近。

詳細而言，第一指向性射頻通訊裝置B1所發送複數個第一射頻訊號可在預定區域4中形成一第一訊號覆蓋區域B1A，而第二指向性射頻通訊裝置B2所發送複數個第二射頻訊號則可在預定區域4中形成一第二訊號覆蓋區域B2A。具體而言，本實施例之訊號覆蓋區域即為無線射頻訊號所涵蓋的範圍。於本實施例中，以賣場為例，第一指向性射頻通訊裝置B1和第二指向性射頻通訊裝置B2係設置於預定區域4的上方區域，例如：設置於天花板或照明燈具上，故第一訊號覆蓋區域B1A及第二訊號覆蓋區域B2A形成於預定區域4的上方區域至地面之間。於本實施例中，第一訊號覆蓋區域B1A和第二訊號覆蓋區域B2A於預定區域4的地面上形成一圓形區域(如圖1所示)。然而，第一訊號覆蓋區域B1A和第二訊號覆蓋區域B2A於預定區域4的地面上所形成的形狀亦可依據實際需求而變更為其他形狀，例如、矩形或橢圓形等，於本發明不作其他限制。而且，第一 訊號覆蓋區域B1A和第二訊號覆蓋區域B2A可互相重疊或是不重疊，於本實施例中，第一訊號覆蓋區域B1A和第二訊號覆蓋區域B2A係為互相重疊，然而，其可依據實際需求進行調整，本發明不作其他限制。

而在步驟S10中，行動通訊裝置3可接收第一射頻訊號或第二射頻訊號，並於步驟S20中，根據第一識別資料或第二識別資料，以取得定位位置A，亦即，行動通訊裝置3的所在位置。舉例而言，本實施例之行動通訊裝置3位於第二訊號覆蓋區域B2A，此時，行動通訊裝置3可接收到第二射頻訊號(步驟S10)，並由第二識別資料得知其位於第二指向性射頻通訊裝置B2的附近(步驟S20)。另外，行動通訊裝置3的處理單元32更可於記憶單元31所儲存之預定區域4的地圖資料上標記定位位置A，並顯示於行動通訊裝置3的顯示單元33，可先參考圖4A所示，定位位置A對應於圖1所示之第二指向性射頻通訊裝置B2處，並可供使用者參考。當然，在其他實例中，行動通訊裝置3亦可位於第一訊號覆蓋區域B1A，並經由處理單元32執行前述之步驟S10及步驟S20後，顯示單元33即可顯示定位位置A對應於圖1所示之第一指向性射頻通訊裝置B1處，其細節於此不加贅述。

圖3為本發明另一實施例之一種定位方法的步驟流程圖，本實施例之定位方法，用於室內及其週邊區域的定位，同樣係由行動通訊裝置3所執行。請參考圖3所示，較佳的，在步驟S20之前，更可包括步驟S12，比對第一射頻訊號與第二射頻訊號的訊號強度。具體而言，當行動通訊裝置3位於第一訊號覆蓋區域B1A及第二訊號覆蓋區域B2A相互重疊的位置時，行動通訊裝置3可同時接收到第一射頻訊號及第二射頻訊號。此時，先進入步驟S12，比對第一射頻訊號或第二射頻訊號的訊號強度，選出訊號強度較高者，並依據訊號強度較高者得識別資料及其具體配置位置(即無線裝置配置網絡資料)，決定並取得定位位置A。舉例而言，若第一射頻訊號的訊號強度高於第二射頻訊號的訊號強度，行動通訊裝置3則依據第一識別資料及其具體配置位置(即無線裝置配置網絡資料)，決定並取得定位位置A。且行動通訊裝置3的顯示單元33上會顯示定位位置A位於第一指向性射頻通訊裝置B1的第一訊號覆蓋區域B1A內。若第二射頻訊 號的訊號強度高於第一射頻訊號的訊號強度，行動通訊裝置3則依據第二識別資料及其具體配置位置(即無線裝置配置網絡資料)，決定並取得定位位置A，亦即行動通訊裝置3的顯示單元33上會顯示定位位置A位於第二指向性射頻通訊裝置B2的第二訊號覆蓋區域B2A內。

較佳的，當行動通訊裝置3接收到複數個無線訊號時，可先將該些無線訊號的強度與一預設之閾值(Threshold)進行比對，當強度大於預設之閾值時，才進行後續的比對及判斷識別資料的步驟(步驟S12及步驟S20)，進而可先過濾配置位置距離較遠的指向性射頻通訊裝置(B1~B36)。

本實施例之室內及其週邊區域定位系統S及行動通訊裝置3所執行的定位方法，除了定位的功能以外，更具有導航的功能。如圖3所示，本實施例之定位方法更包括步驟S30，接收位於預定區域中之至少一目標位置，並依據定位位置、目標位置及無線裝置配置網絡規劃至少一路徑。以下搭配圖4A及圖4B進一步說明。

圖4A為圖1所示之行動通訊裝置顯示預定區域上一路徑規畫之示意圖，請一同參照圖4B，圖4B為圖4A之行動通訊裝置之路徑規畫放大圖。而圖4B中以上方為北(N)方(如圖中右上處箭頭所指之方向)。首先，本實施例之行動通訊裝置3的顯示單元33為觸控式顯示單元，故使用者可直接於顯示單元33進行點擊、觸碰或按壓等的實體動作，並因此實體動作經過行動通訊裝置3的韌體(firmware)轉換為訊號，進而再通過輸入模組驅動器(input module driver)將該訊號轉換成輸入事件。輸入事件可引發程式對應地產生反應。舉例而言，在賣場時，當使用者想購買沙發時，且由賣場的所公布的資訊中得知沙發擺設區位於目標位置A’時，可直接於行動通訊裝置3端輸入一目標位置A’，即為前述之輸入事件。其中，目標位置A’可以為鄰近之指向性射頻通訊裝置的編號，本實施例可以為B28。而處理單元32可依據該輸入事件對應地產生反應，於本實施例中，即為根據定位位置A(使用者目前位置)以及目標位置A’，並搭配無線裝置配置網絡1以規劃至少一路徑35，亦即路徑35的起點為定位位置A，而路徑35的終點為目標位置A’，室內及其週邊區域定位系統S根據起點(定 位位置A)和終點(目標位置A’)規劃路徑35。如圖4B所示，路徑35可由第二指向性射頻通訊裝置B2、第八指向性射頻通訊裝置B8、第十四指向性射頻通訊裝置B14、第十五指向性射頻通訊裝置B15、第十六指向性射頻通訊裝置B16、第二十二指向性射頻通訊裝置B22和第二十八指向性射頻通訊裝置B28所構成。因此，路徑35係由定位位置A及目標位置A’之間的指向性射頻通訊裝置所連接形成。

當然，在其他實施例中，定位方法更可包含一檢索程式，使用者可直接輸入「沙發」關鍵字。此時，處理單元32於預先儲存於記憶單元31內的賣場資料中，先找出沙發擺設區，並將目標位置A’標示於賣場的地圖資料中，且顯示於顯示單元33以供使用者參考。接著，如前述規劃出一較佳的路徑，以指引使用者到沙發擺設區選購產品。

較佳的，如圖4B所示，行動通訊裝置3之顯示單元33除了可顯示無線裝置配置網絡2相對應之無線裝置配置網絡資料及地圖資料外，更可顯示一方向指示標記34。當然，在其他實施例中，亦可僅顯示方向指示標記34。本實施例之方向指示標記34係用於指示使用者下一步行進的方向。以圖4B為例說明，在路徑35中，即指定位位置A走向下一個指向性射頻通訊裝置(本實施例為第八指向性射頻通訊裝置B8)的方向。也就是，當使用者在定位位置A時，方向指示標記34即會指示使用者往北走。而當使用者走到第八指向性射頻通訊裝置B8的位置時，方向指示標記34持續顯示往北的方向，當使用者走到第十四指向性射頻通訊裝置B14的位置時，方向指示標記34則顯示往東的方向，以此類推，直到使用者到達目標位置A’。本實施例之方向指示標記34皆係指示使用者下一步需朝向哪一個指向性射頻通訊裝置前進，故顯示單元33亦可僅顯示方向指示標記34，即可達到指引使用者到達目標位置A’的導航功能。

此外，預定區域4還可包括複數個次區域，且由於行動通訊裝置3可無線連接遠端伺服器2，取得對應於預定區域4之賣場資訊，因此行動通訊裝置3可在使用者移動至不同位置，即提供不同次區域之賣場資訊。

在一實施例中，室內及其週邊區域定位系統S亦可應用在 多樓層的預定區域5。請參照圖5A和圖5B，圖5A為本發明之定位系統應用於多樓層之一預定區域之示意圖。圖5B為行動通訊裝置顯示多樓層之預定區域之路徑規畫示意圖。

於本實施例中，室內及其週邊區域定位系統S包括有一第一無線裝置配置網絡1-1F、一第二無線裝置配置網絡1-2F和一第三無線裝置配置網絡1-3F，分別配置在預定區域5的一樓5-1F、二樓5-2F和三樓5-3F。

預定區域5的一樓5-1F、二樓5-2F和三樓5-3F，係分別具有一上下樓之第一出入口G1、第二出入口G2和第三出入口G3。第一出入口G1、第二出入口G2和第三出入口G3可為樓梯、電梯、手扶梯、或斜面走道。當使用者於行動通訊裝置3輸入一目標位置P’時，行動通訊裝置3根據使用者之定位位置P及目標位置P’規劃一路徑35a，亦即路徑35a的起點為定位位置P，而路徑35a的終點為目標位置P’，行動通訊裝置3根據起點(定位位置P)和終點(目標位置P’)規劃路徑35a。路徑35a係須由預定區域5之一樓5-1F之第二十二指向性射頻通訊裝置B22、走向第二十一指向性射頻通訊裝置B21、第二十指向性射頻通訊裝置B20，抵達第十九指向性射頻通訊裝置B19。在本實施例中，方向指示標記34a亦可以為指示樓層方向，如圖5B所示之「上樓」、「本樓層」及、「下樓」。當抵達第十九指向性射頻通訊裝置B19的位置時，行動通訊裝置3顯示「上樓」的方向指示標記34a，指示使用者需至三樓5-3F，待使用者抵達三樓5-3F後，依據處理單元32所規劃之路徑35a，會再提示使用者須走出第三出入口G3，走向三樓3F的第十九指向性射頻通訊裝置B19、第二十指向性射頻通訊裝置B20、第二十一指向性射頻通訊裝置B21和第二十二指向性射頻通訊裝置B22。當使用者到達第二十二指向性射頻通訊裝置B22處時，行動通訊裝置3即會提示使用者已抵達目標位置P’。同樣的，路徑35a係由定位位置P及目標位置P’之間的指向性射頻通訊裝置所連接形成。其中，本實施例之方向指示標記34a亦可根據實際需求指示使用者上樓、下樓、或於本樓層走動。

該等指向性射頻通訊裝置B1~B36皆係與遠端伺服器2無線 連接，遠端伺服器2係可規劃預定區域4中的各區域用途，因此遠端伺服器2可設定設置於無線裝置配置網絡2的邊界之指向性射頻通訊裝置B1~B6、B7、B12、B13、B18、B19、B24、B25、B30和B31~B36為邊界指向性射頻通訊裝置，當行動通訊裝置3的消費者所經區域，超過該等邊界指向性射頻通訊裝置時，遠端伺服器2即透過行動通訊裝置3提供一警示訊號給消費者。

以下請參照圖6A至圖6C，於圖6A、圖6B及圖6C中，係以第一指向性射頻通訊裝置B1為例，其他指向性射頻通訊裝置B2~B36之結構皆與第一指向性射頻通訊裝置B1結構相同，因此不於後贅述。

請先參照圖6A，圖6A係為本發明之第一指向性射頻通訊裝置之示意圖。第一指向性射頻通訊裝置B1包括一射頻訊號收發模組11和一指向性天線模組12。射頻訊號收發模組11係電性連接指向性天線模組12，射頻訊號收發模組係產生複數個無線射頻訊號，並傳送至指向性天線模組12。射頻訊號收發模組11可例如但不限於WiFi無線裝置(IEEE802.11)、藍牙無線裝置、或低功耗藍牙無線裝置等。指向性天線模組12係為一指向性天線(directional antenna)，接收射頻訊號收發模組11產生之無線射頻訊號，並將該等無線射頻訊號以非全方位的方式發送。換句話說，即是在垂直方向或水平方向，並非360度全方位發送訊號，例如：只針對天線前方120度夾角區域發送訊號。其中指向性天線模組12可根據實際需求調整無線射頻訊號發送的區域，因此，第一指向性射頻通訊裝置B1可在預定區域4上，形成第一訊號覆蓋區域B1A(參見圖1所示)。

請再參照圖6B，圖6B為本發明之第一指向性射頻通訊裝置之另一示意圖。本實施例中之第一指向性射頻通訊裝置B1包括一射頻訊號收發模組11、一全向性天線模組13和一訊號指向模組14，其中，射頻訊號收發模組11係電性連接全向性天線模組13，射頻訊號收發模組11係產生複數個無線訊號，並傳送至全向性天線模組13。全向性天線模組13係為全向性天線(Omni-directional antenna)，其可在垂直方向或水平方向之360度範圍發送無線訊號。圖6B之第一指向性射頻通訊裝置B1即係利用訊號指向模組14達成發送指向性無線訊號。此外，本實施例中的全向性天 線模組13亦可由指向性天線模組12代替，其並不妨礙達成發送指向性無線訊號的目的。訊號指向模組14係為一拋物體之反射罩(parabolic trim)，其內表面係設置有至少一無線訊號反射材料層，以反射第一指向性射頻通訊裝置B1所發送之無線射頻訊號。於圖6B中，全向性天線模組13係設置在訊號指向模組14(拋物體之反射罩)的焦點或其附近，可有效將無線訊號有效集中至訊號指向模組14開口區域，而非全向性(360度)發送無線訊號，因此，第一指向性射頻通訊裝置B1可在預定區域4上，形成第一訊號覆蓋區域B1A(參見圖1所示)。而在實際使用上，第一指向性射頻通訊裝置B1得與室內或其週邊區域的照明設備搭配使用。如圖6B所示，射頻訊號收發模組11與全向性天線模組13可藉由一適配器17(adaptor)裝設在原本裝設有燈泡的交流(或是直流)電源座16(AC/DC power source)上，而訊號指向模組14則可沿用原本照明設備上的拋物體狀的燈罩。藉此，在裝設第一指向性射頻通訊裝置B1(其他指向性射頻通訊裝置亦同)時，可直接利用原本就已經架設好的照明設備，將其中的燈泡卸下，並將本實施例中的第一指向性射頻通訊裝置B1裝在電源座16上，因而在佈設無線裝置配置網絡1的時候，具有方便架設之優點，而無須加設額外之硬體。

請再參照圖6C，圖6C為本發明之第一指向性射頻通訊裝置之又一示意圖。本實施例中之第一指向性射頻通訊裝置B1包括一射頻訊號收發模組11、一指向性天線模組12。射頻訊號收發模組11係產生複數個無線訊號，並傳送至指向性天線模組12。指向性天線模組12則如同圖6A中所示的指向性天線模組12，將該等無線射頻訊號以非全方位的方式發送，並可根據實際需求調整無線射頻訊號發送的區域。因此，本實施例之第一指向性射頻通訊裝置B1同樣可在預定區域4上，形成第一訊號覆蓋區域B1A(參見圖1所示)。而在實際使用上，與圖6B所示的類似，第一指向性射頻通訊裝置B1得與室內或其週邊區域的照明或其他電器設備搭配使用。如圖6C所示，射頻訊號收發模組11與指向性天線模組12可藉由一適配器17(adaptor)裝設在原本裝設有電氣裝置的交流(或是直流)電源座16(AC/DC power source)上，並且再藉由另一適配器17’將原本設於該處的其他電氣裝置(例如：喇叭、燈泡、警報器...等)15與射頻訊號收發 模組11及指向性天線模組12搭配連接。藉此，在裝設第一指向性射頻通訊裝置B1(其他指向性射頻通訊裝置亦同)時，可直接利用原本就已經架設好的電器設備，將其中的電氣裝置15卸下，並將本實施例中的第一指向性射頻通訊裝置B1裝在電源座16上後，再將原本裝設於該處的電氣裝置15裝於其上。因而在佈設無線裝置配置網絡1的時候，具有方便架設之優點，而無須加設額外之硬體，同時，亦不會妨礙原本設於該處電器設備發揮其原有之功能。

本發明更提供一種定位方法，用於室內及其週邊區域定位，係與一無線裝置配置網絡及一遠端伺服器配合使用，定位方法係由一行動通訊裝置執行，行動通訊裝置儲存一無線裝置配置網絡資料。本發明又提供一種行動通訊裝置，應用於一定位系統，定位系統包括一無線裝置配置網絡、一遠端伺服器及行動通訊裝置，行動通訊裝置包括一記憶單元以及一或多數個處理單元，記憶單元儲存一無線裝置配置網絡資料、一定位方法及多數個指令，該一或多數個處理單元耦接記憶單元，一或多數個處理單元執行該定位方法及對應的該些指令。其中，行動通訊裝置及其所執行之定位方法的細節內容可參考前述，於此不加贅述。

綜上所述，本發明之定位系統係藉由比對無線裝置配置網絡之複數個指向性射頻通訊裝置之訊號強度，以定位使用者目前之定位位置，由於只需比對所接收之複數個指向性射頻通訊裝置的訊號強度，因此計算量較習知技術之三角定位法要少，因此可有效節省行動通訊裝置之各軟硬體資源，以及有效降低所需耗費之電力，且無線裝置配置網絡可依據預定區域進行調整，可根據客戶需求達到最佳定位效果。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧無線裝置配置網絡

2‧‧‧遠端伺服器

3‧‧‧行動通訊裝置

4‧‧‧預定區域

B1~B36‧‧‧指向性射頻通訊裝置

B1A‧‧‧第一訊號覆蓋區域

B2A‧‧‧第二訊號覆蓋區域

S‧‧‧室內及其週邊區域定位系統

Claims (23)

1. 一種室內及其週邊區域定位系統，包括：一無線裝置配置網絡，佈設在一預定區域，該無線裝置配置網絡包括：一第一指向性射頻通訊裝置，佈設在該預定區域的一第一已知位置並發送複數個第一射頻訊號，該些第一射頻訊號具有一第一識別資料，該些第一射頻訊號於該預定區域形成一第一訊號覆蓋區域；及一第二指向性射頻通訊裝置，佈設在該預定區域的一第二已知位置，發送複數個第二射頻訊號，該些第二射頻訊號具有一第二識別資料，該些第二射頻訊號於該預定區域形成一第二訊號覆蓋區域；一遠端伺服器，儲存一無線裝置配置網絡資料，該無線裝置配置網絡資料包含有該第一指向性射頻通訊裝置及該第二指向性射頻通訊裝置配置於該預訂區域之該第一已知位置及該第二已知位置，且該無線裝置配置網絡資料更包含該第一指向性射頻通訊裝置及該第二指向性射頻通訊裝置的該第一已知位置及該第二已知位置的相對關係；以及一行動通訊裝置，無線連接該遠端伺服器以取得該無線裝置配置資料，且該行動通訊裝置接收該些第一射頻訊號或該些第二射頻訊號的至少其中之一，並根據該第一識別資料或該第二識別資料，對應該無線配置網絡資料，決定並取得一定位位置。
2. 如申請專利範圍第1項之室內及其週邊區域定位系統，其中該行動通訊裝置接收該些第一射頻訊號的至少其中之一及該些第二射頻訊號的至少其中之一，並比對該第一射頻訊號與該第二射頻訊號的訊號強度，並對應該無線裝置配置網絡資料，決定並取得該定位位置。
3. 如申請專利範圍第2項之室內及其週邊區域定位系統，其中若該第一射頻訊號的訊號強度高於該第二射頻訊號的訊號強度，該行動通訊裝置依據該第一識別資料取得該定位位置，若該第二射頻訊號的訊號強度高於該第一射頻訊號的訊號強度，該行動通訊裝置依據該第二識別資料取得該定位位置。
4. 如申請專利範圍第1項之室內及其週邊區域定位系統，其中該遠端伺服器儲存更儲存有室內及其週邊區域佈局與各該指向性射頻通訊裝置相 對位置關係的一地圖資料，該行動通訊裝置無線連接該遠端伺服器，以取得該地圖資料。
5. 如申請專利範圍第1項之室內及其週邊區域定位系統，其中該第一指向性射頻通訊裝置及該第二指向性射頻通訊裝置分別包括：一射頻訊號收發模組，產生該些第一射頻訊號或該些第二射頻訊號；以及一指向性天線模組，傳送該些第一射頻訊號或該些第二射頻訊號，以覆蓋該第一訊號覆蓋區域或該第二訊號覆蓋區域。
6. 如申請專利範圍第1項之室內及其週邊區域定位系統，其中該第一指向性射頻通訊裝置及該第二指向性射頻通訊裝置分別包括：一射頻訊號收發模組，產生該些第一射頻訊號或該些第二射頻訊號；一全向性天線模組，傳送該些第一射頻訊號或該些第二射頻訊號；以及一訊號指向模組，搭配該全向性天線模組，使該些第一射頻訊號或該些第二射頻訊號具有指向性。
7. 如申請專利範圍第1項之室內及其週邊區域定位系統，其中該無線裝置配置網絡更包括複數個指向性射頻通訊裝置，且各該些指向性射頻通訊裝置分別具有不同的一識別資料。
8. 如申請專利範圍第7項之室內及其週邊區域定位系統，其中該行動通訊裝置接收位於該預定區域中之至少一目標位置，並依據該定位位置、該目標位置及該無線裝置配置網絡規劃至少一路徑。
9. 如申請專利範圍第8項之室內及其週邊區域定位系統，其中該路徑係由該定位位置及該目標位置之間的該些指向性射頻通訊裝置所連接形成，且該路徑的起點為該第一指向性射頻通訊裝置或該第二指向性射頻通訊裝置。
10. 如申請專利範圍第9項之室內及其週邊區域定位系統，其中該路徑包含一方向指示，該方向指示為往目標位置方向的次一該指向性射頻通訊裝置。
11. 一種定位方法，與一無線裝置配置網絡及一遠端伺服器配合使用，用於室內及其週邊區域之定位，該無線裝置配置網絡包括一第一指向性 射頻通訊裝置及一第二指向性射頻通訊裝置並佈設於一預定區域，該遠端伺服器儲存一無線裝置配置網絡資料，該無線裝置配置網絡資料包含有該第一指向性射頻通訊裝置及該第二指向性射頻通訊裝置配置於該預訂區域之一第一已知位置及一第二已知位置，且該無線裝置配置網絡資料更包含該第一指向性射頻通訊裝置及該第二指向性射頻通訊裝置的該第一已知位置及該第二已知位置的相對關係，該定位方法係由一行動通訊裝置執行，該行動通訊裝置無線連接該遠端伺服器以取得該指向性射頻通訊裝置配置資料，該定位方法包括下列步驟：該行動通訊裝置接收該第一指向性射頻通訊裝置發送的複數個第一射頻訊號的其中之一，或接收該第二指向性射頻通訊裝置發送的複數個第二射頻訊號的其中之一，該些第一射頻訊號具有一第一識別資料，該些第一射頻訊號於該預定區域形成一第一訊號覆蓋區域，該些第二射頻訊號具有一第二識別資料，該些第二射頻訊號於該預定區域形成一第二訊號覆蓋區域；以及該行動通訊裝置根據該第一識別資料或該第二識別資料，並對應該無線配置網絡資料，決定並取得一定位位置。
12. 如申請專利範圍第11項之定位方法，更包括：比對該第一無線訊號與該第二無線訊號的訊號強度，並對應該無線配置網絡資料，決定並取得該定位位置。
13. 如申請專利範圍第12項之定位方法，其中若該第一射頻訊號的訊號強度高於該第二射頻訊號的訊號強度，依據該第一識別資料，並對應該無線配置網絡資料，決定並取得該定位位置，若該第二射頻訊號的訊號強度高於該第一射頻訊號的訊號強度，依據該第二識別資料，並對應該無線配置網絡資料，決定並取得該定位位置。
14. 如申請專利範圍第11項之定位方法，其中該無線裝置配置網絡更包括複數個指向性射頻通訊裝置，且各該些指向性射頻通訊裝置分別具有不同的一識別資料。
15. 如申請專利範圍第14項之定位方法，更包括：接收位於該預定區域中之至少一目標位置，並依據該定位位置、該目 標位置及該無線裝置配置網絡規劃至少一路徑。
16. 如申請專利範圍第15項之定位方法，其中該路徑係由該定位位置及該目標位置之間的該些指向性射頻通訊裝置所連接形成，且該路徑的起點為該第一指向性射頻通訊裝置或該第二指向性射頻通訊裝置；且路徑的終點為最靠近目標位置之第一指向性射頻通訊裝置或第二指向性射頻通訊裝置。
17. 一種行動通訊裝置，應用於一室內及其週邊區域定位系統，該室內及其週邊區域定位系統包括一無線裝置配置網絡、一遠端伺服器及該行動通訊裝置及，該無線裝置配置網絡佈設在一預定區域，該無線裝置配置網絡包括一第一指向性射頻通訊裝置及一第二指向性射頻通訊裝置，該第一指向性射頻通訊裝置佈設在該預定區域的一第一已知位置，該第二指向性射頻通訊裝置佈設在該預定區域的一第二已知位置；該遠端伺服器儲存一無線裝置配置網絡資料，該無線裝置配置網絡資料包含有該第一指向性射頻通訊裝置及該第二指向性射頻通訊裝置配置於該預訂區域之該第一已知位置及該第二已知位置；該行動通訊裝置包括一記憶單元以及一或多數個處理單元，該記憶單元儲存有接收自該遠端處理器的該無線裝置配置網絡資料、一定位方法及多數個指令，該一或多數個處理單元耦接該記憶單元，該一或多數個處理單元執行該些指令而有以下作動：接收該第一指向性射頻通訊裝置發送的複數個第一射頻訊號的其中之一，或接收及一第二指向性射頻通訊裝置發送的複數個第二射頻訊號的其中之一，該些第一射頻訊號具有一第一識別資料，該些第一射頻訊號於該預定區域形成一第一訊號覆蓋區域，該些第二射頻訊號具有一第二識別資料且，該些第二射頻訊號於該預定區域形成一第二訊號覆蓋區域；以及根據該第一識別資料或該第二識別資料，並對應該無線裝置配置網絡資料，決定並取得一定位位置。
18. 如申請專利範圍第17項之行動通訊裝置，其中該一或多數個處理單元執行該些指令而更包括以下作動： 比對該第一射頻訊號與該第二射頻訊號的訊號強度，並對應該無線裝置配置網絡資料，決定並取得該定位位置。
19. 如申請專利範圍第18項之行動通訊裝置，其中若該第一射頻訊號的訊號強度高於該第二射頻訊號的訊號強度，依據該第一識別資料，並對應該無線裝置配置網絡資料，決定並取得該定位位置，若該第二射頻訊號的訊號強度高於該第一射頻訊號的訊號強度，依據該第二識別資料，並對應該無線裝置配置網絡資料，決定並取得該定位位置。
20. 如申請專利範圍第17項之行動通訊裝置，其中該無線裝置配置網絡資料包括該第一指向性射頻通訊裝置及該第二指向性射頻通訊裝置的該第一已知位置及該第二已知位置的相對關係。
21. 如申請專利範圍第17項之行動通訊裝置，其中該無線裝置配置網絡更包括複數個指向性射頻通訊裝置，且各該些指向性射頻通訊裝置分別具有不同的一識別資料。
22. 如申請專利範圍第21項之行動通訊裝置，其中該一或多數個處理單元執行該些指令而更包括以下作動：接收位於該預定區域中之至少一目標位置，並依據該定位位置、該目標位置及該無線裝置配置網絡規劃至少一路徑。
23. 如申請專利範圍第22項之行動通訊裝置，其中該路徑係由該定位位置及該目標位置之間的該些指向性射頻通訊裝置所連接形成，且該路徑的起點為該第一指向性射頻通訊裝置或該第二指向性射頻通訊裝置；且路徑的終點為最靠近目標位置之第一指向性射頻通訊裝置或第二指向性射頻通訊裝置。