TWI595250B - Low power Bluetooth signal trend judgment method and mobile device - Google Patents

Description

低功耗藍牙訊號趨勢判斷方法及行動裝置

本發明是有關於一種應用低功耗藍牙的室內定位方法，特別是指一種低功耗藍牙訊號趨勢判斷方法。

全球定位系統（Global Position System, GPS）是目前最常被用來進行地理位置定位的技術，但由於GPS技術需藉由接收外太空的衛星訊號來協助定位，當GPS技術在室內環境操作時，因衛星訊號會被建築物遮蔽，以致GPS定位裝置無法在室內進行定位運算，故GPS技術並不適用於室內定位。因此，現有一些應用無線通訊技術，例如WiFi、紅外線、RFID、低功耗藍牙(BLE)等進行室內定位的方案一直在持續地研發。然而，由於無線射頻訊號在室內傳播會受到室內環境複雜度的干擾，造成射頻訊號多重路徑效應與傳播效應，容易導致射頻訊號的穩定度及品質下降而影響定位的結果。

此外，現有一種室內定位技術是以一收集裝置預先通過室內環境中的所有參考點(例如發射無線射頻訊號的定位器) ，以在所通過的一預定路徑上的每一個預設點處收集來自多個參考點的訊號資訊，例如參考點的座標及訊號強度等相關資訊，並儲存在資料庫中。藉此，當實際以一定位裝置在室內環境的該預定路徑移動並進行定位時，定位裝置會將當下收到的訊號資訊與資料庫中儲存的訊號資訊進行比對，以判定其當下最接近預定路徑上的那一個預設點而完成定位。然而上述做法讓定位裝置必須接收來自不同參考點的訊號資訊才能進行定位，因此完成一次定位的時間(周期)往往高達10秒，以致當定位裝置被快速移動(例如放置在行駛在室內空間的車輛上)時，定位裝置將因來不及收集足夠的參考點的訊號資訊而無法完成定位或產生明顯的定位誤差。

因此，如何有效降低室內環境對室內定位的影響，並讓定位效果不致因定位裝置快速移動而受到影響，成為本發明研發的重點。

因此，本發明之目的，即在提供一種能快速且有效預測低功耗藍牙的訊號趨勢，以提高室內定位準確度的低功耗藍牙訊號趨勢判斷方法及應用該方法的行動裝置。

於是，本發明低功耗藍牙訊號趨勢判斷方法，包括：步驟(A)：由一行動裝置接收同一低功耗藍牙發射的定位訊號，並判斷下一個接收的一第二定位訊號的RSSI值是否大於前一個接收的一第一定位訊號的RSSI值，若是，執行步驟(B)，否則，執行步驟(C)；步驟(B)：該行動裝置根據該第一定位訊號與該第二定位訊號的向量，判斷兩者皆來自同一方向時，判定該低功耗藍牙的訊號趨勢為逐漸接近，否則，該行動裝置根據該第二定位訊號之後接收的複數個來自該低功耗藍牙的定位訊號的向量，判斷該等定位訊號與該第二定位訊號皆來自同一方向時，判定其正通過該低功耗藍牙，否則判定該低功耗藍牙的訊號趨勢為逐漸接近；及步驟(C)：該行動裝置根據該第一定位訊號與該第二定位訊號的向量，判斷兩者皆來自同一方向時，判定該低功耗藍牙的訊號趨勢為逐漸遠離，否則，該行動裝置根據該第二定位訊號之後接收的複數個來自該低功耗藍牙的定位訊號的向量，判斷該等定位訊號與該第二定位訊號皆來自同一方向時，判定其正通過該低功耗藍牙，否則判定該低功耗藍牙的訊號趨勢為逐漸遠離。

在本發明的一實施例中，在步驟(B)中，該等定位訊號是該行動裝置在該第二定位訊號之後的一預設時間內接收的訊號，或者是該行動裝置在該第二定位訊號之後連續接收的訊號。

在本發明的一實施例中，該低功耗藍牙是複數個設置在一室內空間的一預定路線上的低功耗藍牙其中之一，且該等低功耗藍牙是以一少於10公尺的預設距離相間隔地設置在該預定路線上，各該低功耗藍牙具有一唯一的識別碼，且該行動裝置存有該室內空間的一電子地圖、一與該電子地圖重疊的低功耗藍牙地圖以及一對照表，該低功耗藍牙地圖顯示該等低功耗藍牙在該預定路線的佈設位置及該預定路線的一行進方向資訊，該對照表記錄該等低功耗藍牙在該低功耗藍牙地圖上的座標位置及其識別碼以及該預定路線的該行進方向資訊，且當該行動裝置判定其正通過該預定路線上的該低功耗藍牙後，該行動裝置還根據該低功耗藍牙的識別碼，從該對照表中找出該低功耗藍牙在該低功耗藍牙地圖上的位置，以在該電子地圖上的一相對應位置標示一定位點並顯示。

在本發明的一實施例中，該低功耗藍牙是複數個設置在一室內空間的多條道路上的低功耗藍牙其中之一，各該低功耗藍牙具有一唯一的識別碼，且該行動裝置存有一低功耗藍牙地圖及一對照表，該低功耗藍牙地圖顯示該等低功耗藍牙在該等道路的佈設位置以及該等道路的一行進方向資訊，該對照表記錄每一條道路上佈設的該等低功耗藍牙的位置及其識別碼以及該等道路的該行進方向資訊，且該行動裝置還根據該低功耗藍牙地圖及/或該對照表得知與當下位置相距N(N≧2)階的所有可能行經的道路上的低功耗藍牙，以提前接收該等低功耗藍牙的訊號並對其執行上述步驟(A)~(C)，以根據該等低功耗藍牙的訊號趨勢進一步判定其所在位置。

在本發明的一實施例中，該行動裝置還根據該低功耗藍牙地圖或該對照表以及其當下位置，實時建立一低功耗藍牙N階鄰居列表，其中包含與該行動裝置當下最接近的該低功耗藍牙相距N階的所有可能行經的道路上的低功耗藍牙。

此外，本發明實現上述方法的一種行動裝置，用以判斷低功耗藍牙的訊號趨勢，並包括一接收單元及一處理單元，該接接單元先後接收同一低功耗藍牙發射的一第一定位訊號及一第二定位訊號；該處理單元執行一訊號趨勢判斷程序，判斷該第二定位訊號的RSSI值大於該第一定位訊號的RSSI值時，根據該第一定位訊號與該第二定位訊號的向量，判斷兩者皆來自同一方向時，判定該低功耗藍牙的訊號趨勢為逐漸接近，否則，該處理單元根據該第二定位訊號之後接收的複數個來自該低功耗藍牙的定位訊號的向量，判斷該等定位訊號與該第二定位訊號皆來自同一方向時，判定該行動裝置正通過該低功耗藍牙，否則判定該低功耗藍牙的訊號趨勢為逐漸接近；而當該處理單元判斷該第二定位訊號的RSSI值小於該第一定位訊號的RSSI值時，根據該第一定位訊號與該第二定位訊號的向量，判斷兩者皆來自同一方向時，判定該低功耗藍牙的訊號趨勢為逐漸遠離，否則，該處理單元根據該第二定位訊號之後接收的複數個來自該低功耗藍牙的定位訊號的向量，判斷該等定位訊號與該第二定位訊號皆來自同一方向時，則判定該行動裝置正通過該低功耗藍牙，否則判定該低功耗藍牙的訊號趨勢為逐漸遠離。

在本發明的一實施例中，該等定位訊號是該接收單元在該第二定位訊號之後的一預設時間內接收的訊號，或者是該接收單元在該第二定位訊號之後連續接收的訊號。

在本發明的一實施例中，該低功耗藍牙是複數個設置在一室內空間的一預定路線上的低功耗藍牙其中之一，且該等低功耗藍牙是以一少於10公尺的預設距離相間隔地設置在該預定路線上，各該低功耗藍牙具有一唯一的識別碼，且該行動裝置的一儲存單元存有該室內空間的一電子地圖、一與該電子地圖重疊的低功耗藍牙地圖以及一對照表，該低功耗藍牙地圖顯示該等低功耗藍牙在該預定路線的佈設位置以及該預定路線的一行進方向資訊，該對照表記錄該等低功耗藍牙在該低功耗藍牙地圖上的座標位置及其識別碼以及該預定路線的一行進方向資訊，且當該處理單元判定該行動裝置正通過該預定路線上的該低功耗藍牙後，該處理單元還根據該低功耗藍牙的識別碼，從該對照表中找出該低功耗藍牙在該低功耗藍牙地圖上的位置，以在該電子地圖上的一相對應位置標示一定位點並顯示。

在本發明的一實施例中，該低功耗藍牙是複數個設置在一室內空間的多條道路上的低功耗藍牙其中之一，且該等低功耗藍牙是以一預設距離相間隔地設置在該等道路上，各該低功耗藍牙具有一唯一的識別碼，且該行動裝置的一儲存單元存有一低功耗藍牙地圖及一對照表，該低功耗藍牙地圖顯示該等低功耗藍牙在該等道路的佈設位置及該等道路的一方向資訊，該對照表記錄每一條道路上佈設的該等低功耗藍牙的位置及其識別碼，以及該等道路的該行進方向資訊，且該處理單元還根據該低功耗藍牙地圖及/或該對照表找出與該低功耗藍牙當下位置相距N(N≧2)階的所有可能行經的道路上的低功耗藍牙，以提前接收該等低功耗藍牙的訊號，並對該等功耗藍牙執行上述該訊號趨勢判斷程序，以根據該等低功耗藍牙的訊號趨勢進一步判定該行動裝置的所在位置。

在本發明的一實施例中，該處理單元還根據該低功耗藍牙地圖或該對照表以及該行動裝置的當下位置，實時建立一低功耗藍牙N階鄰居列表，其中包含與該行動裝置當下最接近的該低功耗藍牙相距N階的所有可能行經的道路上的低功耗藍牙。

本發明的功效在於：行動裝置藉由比較同一個低功耗藍牙本身所發射的定位訊號的RSSI值及向量，能快速且準確地判斷該低功耗藍牙的訊號趨勢，進而判定其與該低功耗藍牙的相對位置關係，並且當行動裝置被快速移動時，行動裝置藉由在通過某一低功耗藍牙並接收其訊號的同時，還提前接收與該低功耗藍牙相距N(N≧2)階的低功耗藍牙的訊號，使得行動裝置能及時取得足夠的低功耗藍牙訊號，而能夠應用本發明的方法判定其所在位置，進而提高快速移動下位置判斷的速度與準確度。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1所示，是本發明低功耗藍牙訊號趨勢判斷方法的一實施例的流程圖，本方法應用在如圖2所示的一行動裝置1中，該行動裝置1主要是指具有支援低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy,簡稱BLE)的智慧型手機或其它具有相似功能的電子裝置。且如圖2所示，本實施例的行動裝置 1主要包括一接收單元11、一處理單元12及一儲存單元13。

又如圖3所示，本實施例以行動裝置1進入一室內空間2(圖中只顯示局部室內空間)，並沿著室內空間2中的一預定路線21移動為例，預定路線21上設有複數個以一預設距離，例如8~10公尺相間隔地設置的低功耗藍牙(BLE)，且如圖3所示，以行動裝置1正從圖3中的低功耗藍牙B1的左邊朝右邊移動為例，由於此時低功耗藍牙B1最靠近行動裝置1，故行動裝置1的接收單元12收到來自低功耗藍牙B1的定位訊號的強度最強，而行動裝置1想要得知低功耗藍牙B1的訊號趨勢(signal trending)，亦即它是正逐漸接近低功耗藍牙B1、正通過低功耗藍牙B1還是正逐漸遠離低功耗藍牙B1。

因此，如圖1的步驟S1，本實施例行動裝置1的處理單元12執行一訊號趨勢判斷程序，其從接收單元11取得接收單元11先後接收且來自同一低功耗藍牙B1的一第一定位訊號及一第二定位訊號，其中第一定位訊號代表接收單元11前一個接收的定位訊號，第二定位訊號代表接收單元11下一個接收的定位訊號。接著，如圖1的步驟S2，處理單元12判斷第二定位訊號的RSSI(Received Signal Strength Indicator，接收訊號強度指標)值是否大於第一定位訊號的RSSI值，若是，執行步驟S3，否則，執行步驟S4。

因此，當第二定位訊號的RSSI值大於第一定位訊號的RSSI值時，在步驟S3中，處理單元12根據第一定位訊號與第二定位訊號的向量，判斷兩者是否皆來自同一方向，若是，由於行動裝置1越靠近低功耗藍牙B1時，其先後收到來自低功耗藍牙B1的定位訊號應該會來自同一方向且RSSI值越來越大，因此，如圖1的步驟S5，處理單元12會判定行動裝置1正逐漸接近低功耗藍牙B1，亦即低功耗藍牙B1的訊號趨勢為逐漸接近行動裝置1，且將上述第二定位訊號改成第一定位訊號，並回到步驟S1，再從接收單元11取得上述第二定位訊號之後的下一個定位訊號當成新的第二定位訊號，並重覆步驟S2。

而若在步驟S3中，判斷第二定位訊號並非與第一定位訊號來自同一方向時，其可能代表行動裝置1正在通過低功耗藍牙B1或者第二定位訊號因受到室內環境影響而暫時改變其傳遞方向。因此，為了確定低功耗藍牙B1的訊號趨勢(即行動裝置1與低功耗藍牙B1的相對位置關係)，如圖1的步驟S6，處理單元12從接收單元11取得第二定位訊號之後的複數個來自低功耗藍牙B1的定位訊號，例如接收單元11在第二定位訊號之後的一預設時間，例如在0.5至1.5秒的時間內接收且來自低功耗藍牙B1的定位訊號，或者第二定位訊號之後連續接收的至少兩個來自低功耗藍牙B1的定位訊號，但不以此為限，例如接收單元11也可從第二定位訊號之後接收的定位訊號中取樣其中的至少兩個訊號，並進行圖1的步驟S7，處理單元12判斷該等在第二定位訊號之後接收的定位訊號與第二定位訊號是否皆來自同一方向，若是，表示行動裝置1正經過低功耗藍牙B1，所以才使得來自低功耗藍牙B1的定位訊號方向改變，因此如圖1的步驟S8，處理單元12判定行動裝置1正通過該低功耗藍牙B1，並將上述第二定位訊號改成第一定位訊號，並回到步驟S1，再從接收單元11取得上述第二定位訊號之後的下一個定位訊號當成新的第二定位訊號，並重覆步驟S2。

而在上述步驟S7中，若判斷第二定位訊號之後連續接收的定位訊號並未與第二定位訊號皆來自同一方向，表示第二定位訊號是受到室內環境影響而暫時改變其傳遞方向，因此處理單元12將忽略第二定位訊號且維持第一定位訊號，並執行步驟S5，判定行動裝置1逐漸接近低功耗藍牙B1，亦即低功耗藍牙B1的訊號趨勢為逐漸接近行動裝置1，並且回到步驟S1，再從接收單元11取得上述第二定位訊號之後的下一個定位訊號當成新的第二定位訊號，並重覆步驟S2。

再者，回到步驟S2，當處理單元12判斷第二定位訊號的RSSI值小於第一定位訊號的RSSI值時，處理單元12即進行步驟S4，根據第一定位訊號與第二定位訊號的向量，判斷兩者是否皆來自同一方向，若是，由於行動裝置1越遠離低功耗藍牙B1時，其先後收到來自低功耗藍牙B1的定位訊號應該會來自同一方向且RSSI值越來越小，因此，如圖1的步驟S9，處理單元12會判定行動裝置1正逐漸遠離低功耗藍牙B1，亦即低功耗藍牙B1的訊號趨勢為逐漸遠離行動裝置1；否則(亦即處理單元12判斷第二定位訊號與第一定位訊號並非來自同一方向時)，可能代表行動裝置1正在通過低功耗藍牙B1或者是第二定位訊號受到室內環境影響而暫時改變其傳遞方向。因此，為了確定低功耗藍牙B1的訊號趨勢，如圖1的步驟S10，同樣地，處理單元12從接收單元11取得第二定位訊號之後的一預設時間，例如在0.5至1.5秒的時間內接收的來自低功耗藍牙B1的定位訊號，或者第二定位訊號之後連續接收的至少兩個來自低功耗藍牙B1的定位訊號，並進行圖1的步驟S11，處理單元12判斷該等在第二定位訊號之後接收的定位訊號與第二定位訊號是否皆來自同一方向，若是，表示行動裝置1正通過低功耗藍牙B1，而使得所接收的來自低功耗藍牙B1的定位訊號方向改變，因此如圖1的步驟S12，處理單元12判定行動裝置1正通過低功耗藍牙B1，並將上述第二定位訊號改成第一定位訊號，並回到步驟S1，再從接收單元11取得上述第二定位訊號之後的下一個定位訊號當成新的第二定位訊號，並重覆步驟S2。

否則，亦即在步驟S11中判斷第二定位訊號之後連續接收的定位訊號並未與第二定位訊號皆來自同一方向，表示第二定位訊號受到室內環境影響而暫時改變其傳遞方向，因此處理單元12仍判定行動裝置1逐漸遠離低功耗藍牙B1，亦即低功耗藍牙B1的訊號趨勢為逐漸遠離行動裝置1。

而且，在步驟S9中，當處理單元11判斷行動裝置1逐漸遠離低功耗藍牙B1後，處理單元11還執行步驟S13，進一步判斷之後接收的來自低功耗藍牙B1的定位訊號的RSSI值是否小於一預定值，若否，則回到步驟S1，持續掃描低功耗藍牙B1，若是，表示行動裝置1已離開低功耗藍牙B1一定距離，不需再追蹤低功耗藍牙B1，處理單元11則停止掃描低功耗藍牙B1(即不再處理低功耗藍牙B1的定位訊號)，而改掃描下一個最靠近行動裝置1的低功耗藍牙，例如圖3所示的低功耗藍牙B2的定位訊號，並重覆上述步驟S1~S12，以判定低功耗藍牙B2的訊號趨勢。

因此，由上述說明可知，本實施例的行動裝置1藉由接收最靠近的同一個低功耗藍牙持續發射的複數個定位訊號，並藉由比較該等定位訊號的RSSI值及向量，可有效判斷該低功耗藍牙的定位訊號的趨勢，而判定其與該低功耗藍牙的相對位置關係，並且由於處理單元12其只需比對同一個低功耗藍牙發射的定位訊號，不需考慮其它周邊低功耗藍牙的定位訊號，因此可以加快其處理速度並迅速判定行動裝置1與該低功耗藍牙的相對位置關係。

所以，本實施例與習知框選讀取(windowing)技術判定訊號趨勢相比，例如圖4所示，設若框選讀取技術的時間框40範圍為10秒，例如可以讀取當下時間往前10秒區間內的訊號，例如七個訊號來決定訊號趨勢，則當時間框40中的訊號(由上至下)包含四個向右訊號及三個向左訊號時，即判定訊號趨勢為向右，但因為框選讀取技術沒有將時間框40內不同向的三個向右訊號(錯誤的訊號，例如雜訊)即時刪除，導致在下一秒，由於時間框40中的訊號包含三個向右訊號(一個向右訊號被移出時間框)及四個向左訊號(即原先的三個向左訊號加上新接收的一個向左訊號)，而判定訊號趨勢為向左，再下一秒，時間框40中的訊號包含四個向右訊號(即原先的三個向右訊號加上新接收的一個向右訊號)及三個向左訊號(一個向左訊號被移出時間框)，則又判定訊號趨勢為向右，導致框選讀取技術判斷訊號趨勢不準確且不穩定。

反觀本案實施例，如圖5所示，當行動裝置1在10秒內接收到如同上述訊號時，由於前兩個訊號向右(由上至下看)，則判定訊號趨勢向右，接著由於第三個訊號向左，與第二個訊號方向不同，則進一步判斷第四個訊號向右，表示第三個訊號為雜訊並將其刪除，並判定訊號趨勢仍向右，接著第五個訊號向左，與第四個訊號方向不同，再進一步判斷第六個訊號向左，但第七個訊號向右，則因為第五個訊號之後並沒有連續兩個訊號與第五個訊號同向，則判斷第五、第六個訊號皆為雜訊並將其刪除，且仍判定訊號趨勢向右，藉此，由於本實施例在判斷訊號方向的過程中，即時將不同方向的訊號(雜訊)刪除，使不再參與訊號趨勢的比對，故能準確且穩定地判定低功耗藍牙的訊號趨勢。

而且由上述說明可知，行動裝置1至少要取得(接收)同一個低功耗藍牙的兩個訊號才能進行上述方法步驟。因此，設若相鄰兩個低功耗藍牙之間的間距為8公尺，當行動裝置1被以時速10公里以內，例如時速5公里的速度移動時，行動裝置1在每一低功耗藍牙的訊號範圍內大約可以接收到5-7個訊號((8-10公尺)/(5000公尺/3600秒)≒5.7~7.2)，故行動裝置1可以順利執行上述方法步驟來判定其所在位置。但是，當行動裝置1被以超過時速10公里，例如時速25公里的速度移動時，行動裝置1在每一低功耗藍牙的訊號範圍內只能接收到1個訊號((8-10公尺)/(25000公尺/3600秒)≒1.1~1.4)，導致行動裝置1因為接收同一個低功耗藍牙的訊號數量不足而無法順利執行上述方法步驟來判定其所在位置。

因此，為解決上述問題，在本實施例中，行動裝置1的儲存單元13還存有一低功耗藍牙地圖3，如圖6所示，以及一對照表4，如圖7所示。其中低功耗藍牙地圖3顯示佈設在室內空間2之預定路線21上的該等低功耗藍牙B1、B2、B3…的位置以及預定路線21的一行進方向資訊，例如預定路線21只能單向行進或雙向皆可通行，且對照表4記錄該等低功耗藍牙B1、B2、B3…在低功耗藍牙地圖3之預定路線21上的座標位置X1、X2、X3…及其識別碼ID1、ID2、ID3…以及預定路線21的該行進方向資訊。藉此，當行動裝置1接近或通過低功耗藍牙B1時，根據低功耗藍牙地圖3及/或對照表4，行動裝置1能夠實時(real time)得知與低功耗藍牙B1相鄰的一第一階低功耗藍牙B2以及與第一階低功耗藍牙B2相鄰的第二階低功耗藍牙B3，並且行動裝置1實時接收低功耗藍牙B1、第一階低功耗藍牙B2以及第二階低功耗藍牙B3的訊號並執行上述方法步驟，以根據該第一階低功耗藍牙B2及第二階低功耗藍牙B3的訊號趨勢進一步判定其所在位置。

以圖8為例，假設低功耗藍牙B1、B2、B3…之間的間距為8公尺，當行動裝置1以大約時速25公里(相當於行動裝置1每秒移動約7公尺)從低功耗藍牙B1朝第一階低功耗藍牙B2移動，且已知低功耗藍牙的訊號傳送範圍最遠約10公尺，則行動裝置1從第0秒位置D0(即低功耗藍牙B1處)到第1秒位置D1之間，可以接收到低功耗藍牙B1、B2、B3的一個訊號，如圖7所示，且在第1秒位置D1到第2秒位置D2之間，行動裝置1可以接收到低功耗藍牙B2、B3的一個訊號，以及低功耗藍牙B4的一個訊號，此時，行動裝置1即可根據先後收到低功耗藍牙B2的兩個訊號以及低功耗藍牙B3的兩個訊號執行上述方法步驟，以判斷其所在位置。因此，當行動裝置1根據上述方法步驟，判斷它已經通過低功耗藍牙B2且逐漸接近低功耗藍牙B3時，即表示行動裝置1正移動到低功耗藍牙B2與低功耗藍牙B3之間。藉此，行動裝置1即使在室內快速移動，仍能夠根據低功耗藍牙B1的第一階低功耗藍牙B2及第二階低功耗藍牙B3的訊號準確判定其所在位置。

而且，如圖8與圖9所示，在行動裝置1從第2秒位置D2移動到第3秒位置D3之間，行動裝置1雖已離開低功耗藍牙B2的訊號範圍，但此時行動裝置1也已經接收到低功耗藍牙B2的第一階低功耗藍牙(即低功耗藍牙B3)的三個訊號以及第二階低功耗藍牙(即低功耗藍牙B4)的兩個訊號，因此行動裝置1擁有足夠的低功耗藍牙B3及低功耗藍牙B4的訊號數量可以進行上述方法步驟，以判定其所在位置。

綜上說明可知，本實施例的行動裝置1在通過某一低功耗藍牙並接收其訊號的同時，還實時接收該低功耗藍牙相鄰的第一階低功耗藍牙，以及與第一階低功耗藍牙相鄰的第二階低功耗藍牙的訊號，使得行動裝置1在通過第一階低功耗藍牙但尚未通過第二階低功耗藍牙時，即已取得第一階低功耗藍牙及第二階低功耗藍牙發射的至少兩個訊號，而能夠根據該等訊號進行上述方法步驟以判定其所在位置，使本發明的方法在行動裝置1於室內快速移動時仍可以順利實施。

此外，實際上，低功耗藍牙的第一階低功耗藍牙最多可能來自八個方位，例如圖10所示，當某一低功耗藍牙P0位在八條呈輻射狀向外延伸的道路n1~n8的滙集點，且每一條道路都等距佈設有複數個低功耗藍牙P1、P2時，則當行動裝置1接近或通過該低功耗藍牙P0時，行動裝置1還實時接收低功耗藍牙P0的八個相鄰且分別位於八條道路的第一階低功耗藍牙P1的訊號，以及與每一第一階低功耗藍牙P1相鄰的第二階低功耗藍牙P2的訊號，其中第二階低功耗藍牙P2最少一個，例如與第一階低功耗藍牙P1在同一條道路n3上且相鄰的下一個功耗藍牙P2，也可能兩個以上，例如圖8所示，道路n3在第一階低功耗藍牙P1處再向外延伸出兩個不同方向的道路m1、m2時，則與第一階低功耗藍牙P1相鄰的除了位於同一道路n3上的低功耗藍牙P2外，還包含分別位於道路m1、m2上的低功耗藍牙P3。

藉此，當行動裝置1接下來往該八條道路的其中一條道路，例如道路n3移動時，行動裝置1只要從實時接收的該等訊號中取出位於該條道路n3的第一階低功耗藍牙P1以及與第一階低功耗藍牙P1相鄰的該等第二階低功耗藍牙P2、P3的訊號，並對其進行上述方法步驟，即能迅速判定其位置。

再者，例如圖11所示的部分低功耗藍牙地圖5，其中顯示在車道R1及車道L1上佈設有低功耗藍牙E1~E9及其位置，且圖12顯示該低功耗藍牙地圖5的一對照表6，其中顯示在車道R1及車道L1上分別佈設的低功耗藍牙E1~E9及其位置(以及每一低功耗藍牙的座標及識別碼，以及每一車道的行進方向資訊，圖未示)，則行動裝置1可以根據低功耗藍牙地圖5或對照表6以及其當下位置，實時建立如圖13所示的低功耗藍牙二階鄰居列表7，其中顯示每一個低功耗藍牙E1~E9的第一階低功耗藍牙及第二階低功耗藍牙。例如圖13所示，當行動裝置1通過低功耗藍牙E2時，即實時接收低功耗藍牙E2的第一階低功耗藍牙E1、E3及第二階低功耗藍牙E4、E7、E8的訊號。

藉此，當行動裝置1快速移動時，其將根據實時建立的二階鄰居列表7，提前接收與當下通過的低功耗藍牙相鄰的第一階低功耗藍牙，以及與第一階低功耗藍牙相鄰的第二階低功耗藍牙的訊號，讓行動裝置1在1~2秒內即能收集到同一個低功耗藍牙的至少兩個訊號，以順利執行上述方法步驟。

另外，在本實施例中，行動裝置1的儲存單元13還存有一與圖6之低功耗藍牙地圖3重疊的電子地圖8，如圖14所示，且低功耗藍牙地圖3與電子地圖8重疊產生之低功耗藍牙電子地圖中將包含低功耗藍牙的座標位置以及低功耗藍牙所佈設的路線(或車道)的行進方向資訊。其中電子地圖8顯示與室內空間2之預定路線21對應的一虛擬路線31(當然還包括其周遭環境)，且圖5之對照表4中記錄的該等低功耗藍牙B1、B2、B3…的座標位置X1、X2、X3…與電子地圖8上的位置相對應。藉此，參照圖3、圖6、圖7及圖12所示，在上述步驟S8或S12中，當行動裝置1判定其正通過預定路線21上的低功耗藍牙B1後，行動裝置1還根據低功耗藍牙B1的識別碼ID1，從對照表4中查出低功耗藍牙B1在電子地圖3上的座標位置X1，並於該座標位置標示一定位點P，以表示行動裝置1在電子地圖3上的新座標位置。

此外，值得一提的是，當行動裝置1的移動速度更快，例如超過時速30公里時，為了讓行動裝置1可以及時收集到同一個低功耗藍牙的至少兩個訊號，行動裝置1需提前接收至少三階距離的低功耗藍牙訊號，亦即行動裝置1除了提前接收與當下通過的低功耗藍牙相鄰的第一階低功耗藍牙，以及與第一階低功耗藍牙相鄰的第二階低功耗藍牙的訊號外，還提前接收與第二階低功耗藍牙相鄰的第三階低功耗藍牙的訊號，以讓行動裝置1可以在更高速移動時收集到足夠的低功耗藍牙的訊號，以順利執行上述判斷低功耗藍牙訊號趨勢的方法步驟。因此，行動裝置1可以根據其移動速度，提前接收與當下位置相距N(N≧2)階距離的所有可能行經之路線上的低功耗藍牙的訊號，藉此在短時間(0.5~1.5秒)內取得足夠的低功耗藍牙訊號以完成低功耗藍牙的訊號趨勢判斷。

綜上所述，上述實施例的行動裝置藉由比較同一個低功耗藍牙本身所發射的定位訊號的RSSI值及向量，能快速且準確地判斷該低功耗藍牙的訊號趨勢，進而判定其與該低功耗藍牙的相對位置關係，並且當行動裝置1被快速移動時，行動裝置1藉由在通過某一低功耗藍牙並接收其訊號的同時，還提前接收與該低功耗藍牙相距N(N≧2)階的所有可能行經之路線上的低功耗藍牙的訊號，使得行動裝置1能及時取得足夠的低功耗藍牙訊號，而能夠應用本發明的方法判定其所在位置，使本發明的方法在行動裝置1於室內快速移動時也可以順利實施，進而提高定位速度而達成本發明之功效與目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧行動裝置
2‧‧‧室內空間
3‧‧‧電子地圖
4‧‧‧對照表
11‧‧‧接收單元
12‧‧‧處理單元
13‧‧‧儲存單元
21‧‧‧預定路線
31‧‧‧虛擬路線
40‧‧‧時間框
B1~B5‧‧‧低功耗藍牙
C1~C3‧‧‧低功耗藍牙
E1~E9‧‧‧低功耗藍牙
X1~X4‧‧‧座標位置
D0~D4‧‧‧位置
P‧‧‧定位點
R1、L1‧‧‧車道
S1~S13‧‧‧步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明低功耗藍牙訊號趨勢判斷方法的一實施例的主要流程圖； 圖2是本發明行動裝置的一實施例的電路方塊示意圖； 圖3是本實施例所實施的一室內空間的環境示意圖； 圖4說明習知框選讀取(windowing)技術判定訊號趨勢的示意圖； 圖5說明本實施例即時刪除不同方向雜訊以準確判定訊號趨勢的示意圖； 圖6是與圖3的室內空間對應的一低功耗藍牙地圖的示意圖； 圖7是本實施例的一對照表的示意圖，其中記錄低功耗藍牙佈設在低功耗藍牙地圖之預定路線上的座標位置及其識別碼以及預定路線的行進方向資訊； 圖8是舉例說明本實施例的低功耗藍牙之間的間距以及行動裝置每秒移動的距離的示意圖； 圖9是根據圖8說明本實施例的行動裝置在不同位置接收到的低功耗藍牙訊號的示意圖； 圖10是說明低功耗藍牙的第一階低功耗藍牙最多可能來自八個方位的示意圖； 圖11是一部分低功耗藍牙地圖的示意圖，其中顯示在車道R1及車道C1上佈設有低功耗藍牙及其位置； 圖12是與圖11所示的低功耗藍牙地圖對應的一對照表，其中顯示在車道R1及車道C1上佈設的低功耗藍牙的排列順序及其位置； 圖13是本實施例的行動裝置根據圖11的低功耗藍牙地圖或圖12的對照表以及其當下位置，實時建立的低功耗藍牙二階鄰居列表的示意圖；及 圖14是與圖3的室內空間對應的一電子地圖的示意圖。

S1~S13‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種低功耗藍牙訊號趨勢判斷方法，包括： (A)   由一行動裝置接收同一低功耗藍牙發射的定位訊號，並判斷下一個接收的一第二定位訊號的RSSI值是否大於前一個接收的一第一定位訊號的RSSI值，若是，執行步驟(B)，否則，執行步驟(C)； (B)   該行動裝置根據該第一定位訊號與該第二定位訊號的向量，判斷兩者皆來自同一方向時，判定該低功耗藍牙的訊號趨勢為逐漸接近，否則，該行動裝置根據該第二定位訊號之後接收的複數個來自該低功耗藍牙的定位訊號的向量，判斷該等定位訊號與該第二定位訊號皆來自同一方向時，判定其通過該低功耗藍牙，否則判定該低功耗藍牙的訊號趨勢為逐漸接近；及 (C)   該行動裝置根據該第一定位訊號與該第二定位訊號的向量，判斷兩者皆來自同一方向時，判定該低功耗藍牙的訊號趨勢為逐漸遠離，否則，該行動裝置根據該第二定位訊號之後接收的複數個來自該低功耗藍牙的定位訊號的向量，判斷該等定位訊號與該第二定位訊號皆來自同一方向時，判定其通過該低功耗藍牙，否則判定該低功耗藍牙的訊號趨勢為逐漸遠離。
2. 如請求項1所述的低功耗藍牙訊號趨勢判斷方法，在步驟(B)中，該等定位訊號是該行動裝置在該第二定位訊號之後的一預設時間內接收的訊號，或者是該行動裝置在該第二定位訊號之後連續接收的訊號。
3. 如請求項1所述的低功耗藍牙訊號趨勢判斷方法，其中該低功耗藍牙是複數個設置在一室內空間的一預定路線上的低功耗藍牙其中之一，且該等低功耗藍牙是以一少於10公尺的預設距離相間隔地設置在該預定路線上，各該低功耗藍牙具有一唯一的識別碼，且該行動裝置存有該室內空間的一電子地圖、一與該電子地圖重疊的低功耗藍牙地圖以及一對照表，該低功耗藍牙地圖顯示該等低功耗藍牙在該預定路線的佈設位置及該預定路線的一行進方向資訊，該對照表記錄該等低功耗藍牙在該低功耗藍牙地圖上的座標位置及其識別碼以及該預定路線的該行進方向資訊，且當該行動裝置判定其正通過該預定路線上的該低功耗藍牙後，該行動裝置還根據該低功耗藍牙的識別碼，從該對照表中找出該低功耗藍牙在該低功耗藍牙地圖上的位置，以在該電子地圖上的一相對應位置標示一定位點並顯示。
4. 如請求項1所述的低功耗藍牙訊號趨勢判斷方法，其中該低功耗藍牙是複數個設置在一室內空間的多條道路上的低功耗藍牙其中之一，各該低功耗藍牙具有一唯一的識別碼，且該行動裝置存有一低功耗藍牙地圖及一對照表，該低功耗藍牙地圖顯示該等低功耗藍牙在該等道路的佈設位置以及該等道路的一行進方向資訊，該對照表記錄每一條道路上佈設的該等低功耗藍牙的位置及其識別碼以及該等道路的該行進方向資訊，且該行動裝置還根據該低功耗藍牙地圖及/或該對照表得知與當下位置相距N(N≧2)階的所有可能行經的道路上的低功耗藍牙，以提前接收該等低功耗藍牙的訊號並對其執行上述步驟(A)~(C)，以根據該等低功耗藍牙的訊號趨勢進一步判定其所在位置。
5. 如請求項4所述的低功耗藍牙訊號趨勢判斷方法，其中該行動裝置還根據該低功耗藍牙地圖或該對照表以及其當下位置，實時建立一低功耗藍牙N階鄰居列表，其中包含與該行動裝置當下最接近的該低功耗藍牙相距N階的所有可能行經的道路上的低功耗藍牙。
6. 一種行動裝置，用以判斷低功耗藍牙的訊號趨勢，並包括：       一接收單元，先後接收同一低功耗藍牙發射的一第一定位訊號及一第二定位訊號；及       一處理單元，其執行一訊號趨勢判斷程序，判斷該第二定位訊號的RSSI值大於該第一定位訊號的RSSI值時，根據該第一定位訊號與該第二定位訊號的向量，判斷兩者皆來自同一方向時，判定該低功耗藍牙的訊號趨勢為逐漸接近，否則，該處理單元根據該第二定位訊號之後接收的複數個來自該低功耗藍牙的定位訊號的向量，判斷該等定位訊號與該第二定位訊號皆來自同一方向時，判定該行動裝置通過該低功耗藍牙，否則判定該低功耗藍牙的訊號趨勢為逐漸接近；而當該處理單元判斷該第二定位訊號的RSSI值小於該第一定位訊號的RSSI值時，根據該第一定位訊號與該第二定位訊號的向量，判斷兩者皆來自同一方向時，判定該低功耗藍牙的訊號趨勢為逐漸遠離，否則，該處理單元根據該第二定位訊號之後接收的複數個來自該低功耗藍牙的定位訊號的向量，判斷該等定位訊號與該第二定位訊號皆來自同一方向時，則判定該行動裝置通過該低功耗藍牙，否則判定該低功耗藍牙的訊號趨勢為逐漸遠離。
7. 如請求項6所述的行動裝置，其中該等定位訊號是該接收單元在該第二定位訊號之後的一預設時間內接收的訊號，或者是該接收單元在該第二定位訊號之後連續接收的訊號。
8. 如請求項6所述的行動裝置，其中該低功耗藍牙是複數個設置在一室內空間的一預定路線上的低功耗藍牙其中之一，且該等低功耗藍牙是以一少於10公尺的預設距離相間隔地設置在該預定路線上，各該低功耗藍牙具有一唯一的識別碼，且該行動裝置的一儲存單元存有該室內空間的一電子地圖、一與該電子地圖重疊的低功耗藍牙地圖以及一對照表，該低功耗藍牙地圖顯示該等低功耗藍牙在該預定路線的佈設位置以及該預定路線的一行進方向資訊，該對照表記錄該等低功耗藍牙在該低功耗藍牙地圖上的座標位置及其識別碼以及該預定路線的一行進方向資訊，且當該處理單元判定該行動裝置正通過該預定路線上的該低功耗藍牙後，該處理單元還根據該低功耗藍牙的識別碼，從該對照表中找出該低功耗藍牙在該低功耗藍牙地圖上的位置，以在該電子地圖上的一相對應位置標示一定位點並顯示。
9. 如請求項6所述的行動裝置，其中該低功耗藍牙是複數個設置在一室內空間的多條道路上的低功耗藍牙其中之一，且該等低功耗藍牙是以一預設距離相間隔地設置在該等道路上，各該低功耗藍牙具有一唯一的識別碼，且該行動裝置的一儲存單元存有一低功耗藍牙地圖及一對照表，該低功耗藍牙地圖顯示該等低功耗藍牙在該等道路的佈設位置及該等道路的一方向資訊，該對照表記錄每一條道路上佈設的該等低功耗藍牙的位置及其識別碼，以及該等道路的該行進方向資訊，且該處理單元還根據該低功耗藍牙地圖及/或該對照表找出與該低功耗藍牙當下位置相距N(N≧2)階的所有可能行經的道路上的低功耗藍牙，以提前接收該等低功耗藍牙的訊號，並對該等功耗藍牙執行上述該訊號趨勢判斷程序，以根據該等低功耗藍牙的訊號趨勢進一步判定該行動裝置的所在位置。
10. 如請求項9所述的行動裝置，其中該處理單元還根據該低功耗藍牙地圖或該對照表以及該行動裝置的當下位置，實時建立一低功耗藍牙N階鄰居列表，其中包含與該行動裝置當下最接近的該低功耗藍牙相距N階的所有可能行經的道路上的低功耗藍牙。