TWI622783B - 混合定位方法及其電子裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種混合定位方法及其電子裝置。一種代表性方法包括：獲得初始位置資訊；基於感測器讀數計算初始移動資訊；基於初始移動資訊和初始位置資訊計算所估計位置資訊；在滿足位置更新條件的情況下獲取地理位置讀數；基於所獲取的地理位置讀數產生參考位置資訊；將所估計位置資訊與參考位置資訊相比較以獲得偏離資訊；基於所估計位置資訊和偏離資訊計算經校正移動資訊；基於偏離資訊、經校正移動資訊和所估計位置資訊計算經校正位置資訊。

Description

混合定位方法及其電子裝置
本發明是有關於一種絕對定位及相對定位技術的使用。
絕對定位技術（例如，全球定位系統（GPS）、Wi-Fi及鄰近標記）雖然可提供信賴及準確的位置資訊，但若是以最大可能速率來更新此類資訊將消耗相當大的功率且無法保證完整的覆蓋率。相對定位技術（例如，步行航位推算（pedestrian dead reckoning，PDR））是基於先前所判定的位置利用使用者裝置的慣性感測器來估計使用者裝置的當前位置，其甚至可在絕對位置資訊無法取得的環境下使用，然而以此技術所估計當前位置將存在累計誤差。
值得注意的是，移動裝置常配備有可以用於執行相對定位技術的嵌入式感測器（例如，加速計、陀螺感測器及磁力計）。移動裝置的中央處理單元（CPU）可以收集感測器產生的樣本並基於樣本執行一些處理。例如，CPU可以計算移動裝置的移動和方位或計算移動裝置的使用者已經行走的步數。
由於感測器不斷地產生樣本，因此CPU必須不斷地接收並分析樣本。因此，CPU必須很長一段時間處於其完全工作模式中，這會消耗電力並縮短移動裝置的電池壽命。
有鑑於此，本發明提供一種混合定位方法和電子裝置。
本發明提供一種用於電子裝置的混合定位方法，電子裝置能夠收集地理位置讀數及收集與電子裝置相關聯的感測器讀數，方法包括：獲得初始位置資訊；基於感測器讀數，計算初始移動資訊；基於所初始移動資訊和初始位置資訊，計算所估計位置資訊；在滿足位置更新條件的情況下，獲取地理位置讀數；基於所獲取的地理位置讀數，產生參考位置資訊；比較所估計位置資訊與參考位置資訊，以獲得偏離資訊；基於所估計位置資訊和偏離資訊，計算經校正移動資訊；基於偏離資訊、經校正移動資訊及所估計位置資訊，計算經校正位置資訊。
本發明提供一種電子裝置，其包括具有處理電路的處理單元、具有電路的絕對定位裝置及具有感測器的相對定位裝置。絕對定位裝置經配置以判定電子裝置的絕對位置。相對定位裝置經配置以判定電子裝置的相對定位。處理單元經配置以從絕對定位裝置獲得初始位置資訊，基於相對定位裝置的感測器的感測器讀數，計算初始移動資訊，基於初始移動資訊及初始位置資訊，計算所估計位置資訊，在初始移動資訊對應於位置更新條件的情況下，獲取地理位置讀數，基於所獲取的地理位置讀數，產生參考位置資訊，比較所估計位置資訊與參考位置資訊，以獲得偏離資訊，基於感測器讀數及偏離資訊，計算經校正移動資訊，及基於經校正移動資訊及所估計位置資訊，計算經校正位置資訊。
本發明提供另一種電子裝置，其包括具有處理電路的處理單元、具有電路的絕對定位裝置及具有感測器的相對定位裝置。絕對定位裝置經配置以判定電子裝置的絕對位置。相對定位裝置經配置以判定電子裝置的相對定位。處理單元經配置以始終接通模式操作，以從相對定位裝置週期性地提取感測器讀數。絕對定位裝置經配置以省電模式及位置資訊獲取模式操作使得在滿足位置更新條件的情況下，絕對定位裝置以位置資訊獲取模式操作直到判定出參考位置資訊為止，在這之後絕對定位裝置以所述省電模式操作。
本發明提供另一種用於具有處理單元、絕對定位裝置及相對定位裝置的電子裝置的混合定位方法，方法包括：在始終接通模式中操作處理單元，以從相對定位裝置週期性地提取感測器讀數；在省電模式及位置資訊獲取模式中操作絕對定位裝置，使得在滿足位置更新條件的情況下，絕對定位裝置以位置資訊獲取模式操作直到判定出參考位置資訊為止，在這之後絕對定位裝置以省電模式操作；其中參考位置資訊用於判定電子裝置的當前位置。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
本發明的部份實施例接下來將會配合附圖來詳細描述，以下的描述所引用的元件符號，當不同附圖出現相同的元件符號將視為相同或相似的元件。這些實施例只是本發明的一部份，並未揭示所有本發明的可實施方式。更確切的說，這些實施例只是本發明的專利申請範圍中的方法以及裝置的範例。
圖1是示出根據本發明的實施例的移動裝置100。移動裝置100可為遠端控制器、智慧型電話、個人數位助理（personal digital assistant，PDA）、平板電腦或筆記本電腦等。移動裝置100包括感測器110、MCU 120和CPU 130。MCU 120耦接到感測器110。CPU 130耦接到MCU 120。感測器110包括緩衝器115。MCU 120包括緩衝器125。緩衝器115及125為儲存裝置，例如，暫存器或記憶體。
感測器110產生多個樣本。感測器110可將樣本儲存於緩衝器115中。MCU 120從感測器110提取樣本且根據所述樣本執行初始預設處理以產生一或多個初始預設處理的結果。MCU 120可將樣本或結果儲存於緩衝器125中。或者，MCU 120可將樣本及結果兩者儲存於緩衝器125中。
CPU 130從MCU 120提取一或多個結果或從MCU 120接收基於一或多個結果的信號。CPU 130根據來自MCU 120的一或多個結果或信號執行進一步的預設處理。
在本發明的實施例中，感測器110以頻率F1產生樣本，這代表感測器110每秒產生F1個樣本。MCU 120以頻率F2從感測器110分批提取樣本。CPU 130以頻率F3從MCU 120分批提取結果。頻率F1可高於或等於頻率F2。頻率F2可高於或等於頻率F3。
例如，F1可以是2000 Hz，F2可以是1 Hz，並且F3可以是0.001 Hz。感測器110每秒產生2000個樣本。MCU 120每秒從感測器110提取一次樣本。在每一次提取中，MCU 120從感測器110提取2000個樣本作為單批。在每一次提取之後，MCU 120執行初始預設處理且產生基於2000個樣本的40個結果。CPU 130每1000秒從MCU 120提取一次40個結果作為單批。在每次提取之後，CPU 130根據40個結果執行進一步預設處理。此分批提取機制減輕MCU 120獲得樣本的負擔，因為MCU 120無須從感測器110逐個地提取樣本。類似地，此分批提取機制減輕CPU 130獲得結果的負擔，因為CPU 130不是必須從MCU 120逐個地提取結果。
CPU 130執行移動裝置100的作業系統（OS）及應用程式。進一步預設處理僅為由CPU 130執行的許多工中的一個。MCU 120特別地專用於根據樣本執行初始預設處理及將一或多個結果或信號提供到CPU 130。CPU 130具有的處理功率比MCU 120具有的處理功率多得多且CPU 130消耗的電功率比MCU 120消耗的電功率多得多。MCU 120從CPU 130接管從感測器110收集樣本及執行初始預設處理的負擔以使得CPU 130可盡可能長時間地休眠以便省電並延長移動裝置100的電池壽命。從MCU 120分批提取結果有助於減小CPU 130的喚醒頻率，這節省了更多功率。MCU 120不斷地輪詢感測器110且從感測器110提取樣本。MCU 120從不休眠。
CPU 130可休眠直到CPU 130喚醒以從MCU 120提取結果為止或直到CPU 130被來自MCU 120的信號喚醒為止。MCU 120可喚醒CPU 130且通知CPU 130從MCU 120提取結果。或者，CPU 130可在移動裝置100的使用者啟動應用程式時或在計時器期滿時喚醒。換句話說，CPU 130可以在沒有來自MCU 120的通知的情況下喚醒，且接著CPU 130可以從MCU 120提取一個或多個結果。
圖2是示出根據本發明的另一實施例的移動裝置200的示意圖。所述移動裝置200包含CPU 130、MCU 120以及七個感測器201至207，即，加速計201、陀螺感測器202、磁力計203、氣壓計204、觸摸面板205、麥克風206及光感測器207。加速計201產生與移動裝置200的移動及旋轉相關聯的加速度的樣本。陀螺感測器202產生與移動裝置200的移動及旋轉相關聯的角速度的樣本。磁力計203產生與移動裝置200的移動及旋轉相關聯的磁力的樣本。氣壓計204產生與移動裝置200的移動及旋轉相關聯的大氣壓的樣本。觸摸面板205產生由移動裝置200的使用者所觸摸的位置的樣本。麥克風206產生移動裝置200周圍的聲音的樣本。光感測器207產生移動裝置200周圍的環境亮度的樣本。感測器201至207中的每一個可如同感測器110那樣包含緩衝器。
MCU 120耦接到所有感測器201到207並且作為感測器集線器操作。包括CPU 130、MCU 120以及感測器201到207中的一個的移動裝置200的每一子集可以如圖1中示出的移動裝置100相同的方式操作。另外，MCU 120和CPU 130可以基於多個感測器一起產生的樣本執行預設處理。在本發明的另一實施例中，移動裝置200可包括少於七個感測器或多於七個感測器。
在本發明的實施例中，移動裝置200可以提供計步器的功能。MCU 120從加速計201提取樣本，並且通過根據樣本計算移動裝置200的使用者已經行走了多少步來執行初始預設處理。MCU 120可以將初始預設處理的結果（即步數）儲存在緩衝器125中。
MCU 120可以喚醒CPU 130以提取每N步的結果，其中N是預設正整數。或者，CPU可週期性地喚醒以從MCU 120提取結果。或者，每當使用者啟動應用程式時CPU可喚醒以查看步數。CPU 130的不頻繁喚醒能節省能量。有時用戶行走數小時並且直到用戶到家時才想查看步數。在這種情況下，CPU 130可以休眠數小時並且節省大量能量。
除了計數步數之外，由MCU 120執行的初始預設處理可包含根據由加速計201、陀螺感測器202及磁力計203產生的樣本計算使用者的每一步的方向及距離。MCU 120可將結果（即，步子的方向及距離）儲存於緩衝器125中。當結果的大小達到緩衝器125的容量的預設百分比時，MCU 120可喚醒CPU 130並通知CPU 130提取結果。
當CPU 130喚醒時，CPU 130執行的進一步預設處理可包含顯示步數、顯示示出每小時的步數的圖表，或根據步子的方向和距離繪製用戶的軌跡等。
在本發明的另一實施例中，移動裝置200可以基於全球定位系統（GPS）提供定位和導航的功能。用戶可以關閉GPS功能以省電。當關閉GPS功能時，CPU 130休眠。在GPS功能關閉的時段期間，MCU 120可提取由加速計201、陀螺感測器202及磁力計203產生的樣本以計算移動裝置200的移動軌跡。MCU 120可將移動軌跡儲存於緩衝器125中作為初始預設處理的結果。當用戶開啟GPS功能時，CPU 130可以從MCU 120提取移動軌跡，並且使用移動裝置200的移動軌跡和最後GPS位置來計算參考位置，使得CPU 130可以更快地找到移動裝置200的當前GPS位置。在其它實施例中，控制絕對定位資訊（例如，由GPS提供）的使用的其它方式將在後文詳細地描述。
在本發明的另一實施例中，除了加速計201、陀螺感測器202和磁力計203產生的樣本以外，MCU 120還可以根據氣壓計204產生的樣本計算移動裝置200的移動軌跡，使得移動軌跡可以包含對移動裝置200的海拔高度的改變的更精確估計。
在本發明的另一實施例中，移動裝置200可以在解鎖狀態與鎖定狀態之間切換。移動裝置200通常在處於解鎖狀態時從觸摸面板205接收輸入，但是移動裝置200不會在鎖定狀態時從觸摸面板205接收輸入。在鎖定狀態中，CPU 130休眠。例如，當移動裝置200已經閒置預設時間段時，移動裝置200可以從解鎖狀態進入鎖定狀態，並且當使用者在移動裝置200上執行預設操作時，移動裝置200可以返回至解鎖狀態。
用於解除鎖定移動裝置200的預設操作可在觸摸面板205上繪製預設軌跡。在此情形下，MCU 200可提取由觸摸面板205產生的樣本且分析所述樣本以確定使用者是否繪製預設軌跡。當用戶完成觸摸面板205上的預設軌跡時，MCU 120可發送例如中斷的信號以喚醒CPU 130。回應於所述信號，CPU 130將移動裝置200從鎖定狀態切換到解鎖狀態。
或者，用於解除鎖定移動裝置200的預設操作可向麥克風206說出預設口令。在此情形下，MCU 200可提取由麥克風206產生的樣本且對所述樣本執行語音辨識以確定使用者是否說出預設口令。當使用者向麥克風206說出預設口令時，MCU 120可發送信號以喚醒CPU 130。回應於所述信號，CPU 130將移動裝置200從鎖定狀態切換到解鎖狀態。
或者，用於解鎖移動裝置200的預設操作可以固持移動裝置200並且使移動裝置200沿著預設軌跡移動。在這種情況下，MCU 200可以提取加速計201、陀螺感測器202和磁力計203產生的樣本，並且分析樣本以確定移動裝置200是否已沿著預設軌跡移動。當移動裝置200已沿預設軌跡移動時，MCU 120可發送信號以喚醒CPU 130。回應於所述信號，CPU 130將移動裝置200從鎖定狀態切換到解鎖狀態。
在本發明的另一實施例中，移動裝置200可包括顯示器。MCU 120可以提取光感測器207產生的樣本，並且分析樣本以計算移動裝置200歷經具有預定長度的最近時間段的平均環境亮度。MCU 120可將平均環境亮度儲存於緩衝器125中。CPU 130可週期性地提取平均環境亮度且根據所述平均環境亮度調整顯示器的顯示亮度。
圖3是示出根據本發明的另一實施例的移動裝置320的示意圖。移動裝置320包括MCU 120及感測器201至207。與先前實施例類似，MCU 120可提取感測器201至207中的一或多個所產生的樣本且根據所述樣本執行初始預設處理。MCU 120可將初始預設處理的樣本及/或結果儲存於緩衝器125中。在此實施例中，MCU 120經配置以通過無線連接或有線連接而連接到電子裝置340。MCU 120進一步經配置以將初始預設處理的結果通過無線連接或有線連接提供到電子裝置340。電子裝置340可以根據所述一個或多個結果執行進一步預設處理。在一些方面中，電子裝置340類似於先前實施例中的CPU 130。
舉例來說，移動裝置320可以是佩戴式電子計步器。MCU 120根據加速計201產生的樣本來計數由使用者走過的步數。MCU 120可將步數儲存於緩衝器125中。另外，MCU 120可將步數提供到電子裝置340以用於進一步檢視或處理。
對於另一實施例，移動裝置320可以是可附接到用戶的手掌或手臂或用戶揮舞的高爾夫球棒的小裝置。當用戶打高爾夫時，MCU 120可以提取加速計201、陀螺感測器202和磁力計203產生的樣本來計算使用者進行高爾夫球棒揮杆的次數。MCU 120可將揮杆次數儲存於緩衝器125中。另外，MCU 120可將揮杆次數提供到電子裝置340以用於進一步檢視或處理。
或者，MCU可以分析加速計201、陀螺感測器202和磁力計203產生的樣本以獲得使用者進行的高爾夫球棒的每次揮杆的時間和力度。MCU 120可將分析結果儲存於緩衝器125中。另外，MCU 120可將分析結果提供到電子裝置340以用於進一步檢視或處理。
在一些實施例中，本發明提供的MCU是具有緩衝器的感測器中樞（Sensor Hub）。MCU可以從移動裝置的CPU接管收集並且分析感測器產生的樣本的負擔。因此，MCU能減輕CPU的負擔，並且CPU可以盡可能長地休眠以節省能量並延長移動裝置的電池壽命。
請參考圖4，圖4是示出根據本發明的另一實施例的電子裝置1100的圖。電子裝置1100可為行動電話、平板PC、PDA等。電子裝置1100可包括（但不限於）應用程式處理器（AP或CPU）1110、多個感測器1121至112n以及微處理器（例如，MCU）1130。多個感測器1121到112n經配置以產生至少一個感測信號S1至Sn。應用程式處理器1110經配置以根據感測合併信號SF執行應用程式。微處理器1130耦接在多個感測器1121到112n與應用程式處理器1110之間，並且經配置以根據至少一個感測信號S1到Sn產生感測合併信號SF。
上文所提及的多個感測器1121到112n可以通過加速計、旋轉感測器、磁力計和/或高度計實施；然而，這不應是本發明的限制。另外，請注意，應用程式處理器1110的計算能力大於微處理器1130的計算能力。舉例來說，應用程式處理器1110可為行動電話的多核基帶處理器，且微處理器1130可為單晶片微控制器。所屬領域的技術人員應很容易瞭解應用程式處理器1110與微處理器1130之間的區別，並且因此為簡潔起見此處省略進一步描述。
請注意，當本發明的電子裝置1100的應用程式處理器1110進入休眠模式時，微處理器1130仍工作使得維持電子裝置1100的基本功能。結果，即使手持型電子裝置1100進入休眠模式，應用程式處理器1110可通過檢測電子裝置1100的動作而喚醒。舉例來說，當應用程式處理器1110進入休眠模式時，應用程式處理器1110關閉電子裝置1100的顯示模組（未圖示），且鎖定電子裝置1100的觸摸面板（未圖示）。下文將列出本發明的電子裝置1100的鎖定機制。步驟（1）：使用者擺動電子裝置1100，及電子裝置100的動作及/或旋轉由多個感測器1121至112n檢測以便產生感測信號S1至Sn；步驟（2）可用於喚醒應用程式處理器1110的感測合併信號SF隨後通過微處理器1130根據感測信號S1至Sn來產生；以及步驟（3）應用程式處理器1110接收感測合併信號SF且接著根據所述感測合併信號SF執行應用程式。例如，應用程式處理器1110可以比較感測合併信號SF以查看其是否對應於特定示意動作；以及當感測合併信號SF對應於特定示意動作，上述顯示模組將被啟動並且自動地進入解鎖狀態。因此，電子裝置1100不需要具有如先前技術的實體按鈕，且使用者不需要按壓所述實體紐扣來解鎖電子裝置1100。另外，當電子裝置1100的顯示模組關閉時，應用程式處理器1110可繼續播放音樂。本發明的電子裝置1100可以在使用者擺動電子裝置1100時通過根據多個感測器1121到112n檢測動作和/或旋轉來產生運動資料；並且微處理器1130可以處理運動資料且接著應用程式處理器1110可以控制播放的音樂。例如，使用者可以輕敲電子裝置1100的左側以選擇播放前一歌曲，或輕敲電子裝置1100的右側以選擇播放下一歌曲。
另一方面，本發明的另一個優點是：在應用程式處理器1110進入休眠模式之後，步子計數器或計步器的功能仍可以工作。舉例來說，當應用程式處理器1110進入休眠模式且電子裝置1100使用步子計數器的功能時，感測器1121（例如加速計）可產生至少一個感測信號S1。微處理器1130可根據加速計產生的至少一個感測信號S1來產生計數資訊。請注意，在本發明的另一實施例中，微處理器1130可以設置預設計數資訊，例如1000計數。也就是說，當計數資訊高達1000計數時，微處理器1130可以通過使用感測合併信號SF喚醒應用程式處理器1110。
請參考圖5，圖5是示出根據本發明的第二實施例的電子裝置1200的圖。電子裝置1200可包含應用程式處理器（AP或CPU）1210、微處理器（例如，MCU）1130以及多個感測器1121至112n。上文所提及的多個感測器1121到112n可以通過加速計、旋轉感測器、磁力計和/或高度計實施。應用程式處理器1210可包含內核層1212、感測器硬體抽象層（感測器HAL）1213、框架層1214和應用層1215，其中應用層1215可以是安卓系統的應用層。微處理器1130設置在應用程式處理器1210與多個感測器1121到112n之間。多個感測器1121至112n將產生感測之後的對應感測信號S1至SN，且將把感測信號S1至SN傳輸到微處理器1130。微處理器1130將多個感測器1121至112n產生的感測信號S1至SN合並且接著將感測合併信號SF傳輸到應用程式處理器1210。應用程式處理器1210根據感測合併信號SF執行對應的應用程式。請注意，應用程式處理器1210與微處理器1130之間的通信通過內部積體電路埠實施；並且微處理器1130與多個感測器之間的通信通過內部積體電路埠實施；然而，這不應是本發明的限制。
電子裝置1100/1200的特徵在於：可以選擇性地啟用或停用微處理器1130以省電。舉例來說，多個感測器1121至1212N可包含加速計，且加速計產生的感測信號可用於控制微處理器1130的啟用及停用。更詳細地說，當加速計產生加速度相關的感測信號時，其表示電子裝置1100/1200正在移動（例如，此時感測信號可處於高水準）以便啟用微處理器1130。在啟用微處理器1130之後，其可合併多個感測器1121至112n產生的感測信號S1至SN以根據演算法產生感測合併信號SF。接著將感測合併信號SF從微處理器1130傳輸到應用程式處理器1110/1210，以便使應用程式處理器1110/1210執行對應的應用程式。
本發明的配置的優點是：通過使用多個感測器的特徵來確定是否啟用微處理器1130從而省電。例如，在上述實施例中，可以通過採用加速計感測器來確定是否啟用微處理器1130。換句話說，具有此配置的電子裝置1100/1200可以基於自身的運動檢測來確定是否啟用微處理器1130執行對應的應用程式從而省電。請注意，在本發明的電子裝置1100/1200的一個實施例中，微處理器1130以及多個感測器1121到112n中的至少一個並非封裝在單晶片中，然而，這不應是本發明的限制。多個感測器1121到112n中的一些可以封裝在單晶片中。此外，微處理器1130獨立於應用程式處理器1110/1210，並且它們並非封裝在單晶片中。請注意，多個感測器1121至112n的驅動器程式可預載入微處理器1130中。因此，當開發者採用本發明的微處理器1130，那麼可成功地處理多個感測器1121至112n的感測信號S1至SN。本發明的配置的優點是：可以提高選擇感測器晶片供應商的彈性。
圖6是示出根據本發明的電子裝置2200的示意圖。電子裝置2200可以是智慧型電話、個人數位助理（PDA）、平板電腦、遙控器或可以移動和/或旋轉的任何其它電子裝置。電子裝置2200包含運動感測器2210、處理器2230及匯流排2240。運動感測器2210包含緩衝器2220。處理器2230通過匯流排2240耦接到運動感測器2210。
請注意，運動感測器可以是陀螺感測器、加速計、6軸運動感測器或9軸運動感測器。在本發明的實施例中，運動感測器2210可為檢測且取樣電子裝置2200的角速度的陀螺感測器。在本發明的另一實施例中，運動感測器2210可為檢測且取樣電子裝置2200的加速度的加速計。在本發明的另一實施例中，運動感測器2210可為檢測且取樣電子裝置2200的加速度或角速度的6軸運動感測器。在本發明的另一實施例中，運動感測器2210可為檢測且取樣電子裝置2200的加速度、角速度或磁力的9軸運動感測器。所屬領域的技術人員可易於理解，6軸運動感測器包括3軸陀螺儀和3軸加速計，且此處為簡潔起見省略進一步描述。類似地，9軸運動感測器包括3軸陀螺儀、3軸加速計和3軸羅盤，並且此處為簡潔起見省略進一步描述。緩衝器2220可為可儲存由運動感測器2210產生的多個樣本的先進先出（FIFO）暫存器。處理器2230可為電子裝置2200的CPU、微處理器（例如，MCU）或嵌入式控制器。
圖7是示出根據本發明的示範性實施例中的另一個的所提出電子裝置。參看圖7，出於示範性目的，電子裝置500至少包含絕對定位裝置510、相對定位裝置520以及處理單元（其可包含CPU、AP或MCU中的一或多個）530，其中所述處理單元530耦接到絕對定位裝置510和相對定位裝置520。處理單元530可包含記憶體介面、一或多個資料處理器、圖片處理器及/或處理器以及周邊裝置介面（或感測器集線器）。記憶體介面、一或多個處理器和/或周邊裝置介面可為單獨元件，或可集成於一或多個積體電路中。處理器可包含應用程式處理器、基帶處理器以及無線處理器。舉例來說，電子裝置500中的各種元件可由一或多個通信匯流排或信號線耦接。電子裝置500可為獨立設備，例如，智慧型電話、平板電腦、個人數位助理（PDA）、智慧手錶等等。電子裝置500也可為車輛內建式設備。
絕對定位裝置510可取樣位置讀數，其包含來自經由天線從GPS衛星星座接收GPS衛星無線電信號的GPS接收器的讀數，且基於所接收信號以一種本身熟知的方式計算電子裝置500的明確的當前位置資訊。絕對定位裝置510可提供包含來自可通過Wi-Fi或鄰近標記也以一種本身熟知的方式獲得電子裝置500的當前資訊的通信模組的讀數的位置讀數。基於位置讀數，絕對位置裝置510可提供地理位置及地理航向方向。地理位置在地圖上可為一點，且地理航向方向在地圖上可為電子裝置500的航向方向。地理航向方向可從地圖上正在移動的至少兩個連續地理位置得出。
相對定位裝置520可包含檢測其位置中的事件或變化且提供相對基礎的對應輸出的慣性感測器。在本實施例中，出於示範性目的，相對定位裝置520可提供包含來自加速計、陀螺儀、磁力計、計步器、氣壓計、光感測器、聲壓感測器或耦接到取樣裝置的無線電接收器中的至少一個的讀數的感測器讀數。取樣裝置對在傳輸系統的部分處可檢測的信號源的無線電RF信號的強度進行取樣。信號源可為蜂窩式通信網路的社區月臺、無線接入點或低功耗藍牙（Bluetooth low energy，BLE）信標。感測器讀數可包含關於加速度和減速度的速率、運動速度、方向變化和/或關於電子裝置500的方向變化的速率的資訊。舉例來說，回應於電子裝置500遇到外力時突然移動的任何檢測，三軸加速計將輸出對應於每一軸線的加速度數據。陀螺儀將檢測圍繞空間中的特定軸旋轉的電子裝置500的旋轉移動並且輸出表示所述旋轉移動的資料。加速計和陀螺儀的組合可以形成電子裝置500的整體移動和定向的更精確測量。
處理單元530可包含北橋、南橋、現場可程式設計陣列（field programmable array，FPGA）、可程式設計邏輯裝置（programmable logic device，PLD）、專用積體電路（application specific integrated circuit，ASIC）或其它類似裝置或其組合中的一或多個。處理單元530還可包含中央處理單元（CPU）、可程式設計通用或專用微處理器、微控制器、數位訊號處理器（digital signal processor，DSP）、專用積體電路（ASIC）、可程式設計邏輯裝置（PLD）或其它類似裝置或其組合。在本實施例中，處理單元530可為通過（例如）串列週邊介面匯流排（SPI）或內部積體電路（I2C）電耦接到絕對定位裝置510及相對定位裝置520的感測器集線器。處理單元530經配置以集成且處理從絕對定位裝置510和相對定位裝置520獲得的資料以便執行所提出的混合定位方法。
圖8是示出根據本發明的示範性實施例中的一個的所提出混合定位方法的流程圖。圖8的步驟可由如圖7中所示的所提出電子裝置500實施。
參看圖7及圖8，處理單元530將首先從絕對定位裝置510獲得可包含地理位置和地理航向方向的絕對位置資訊（步驟S602）。當獲得絕對位置資訊時，處理單元530可停止從絕對定位裝置510請求位置讀數。術語“絕對”位置是指由坐標系統（例如，經緯度）表示的地球表面上的點。處理單元530可將地理位置（在確定其為可靠時）作為參考位置或當前位置。詳細地說，當混合定位方法開始時，處理單元530將首先獲得電子裝置500的當前位置作為地圖上的參照點或開始點。將基於就近/彙聚的地理位置的集合確定所述當前位置。也就是說，當所獲得的地理位置遠離某一時間幀內獲得的其它地理位置，那麼其可為由暫時干擾或雜訊所影響的誤差且將不視為穩定的地理位置測量值。當確定電子裝置500的當前地理位置時，可確定絕對位置資訊。也可通過比較電子裝置行進時所計算出的地理位置的變化而確定地理航向方向。同時，處於省電目的，處理單元530可停用、終止請求或減小從絕對定位裝置510取樣位置讀數的頻率。
當電子裝置500行進時，處理單元530將基於來自相對定位裝置520的感測器讀數計算可包含所估計移動距離和所估計旋轉角度的相對位置資訊。所估計移動距離可指步長，且所估計旋轉角度可指電子裝置500的當前航向方向與前一航向方向之間的角度。基於相對位置資訊，處理單元530可基於從相對定位裝置520獲得的相對位置資訊和絕對位置資訊計算所估計位置資訊，所述所估計位置資訊可包含電子裝置500的所估計位置及所估計航向方向（步驟S604）。
處理單元530將確定電子裝置是否滿足位置更新條件（步驟S606）。位置更新條件可與電子裝置500從先前啟用絕對定位裝置510的位置的行進距離、電子裝置500尚未行進的漸增的時間、電子裝置500的移動方向等相關聯。舉例來說，處理單元530可啟用或開始每一確定的電子裝置500的行進距離（例如，每0.5km）從絕對位置裝置510請求位置讀數以便獲得其經更新的地理位置和/或地理航向方向。在其它情況下，當電子裝置500已經行進超過某一時間段（例如，3分鐘）時，或當電子裝置500轉向超過預定角度（例如，45度）時，其位置資訊將需要更新。可基於實施為相對定位裝置520的慣性感測器的測量來確定位置更新條件。
當電子裝置500不滿足位置更新條件，那麼流程將直接返回至步驟S604。處理單元530將基於步行航位元推算（PDR）演算法連續估計電子裝置500的當前所估計位置資訊。PDR演算法涉及基於從相對定位裝置520獲得的相對位置資訊和前一絕對位置資訊計算當前所估計位置資訊。
另一方面，當電子裝置500確定滿足位置更新條件時，處理單元530將啟用絕對定位裝置510以獲得電子裝置500的經更新的絕對位置資訊（步驟S608）。類似於步驟602，當獲得絕對位置資訊時，處理單元530可終止從絕對定位裝置510請求位置讀數。
接下來，處理單元530將確定所估計位置資訊是否可靠（步驟S610）。可靠度的確定可基於所估計位置資訊與經更新的位置資訊之間的位置和航向方向的差異。當確定所估計位置資訊不可靠，那麼處理單元530將基於所更新的位置資訊校正所估計位置資訊（步驟S612），且流程將返回至步驟604。另一方面，當所估計位置資訊確定為可靠的，那麼處理單元530將不校正所估計位置資訊，且流程將直接返回至步驟S604。
為了更好地理解，圖9A是示出根據本發明的示範性實施例中的一者的混合定位方法的應用場景的流程圖。圖9A的步驟也可由如圖9中所示的所提出電子裝置500實施。在此示範性實施例中，絕對定位裝置510將為GPS裝置，且相對定位裝置520將為包含慣性感測器的PDR裝置。
參看圖9及圖9A，處理單元530將首先從GPS裝置獲得電子裝置500的地理GPS資料。處理單元530可啟用位置服務程式以提供位置資料且發送控制資訊以終止取樣位置讀數（步驟S701）。處理單元530可計算位置資料以獲得電子裝置500的參考位置及參考航向方向。框架隨後可向內核提供位置資料和控制資訊（步驟S702）。內核可向感測器中樞提供系統消息（步驟S703）。處理單元530可將參考位置設定為前一位置。在電子裝置500移動之後，處理單元530可積累之後每一步子的所估計移動距離及所估計旋轉角度，且基於前一位置計算所估計位置及所估計航向方向（步驟S704）。處理單元530可基於每一之後步子的多個所估計位置和/或所估計航向方向生成行進軌跡（步驟S705）。當電子裝置500正在行進時，處理單元530將確認是否滿足任何位置更新條件（步驟S706）。位置更新條件可包含電子裝置500從先前啟用位置服務程式的前一位置的行進距離是否大於距離閾值。位置更新條件可包含電子裝置500已停留在同一位置處的非行進時間是否超出預定時間段。當非行進時間超出預定時間段時，電子裝置500可在移動的車輛上，其中處理單元530可不能夠基於來自相對定位裝置520的感測器讀數區分停留狀態與在車輛上狀態。位置更新條件可包含電子裝置500是否轉向超過預定角度（未圖示）。當所有的位置更新條件皆不滿足，那麼處理單元530將繼續執行步驟S704。
當滿足位置更新條件中的任一者，那麼處理單元530將開始從絕對定位裝置510請求位置讀數，例如，通過啟用位置服務程式以開始取樣及收集多個位置讀數集合直到（例如）5個位置讀數集合顯示所量測到的位置已趨近為止。位置服務程式可隨後終止對位置讀數進行取樣（步驟S707）。
接下來，處理單元530可基於位置讀數計算地理位置和地理航向方向（步驟S708）。處理單元530可將所計算的地理位置及地理航向方向與所估計位置及所估計航向方向相比較以計算誤差值（步驟S709）。誤差值可指示所估計位置是否遠離地理位置超過閾值偏移和/或所估計航向方向偏離地理航向方向超過閾值角度。處理單元530可確定誤差值是否超出閾值（步驟S710）。當「否」，那麼處理單元530將確定所估計位置和所估計航向方向仍可靠並且繼續執行步驟S704。當「是」，那麼處理單元530將基於地理位置及地理航向方向校正所估計位置和所估計航向方向（步驟S711）。基於所述校正，處理單元530可獲得經校正位置和經校正航向方向。因此，處理單元可基於經校正位置和經校正航向方向生成經校正行進軌跡（步驟S712）。
圖9B是示出圖9A的方法步驟S709至步驟712的詳細流程圖。在步驟S709中，處理單元530可將所計算的地理位置及地理航向方向與所估計位置及所估計航向方向相比較以計算誤差值。處理單元530可基於行進軌跡上的地理位置與最後所估計位置之間的比較來計算位置偏移（步驟S7091）。處理單元530可確定位置偏移的值是否超出閾值偏移（步驟S7101）。當「是」，那麼處理單元530可從在步驟S705中計算的所估計位置減去一部份的位置偏移以獲得之後步子的經校正位置（步驟S7111）。處理單元530基於地理航向方向與所估計航向方向之間的比較來計算偏角（步驟S7092）。偏角是指所估計航向方向與所測量地理航向方向之間的角度。當確定位置偏移小於閾值偏移，那麼處理單元530可將所估計位置設為經校正位置（步驟S7102）且接著進入步驟S7092。
在步驟7103中，處理單元可確定偏角是否大於偏離閾值。當「是」，那麼處理單元530可從在步驟S705中計算的所估計旋轉角度減去一部份的偏角以獲得之後步子的經校正航向方向（步驟S7112）。因此，處理單元530可基於經校正位置和經校正航向方向生成經校正行進軌跡。當確定偏角小於偏離閾值，那麼處理單元530可將所估計航向方向設定為經校正航向方向（步驟S7104）且接著進入步驟S712。
圖10A至10D是示出根據本發明的示範性實施例中的一者的處理單元530如何在步驟S612或步驟S722中校正所估計位置資訊的不同情境。
參看圖10A，假設在時間點t，GPS位置A和所估計位置A1在同一緯度，且又存在兩個位置之間的偏移，其中的量值大於預定距離容限。應注意，在本實施例中，處理單元530將不會僅通過單個步驟將偏移直接添加到所估計位置A1，否則所有所估計位置的追蹤路徑可能將呈現尖刺狀。因此，為了平滑此波動，處理單元530僅將利用一部份的偏移（例如，，可為預定或動態修改的值）來校正所估計位置A1。舉例來說，在此情形下，處理單元530將通過添加來校正所估計位置A1，且位置A1'將為經校正所估計位置。處理單元530將在每一時間點t+1、t+2、…以類似方式將添加到其它所估計位置來進行校正直到GPS位置再次更新為止或直到所估計位置與GPS位置之間的偏移在預定容限內為止。假設PA為所有GPS位置的追蹤路徑（在GPS裝置始終打開的條件下），且PA1為所估計位置的追蹤路徑。因為已經以逐步方式校正了所估計位置（即，追蹤路徑PA1'），將產生更精確及平緩的估計。
參看圖10B，假設在時間點t，GPS位置B在所估計位置B1之後，且PB為所有GPS位置的追蹤路徑（在GPS裝置始終打開的條件下）。應注意，「之後」在此上下文中指代B與B1之間的關係，其中B相對於沿追蹤路徑PB行進的方向位於B1後向。處理單元530將校正對應於時間點t+1、t+2、…的所有所估計位置以使得與由所估計位置形成的追蹤路徑PB1相比較，由經校正估計位置形成的經校正追蹤路徑PB1'將比追蹤路徑PB平緩得多。
參看圖10C，假設在時間點t，GPS位置D及所估計位置D1位於同一緯度，且又兩個位置之間存在偏移，且電子裝置500朝向與GPS位置D相反的方向移動。在此情形下，處理單元530將通過減去一部份的偏移（例如，）來校正所估計位置D1以使得經校正所估計位置D1'將更接近GPS位置D。軌跡PD1'示出校正過程開始之後的一段時間內的經校正軌跡。處理單元530將在時間點t+1、t+2、…以類似方式校正其它所估計位置直到GPS位置再次更新為止或直到所估計位置與GPS位置之間的偏移在預定容限內為止。
應注意，處理單元530也將基於GPS航向方向校正所估計位置。舉例來說，如圖10D中所說明，當PDR方向和航向方向分別具有角θP 和θG 。處理單元530將通過將角度轉變得更朝向GPS航向方向（例如，具有角度θ'G 的方向）而校正所估計位置。
圖11是示出由GPS裝置定位的GPS路徑P5與所提出電子裝置500形成的所估計路徑P5'的實驗結果的比較以證明所提出的混合定位方法能夠使得用於定位的精確性及覆蓋度最大同時將電力消耗保持最小。
圖12是示出根據另一示範性實施例的混合定位方法的流程圖。具體地說，混合定位方法可由能夠收集與電子裝置相關聯的地理位置讀數（例如，來自GPS接收器的讀數）及感測器讀數（例如，來自加速計、陀螺儀、磁力計、計步器、氣壓計、光感測器、聲壓感測器或耦接到取樣裝置的無線電接收器中的至少一個的讀數）的電子裝置所利用。如圖12中所示，方法800可解釋為從方塊802處開始，其中獲得可包含指示航向以及位置的資訊的初始位置資訊。在一些實施例中，這可涉及使用用作當前位置的位置資訊，因此強調所述方法的反覆運算性質。在方塊804中，基於感測器讀數計算初始移動資訊。初始移動資訊可包含對應於PDR位置讀數之間的距離變化及航向角度變化的資訊。隨後，如方塊806中所述，基於初始移動資訊及初始位置資訊計算所估計位置資訊。
在方塊808中，當滿足位置更新條件，那麼將獲取地理位置讀數。在一些實施例中，當距離值、距離轉向值或時間值中的至少一個分別對應於距離閾值、距離轉向閾值或時間閾值時，則滿足位置更新條件。舉例來說，距離閾值可為PDR距離（例如，直線距離大於15英尺的距離-航向角度或轉向角度無變化），且距離轉向閾值可為PDR距離及相關聯的航向角度變化（例如，大於3英尺的距離，航向角度的變化大於2度）。值得注意的是，對應於直線距離的距離閾值通常大於距離轉向閾值的距離分量。作為另一實施例，時間閾值（例如，大於1分鐘的時間）可對應於當最後更新地理位置讀數時開始的時間持續時間（即，GPS等待時間）。
在方塊810中，基於經獲取的地理位置讀數產生參考位置資訊。在一些實施例中，這可涉及使用當前GPS位置更新前一GPS位置，以及計算GPS航向。GPS航向的計算可包含向PDR航向提供當前值，添加前一GPS航向值且接著減去前一PDR航向值。
如方塊812中所述，將所估計位置資訊與參考位置資訊進行比較以獲得偏離資訊。偏離資訊可包含位置偏移、航向偏離以及長度因數中的一或多個。具體地說，可通過比較分別來自所估計位置資訊和參考位置資訊的所估計位置及參考位置來計算位置偏移。因此，在一些實施例中，位置偏移可表示為：dis_diff = {Algo_output_location_x（當前）- Algo_previous_GPS location_x, Algo_output_location_y（當前）- Algo_previous_GPS location_y}的平方根。
類似地，可通過將分別來自所估計位置資訊和參考位置資訊的所估計航向與參考航向相比較而計算航向偏離。因此，在一些實施例中，航向偏離可表示為：theta_diff = （Algo_current航向-GPS_current航向）的角度。
關於長度因數，此參數涉及PDR應用於計算移動距離並且假設為精確的移動速度與PDR所基於的未經校正移動速度之間的關係。PDR通常使用由計步器（基於來自加速計的感測器資料）計算的步數及先前所計算的或針對每一步子所定義的移動速度來計算每一時間週期或每次執行演算法（例如，根據一般的GPS更新速率為1秒）的移動距離。由於不同的人具有不同的移動速度（且例如同一個人取決於活動的類型在不同的時間甚至以不同的速度移動），可週期性地更新移動速度，並且可由長度因數調節。在一些實施例中，可基於GPS位置更新來判定每次執行的實際移動距離來計算長度因數。因此，在一些實施例中，長度因數可表示為：長度因數 = ((GPS(t5) - GPS(t4))* ((GPS(t5) - GPS(t4)) / ((PDR (t5) - PDR (t4))* ((PDR (t5) - PDR (t4))。隨後，由PDR所判定的移動距離可與由GPS所判定的移動距離相比較以計算用於校正PDR移動速度的長度因數。
隨後，在方塊814中，基於所估計位置資訊及偏離資訊計算經校正移動資訊，借此提供對應於每一步子的移動距離的精確化PDR長度。在方塊816中，基於偏離資訊、經校正移動資訊及所估計位置資訊計算經校正位置資訊。
參看方塊804，在一些實施例中，初始移動資訊包含初始移動距離和初始航向變化，所述經校正移動資訊包含平緩量、平緩數及平緩角度，且經校正位置資訊包含經校正位置和經校正航向。在此類實施例中，可基於位置偏移計算平緩數（對應於感測器集線器校正所需要的多個步子），且可基於偏角和平緩數計算平緩角度（也對應於感測器集線器校正）。經校正航向的計算可基於平緩角度及初始航向，而所估計位置的計算可基於初始位置及經校正航向。此外，基於偏離資訊及平緩數的平緩量的計算及經校正位置的計算可基於平緩量和所估計位置。
返回參看方塊808，一些實施例的地理位置讀數可包含地理位置讀數的序列，而所估計位置資訊可包含估計位置及所估計航向。在此類實施例中，當方差小於方差閾值，那麼可在地理位置讀數的序列中計算方差，地理位置讀數的序列中的最後一個經儲存為參考位置。此外，可比較地理位置讀數中的至少兩個以獲得參考航向，且可將所估計位置資訊與參考位置資訊進行比較以獲得偏離資訊，例如在方塊812中。確切地說，偏離資訊包含位置偏移（由比較所估計位置與參考位置而計算出）和航向偏離（由比較所估計航向與參考航向而計算出）。
在地理位置讀數包含位置讀數序列的其它實施例中，可選擇地理位置讀數序列中的至少兩個。至少兩個先前所估計位置經計算，位置讀數的序列中的至少兩個中的每一個與至少兩個先前所估計位置同步。隨後通過將至少兩個先前所估計位置與位置讀數的序列中的所選擇的至少兩個相比較而計算長度因數，且基於所述長度因數計算經校正移動資訊。
在一些實施例中，可根據參考位置獲得參考地理座標，且經校正位置可經轉換以基於所述參考地理座標校正地理經度及緯度。也應注意，在一些實施例中，可基於地理位置讀數的精確性來計算誤差值，所述精確性是基於來自經由天線從GPS衛星星座接收GPS衛星無線電信號的GPS接收器的讀數而確認的。
如上文所提及，混合定位方法可由包含以下各者的電子裝置（例如圖7中所描繪）實施：具有處理電路的處理單元、具有電路並經配置以確定絕對位置的絕對定位裝置及具有感測器並且經配置以確定電子裝置的相對定位的相對定位裝置。具有此類設備，處理單元可以始終接通模式操作以週期性地從相對定位裝置提取感測器讀數，而絕對定位裝置以省電模式操作。如此配置，當初始移動資訊對應於位置更新條件，那麼絕對定位裝置可由處理單元切換至位置資訊獲取模式。在參考位置資訊已經由處理單元計算之後，絕對定位裝置可切換回省電模式。應注意，用於將絕對位置裝置維持於位置資訊獲取模式中的時間間隔通常基本上小於處理單元從相對定位裝置提取感測器讀數的時間間隔以便減小電力消耗。
圖13A及13B是示出根據另一示範性實施例的混合定位方法的流程圖。具體地說，混合定位方法可由能夠收集地理位置讀數及與電子裝置相關聯的感測器讀數的電子裝置採用。
參看圖13A開始進行說明，方法900從方塊902處開始，以獲得初始位置資訊。舉例來說，此可包含收集GPS資訊集合（例如，五個讀數集合）及選擇使用判定為精確的讀數中的一個。在方塊904中，作出是否滿足位置更新條件的確認。在一些實施例中，此可包含各種閾值比較中的一或多個，例如確認非筆直行走距離是否對應於第一閾值（例如，3米），直線行走距離是否對應於第二閾值（例如，15米）或在不移動的情況下時間（例如，5分鐘）是否流逝。當滿足更新條件，那麼過程可繼續進行至方塊906。
在方塊906處，地理位置讀數經獲取（例如，獲得5個GPS讀數）。隨後，過程進行到方塊908，以計算GPS位置、航向及長度。在一些實施例中，當讀數的精確性已評定時，即可使用最後GPS讀數 。方法隨後進行到方塊910，其中作出步數是否對應於閾值的確認。舉例來說，步數可設定成8步，以及許多其它者。應注意，過程也可回應於在方塊904中確認不滿足位置更新條件而進行到方塊910。
當步數對應於閾值，那麼過程進行到方塊912，以基於GPS長度校正PDR長度。隨後，在方塊914中，計算PDR距離、方向及轉向。此後，過程進行到方塊916，以基於PDR距離及方向校正位置資訊。還應注意，當在方塊910中作出步數尚未超出閾值的確認，那麼將校正位置資訊。
參看圖13B，在此將描述平滑功能。具體地說，在方塊916（圖13A）之後，流程進行到方塊918，以作出位置偏移是否對應於第一偏移閾值（例如，500米）的確認。當位置偏移對應於第一偏移閾值，那麼流程進行到方塊920，以用於獲得位置資訊的程式經再初始化且流程如所指示返回到方塊904。但是，當位置偏移不對應於第一偏移閾值，那麼流程進行到方塊922，以作出位置偏移是否對應於第二偏移閾值（例如，30米）的確認。當位置偏移對應於第二偏移閾值，那麼過程進行到方塊924，其中每步以第一距離（例如，每步5米）並且朝向GPS位置來校正位置資訊（例如，每步5米）。但是，當位置偏移不對應於第二偏移閾值，那麼流程進行到方塊926。
在方塊926中，作出位置偏移是否對應於第三偏移閾值（例如，10米）的確認。當位置偏移對應於第三偏移閾值，那麼流程進行到方塊928，其中每步以第二距離（例如，每步0.5米）並且朝向GPS位置來校正位置資訊。但是，當位置偏移不對應於第二偏移閾值，那麼流程進行到方塊930。還應注意，在方塊924之後及在方塊926中確定位置偏移不對應於第三偏移閾值之後，流程可進行到方塊930。
在方塊930中，作出偏角是否對應於閾值（例如，3度）的確定。當偏角對應於閾值，那麼流程進行到方塊932，其中以朝向GPS航向來校正位置資訊，例如30%。流程可接著返回至方塊904且如先前所描述而進行。此外，在方塊932中朝向GPS航向的校正之後，流程可進行到方塊904。
本發明內容更提供一種非暫時性電腦可讀取媒體，其記錄待載入到電子裝置內以執行前述方法的步驟的電腦程式。所述電腦程式由多個程式指令（例如，組織圖、建立程式指令、批准程式指令的表、設定程式指令和部署程式指令等）構成，且這些程式指令被載入到電子裝置內且由其執行以實現上述方法的各個步驟。
本發明所提出方法的優點可包含（但不限於）通過兩個前述技術而在電力消耗保持最小的前提下，使定位的精確性及覆蓋率達到最佳化並且在地圖上提供平滑的行進軌跡。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧移動裝置
110‧‧‧感測器
115‧‧‧緩衝器
120‧‧‧MCU
125‧‧‧緩衝器
130‧‧‧中央處理單元
200‧‧‧移動裝置
201‧‧‧加速計
202‧‧‧陀螺感測器
203‧‧‧磁力計
204‧‧‧氣壓計
205‧‧‧觸摸面板
206‧‧‧麥克風
207‧‧‧光感測器
320‧‧‧移動裝置
340‧‧‧電子裝置
500‧‧‧電子裝置
510‧‧‧絕對定位裝置
520‧‧‧相對定位裝置
530‧‧‧處理單元
602、604、606、608、610、612‧‧‧步驟
701、702、703、704、705、706、707、708、709、710、711、 712‧‧‧步驟
800‧‧‧方法
802、804、806、808、810、812、814、816‧‧‧方塊
900‧‧‧方法
902、904、906、908、910、912、914、916、918、920、922、 924、926、928、930、932‧‧‧方塊
1100‧‧‧電子裝置
1110‧‧‧應用程式處理器
1121-112n‧‧‧感測器
1130‧‧‧微處理器
1200‧‧‧電子裝置
1210‧‧‧應用程式處理器
1212‧‧‧內核層
1213‧‧‧感測器硬體抽象層
1214‧‧‧框架層
1215‧‧‧應用層
2200‧‧‧電子裝置
2210‧‧‧運動感測器
2220‧‧‧緩衝器
2230‧‧‧處理器
2240‧‧‧匯流排
7091、7092、7101、7102、7103、7111、7112‧‧‧步驟
A‧‧‧全球定位系統位置
A1‧‧‧所估計位置
A1'‧‧‧位置
B‧‧‧全球定位系統位置
B1‧‧‧所估計位置
D‧‧‧全球定位系統位置
D1‧‧‧所估計位置
D1'‧‧‧所估計位置
P5‧‧‧全球定位系統路徑
P5'‧‧‧所估計路徑
PA‧‧‧追蹤路徑
PA1‧‧‧追蹤路徑
PA1'‧‧‧追蹤路徑
PB‧‧‧追蹤路徑
PB1‧‧‧追蹤路徑
PB1'‧‧‧經校正追蹤路徑
PD1'‧‧‧軌跡
S1-Sn‧‧‧感測信號
圖1是示出根據本發明的實施例的移動裝置的示意圖。 圖2是示出根據本發明的另一實施例的移動裝置的示意圖。 圖3是示出根據本發明的另一實施例的移動裝置的示意圖。 圖4是示出根據本發明的另一實施例的電子裝置的圖。 圖5是示出根據本發明的另一實施例的電子裝置的圖。 圖6是示出根據本發明的另一實施例的電子裝置的示意圖。 圖7是示出根據示範性實施例的所提出電子裝置。 圖8是示出根據示範性實施例的所提出混合定位方法的流程圖。 圖9A及9B是示出根據示範性實施例的混合定位方法的應用情境的流程圖。 圖10A至10D是示出根據示範性實施例的處理單元如何校正所估計位置資訊的不同情境。 圖11是示出由GPS裝置定位的GPS路徑與由示範性實施例所形成的所估計路徑的實驗結果的對比。 圖12是示出根據另一示範性實施例的混合定位方法的流程圖。 圖13A及13B是示出根據另一示範性實施例的混合定位方法的流程圖。

Claims (18)

  1. 一種用於電子裝置的混合定位方法，其特徵在於，所述電子裝置能夠收集地理位置讀數以及收集與所述電子裝置相關聯的感測器讀數，所述方法包括： 　　獲得初始位置資訊； 　　基於所述感測器讀數，計算初始移動資訊； 　　基於所述初始移動資訊以及所述初始位置資訊，計算所估計位置資訊； 　　在滿足位置更新條件的情況下，獲取地理位置讀數； 　　基於所述地理位置讀數，產生參考位置資訊； 　　比較所述所估計位置資訊與所述參考位置資訊，以獲得偏離資訊； 　　基於所述所估計位置資訊以及所述偏離資訊，計算經校正移動資訊；以及 　　基於所述偏離資訊、經校正移動資訊以及所述所估計位置資訊，計算經校正位置資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括： 　　比較所述初始位置資訊與所述所估計位置資訊； 　　計算所述初始位置資訊與所述所估計位置資訊之間的差異；以及 　　基於所述差異，確認是否滿足所述位置更新條件，其中當距離值、距離轉向值或時間值中的至少一個分別對應於距離閾值、距離轉向閾值或時間閾值時，則滿足所述位置更新條件。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述距離轉向閾值對應於距離分量及轉向角度，對應於直線距離的所述距離閾值大於所述距離轉向閾值的所述距離分量。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的方法，其中所述時間閾值對應於當最後更新所述地理位置讀數時的持續時間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述地理位置讀數包括地理位置讀數的序列，所述所估計位置資訊包括估計位置及所估計航向，所述方法進一步包括： 計算所述地理位置讀數序列中的方差； 當所述方差小於方差閾值，將所述地理位置讀數序列中的最後一個儲存為參考位置； 比較所述地理位置讀數中的至少兩個，以獲得參考航向；以及 　　將所述所估計位置資訊與所述參考位置資訊相比較，以獲得所述偏離資訊，其中所述偏離資訊包括位置偏移及航向偏離，其中所述位置偏移及所述航向偏離為分別通過比較所估計位置與參考位置以及比較所估計航向與參考航向而計算出。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中所述初始移動資訊包括初始移動距離及初始航向變化，所述經校正移動資訊包括平緩量、平緩數及平滑角度，所述經校正位置資訊包括經校正位置及經校正航向，且所述方法進一步包括： 基於所述位置偏移，計算所述平緩數； 基於所述偏角及所述平緩數，計算所述平緩角度； 基於所述平緩角度及所述所估計航向，計算所述經校正航向； 基於所述初始位置及所述經校正航向，計算所述所估計位置； 基於所述偏離資訊及所述平緩數，計算所述平緩量；以及 基於所述平緩量及所述所估計位置，計算所述經校正位置。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中所述地理位置讀數包括位置讀數的序列，且所述方法進一步包括： 　　選擇所述地理位置讀數序列中的至少兩個； 　　計算至少兩個先前所估計位置，其中所述位置讀數序列中的所述至少兩個中的每一個與至少兩個先前所估計位置同步； 通過將所述至少兩個先前所估計位置與所述經選擇的所述位置讀數序列中的至少兩個相比較而計算長度因數；以及 　　基於所述長度因數，計算所述經校正移動資訊。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的方法，更包括： 　　根據所述參考位置獲得參考地理座標；以及 　　基於所述參考地理座標將所述經校正位置變換到經校正地理經度及緯度。
  9. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中計算所述經校正位置資訊更包括： 利用所述所估計航向確認所述參考位置是否在所述所估計位置之後；以及 當利用所述所估計航向所述參考位置在所述所估計位置之後，向所述估計位置給予所述位置偏移的分量，所述位置偏移為所述所估計位置與所述參考位置之間的差異，所述分量與所述所估計航向的方向正交。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的方法，更包括： 　　基於所述校正位置的序列形成行進軌跡。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括： 　　基於所述地理位置讀數的精確性計算誤差值，其中所述精確性是基於來自經由天線從全球定位系統衛星星座接收全球定位系統衛星無線電信號的全球定位系統接收器的讀數而判定的。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的方法，所述電子裝置具有處理單元、絕對定位裝置及相對定位裝置，且所述方法進一步包括： 　　在始終接通模式中操作所述處理單元，以從所述相對定位裝置週期性地提取感測器讀數； 在省電模式中操作所述絕對定位裝置； 當所述初始移動資訊對應於所述位置更新條件，由所述處理單元將所述絕對定位裝置切換到位置資訊獲取模式；以及 　　當由所述處理單元計算所述參考位置資訊之後，將所述絕對定位裝置切換到所述省電模式，其中用於將所述絕對位置裝置維持於所述位置資訊獲取模式中的第一時間間隔實質上小於在所述處理單元從所述相對定位裝置提取感測器讀數的期間的第二時間間隔以便減小電力消耗。
  13. 一種電子裝置，包括： 具有電路的絕對定位裝置，所述絕對定位裝置經配置以判定所述電子裝置的絕對位置； 具有感測器的相對定位裝置，所述相對定位裝置經配置以判定所述電子裝置的相對定位；以及 具有處理電路的處理單元，所述處理單元經配置以： 　　從所述絕對定位裝置獲得初始位置資訊； 　　基於所述相對定位裝置的所述感測器的感測器讀數，計算初始移動資訊； 　　基於所述初始移動資訊以及所述初始位置資訊，計算所估計位置資訊； 　　在所述初始移動資訊對應於位置更新條件的情況下，獲取地理位置讀數； 　　基於所述所獲取的地理位置讀數，產生參考位置資訊； 　　比較所述所估計位置資訊與所述參考位置資訊，以獲得偏離資訊； 　　基於所述感測器讀數及所述偏離資訊，計算經校正移動資訊；以及 　　　　基於所述經校正移動資訊及所述所估計位置資訊，計算經校正位置資訊。
  14. 一種電子裝置，包括： 具有電路的絕對定位裝置，所述絕對定位裝置經配置以判定所述電子裝置的絕對位置； 具有感測器的相對定位裝置，所述相對定位裝置經配置以判定所述電子裝置的相對定位；以及 具有處理電路的處理單元，所述處理單元經配置以始終接通模式操作，以從所述相對定位裝置週期性地提取感測器讀數， 　　其中所述絕對定位裝置經配置以省電模式以及位置資訊獲取模式操作使得在滿足位置更新條件的情況下，所述絕對定位裝置以所述位置資訊獲取模式操作直到判定出參考位置資訊為止，在這之後所述絕對定位裝置以所述省電模式操作。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的電子裝置，其中所述處理單元經配置以確認是否滿足所述位置更新條件。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的電子裝置，其中所述處理單元經配置以將所述絕對定位裝置切換到所述位置資訊獲取模式及所述省電模式。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的電子裝置，其中用於將所述絕對位置裝置維持於所述位置資訊獲取模式中的第一時間間隔實質上小於所述處理單元從所述相對定位裝置提取感測器讀數的期間的第二時間間隔以便減小電力消耗。
  18. 一種混合定位方法，其特徵在於，適用於具有處理單元、絕對定位裝置及相對定位裝置的電子裝置，所述方法包括： 在始終接通模式中操作所述處理單元，以從所述相對定位裝置週期性地提取感測器讀數；以及 在省電模式及位置資訊獲取模式中操作所述絕對定位裝置，使得在滿足位置更新條件的情況下，所述絕對定位裝置以所述位置資訊獲取模式操作直到判定出參考位置資訊為止，在這之後所述絕對定位裝置以所述省電模式操作， 其中所述參考位置資訊用於判定所述電子裝置的當前位置。
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