导航装置以及导航方法

专利名称：导航装置以及导航方法
技术领域：
本发明涉及一种全球定位技术，特别是涉及一种导航装置及导航方法。
背景技术：
全球卫星定位系统(Global Positioning System,筒称GPS)发展计画 是由美国国防部主持，由运输部参与，并将此技术转移至民间使用，近年 来更应用在导航定位、精密测量、姿态及标准时间等相关作业上。GPS是结 合卫星及无线技术的导航系统，提供有使用者精确定位、速度及时间。GPS 的应用已广泛存在于目前市场，随着卫星科技的进步，许多GPS技术及商 机亦正迅速地发展，GPS早期局限于军事单位，其目的针对军事用途，例如 战机、船舰、车辆、人员、攻击标的物的精确度定位等。时至今日，GPS已 开放给民间做为定位使用，这项结合太空卫星与通讯技术的科技，在民间 市场已蓬勃的展开，除了能提供精确的定位之外，对于速度、时间、方向 及距离亦能准确的提供讯息，运用的范围相当广泛，GPS的确充满着无限 的商机。随着全球定位技术的发展，应用全球卫星定位技术而衍生的产品 也陆续问世，例如车用导航装置。
请参照图l所示，习知的车用导航装置l，其是设置于一汽车内。此车 用导航装置1包含全球定位模组11、储存模组12、显示模组13及处理模 组14。全球定位模组11可接收复数个卫星所发送的复数个全球定位讯号 111,并将该等全球定位讯号111运算出车用导航装置l(汽车)的一位置座 标112。储存模组12是储存一电子街道地图121。显示模组13是与储存模 组12电性连接，并显示电子街道地图121。处理模组14是与储存模组12、 全球定位模组11及显示模组13电性连接，并将车用导航装置1 (汽车)的位 置座标112标示于显示;f莫组13显示的电子^f道地图121所相对应的位置上， 以便于导航。
然而，虽然在全球定位讯号中亦含有高度指标，但由于高度指标的精 确度并未无法相当精确。因此，当车辆行驶于与平面道路(高架道路)重 叠的高架道路(平面道路)时，将平面道路与高架道路间的高度差落于高 度指标的误差值中，而使得车用导航装置1常常会显示出错误的位置资料， 或是又另外重新规划了新的路径。
由此可见，上述现有的导航装置以及导航方法在结构、方法与使用上， 显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决导航装置以及导航方法存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久 以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够 解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的导航装置以及导航方法存在的缺陷，本发明人基于 从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运 用，积极加以研究创新，以期创设一种新的导航装置以及导航方法，能够 改进一般现有的导航装置以及导航方法，使其更具有实用性。经过不断的 研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本 发明。

发明内容
本发明的目的在于，克服现有的导航装置存在的缺陷，而提供一种新 型结构的导航装置，所要解决的技术问题是使其在导航装置配置一个水平 仪，以得知是否有进入(离开)非平面道路的闸道，并正确或适时规划与 播报路径，从而更加适于实用。
本发明的另一目的在于，克服现有的导航方法存在的缺陷，而提供一 种新的导航方法，所要解决的技术问题是使其可在使用者进入(离开)非 平面道路的闸道时，在地图资料上正确标示出来，并显示及以语音方式输 出，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据 本发明提出的一种导航装置，其是接收一卫星定位信号，此导航装置包括
全球定位模组、水平侦测模组、资料库以及中央处理模组；上述的全球定 位模组是接收卫星定位信号，并对卫星定位信号作解码运算后，到及输出目 前位置资料；上述的水平侦测模组是选择性地产生及输出倾斜信号；述的资 料库是储存有地图资料；上述的中央处理模组是接收目前位置资料、地图 资料与倾斜信号，并于接收到倾斜信号时判断目前位置资料在地图资料上 的一预设范围内有一非平面道路与否；其中，当中央处理模组判断得知目 前位置资料在地图资料上的预设范围内有非平面道路时，则输出一非平面 道路通知讯息。
本发明的目的及解决其技术问题还可釆用以下技术措施进一步实现。
前述的导航装置，更包括一显示模组，是电性耦接至该中央处理模组， 用以接收及显示该非平面道路通知讯息，其中该中央处理模组是为将目前 位置资料标示于该地图资料上的非平面道路上。
前述的导航装置，更包括一扬声模组，是电性耦接至该中央处理模组， 用以接收及播放该非平面道路通知讯息。
前述的导航装置，其中该水平侦测模组包括 一水平仪，是根据目前
该导航装置的运动产生一倾斜角；以及
一侦测单元，是电性耦接至该水平仪，该侦测单元是不中断地侦测该 水平仪，用以于该倾斜角大于内建的一预设角度的时间超过一预设时间时 输出该倾斜信号。
前述的导航装置，该全球定位模组包括 一天线单元，是接收及输出 该卫星定位信号；以及一运算单元，是电性耦接至该天线单元，并接收及 对该卫星定位信号作该解码运算后输出该目前位置资料。
前述的导航装置，其中该中央处理模组更包括于接收到该倾斜信号时 判断该目前位置资料在该地图资料上的该预设范围内有一平面道路与否， 于判断得知该目前位置资料在该地图资料上的该预设范围内有该平面道路 时，则输出一平面道路通知讯息。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据 本发明提出的导航方法，是适用于一导航装置上，此导航方法包括首先接 收一卫星定位信号，其次，对卫星定位信号作一解码运算后，得到及输出 一目前位置资料，接着，选择性地产生及输出一倾斜信号，然后，当接收 到倾斜信号时则判断目前位置资料在地图资料上的一预设范围内有一非平 面道路与否，而当判断得知目前位置资料在地图资料上的预设范围内有非 平面道路时，则输出一非平面道路通知讯息。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的导航方法，其中所述的产生及输出 一倾斜信号的步骤包括:据目 前该导航装置的运动产生一倾斜角；
判断该倾斜角大于内建的 一预设角度的时间超过一预设时间时与否； 及当判断得知该倾斜角大于内建的一预设角度的时间超过一预设时间时， 输出该倾斜信号。
前述的导航方法，其中所述的输出该非平面道路通知讯息的步骤包括 显示或播放该非平面道路通知讯息。
前述的导航方法，更包括将目前位置资料标示于该地图资料上的非平 面道路上。
前述的导航方法，更包括接收到该倾斜信号时判断该目前位置资料在 该地图资料上的该预设范围内有一平面道路与否，并于判断得知该目前位 置资料在该地图资料上的该预设范围内有该平面道路时，则输出 一平面道 路通知讯息。
借由上述技术方案，本发明导航装置以及导航方法至少具有下列优点 本发明因于导航装置上配置一个水平仪，因此当车辆进入(离开)非 平面道路的闸道时，将可根据水平仪的倾斜角度得知，并可因此使导航装 置得知车辆正确的位置。亦即，可以使导航装置更清楚的分辨出车辆是位
于平面道路或非平面道路，进而提供正确的语音指示或规划正确的新路径。 综上所述，本发明特殊的导航装置以及导航方法，其具有上述诸多的 优点及实用价值，并在同类产品及方法中未见有类似的结构设计及方法公 开发表或使用而确属创新，其不论在产品、方法或功能上皆有较大的改进, 在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的导航装 置以及导航方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的 广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附 图，详细说明如下。


图l绘示习知的车用导航装置的电路方块图。
图2绘示依照本发明一较佳实施例的一种导航装置的电路方块图, 图3绘示依照本发明一较佳实施例的一种导航方法的步骤流程图,
1:车用导航装置 111:全球定位讯号 12:储存模组 13:显示模组 2:导航装置 211:接收单元 22:资料库 24:水平侦测才莫组 242:侦测单元 26:中央处理模组
11:全球定位模组 112:位置座标 121:电子凝f道地图 14:处理才莫组 21:全球定位模组 212:运算单元 23:显示模组 241:水平仪 25:扬声模组
S302 S320:各个步骤流程
具体实施例方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的导航装置以及导航方 法其具体实施方式
、结构、方法(制造方法、加工方法)、步骤、特征及其 功效，详细说明如后。
以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的导航装置及导航方法。
请参照图2，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种导航装置的电路方 块图。此导航装置2包括全球定位模组21、资料库22、显示模组23、水平
侦测;漠组24、扬声才莫组25与中央处理^^组26。其中，导航装置2可以例 如是个人数位助理(Personal Digital Assistant,简称PDA)、智慧型手
机(Smart Phone)或是个人电脑(Personal Computer简称PC),亦或是 其他任何具有全球定位系统的电子产品。
全球定位模组21是接收卫星定位信号，并对卫星定位信号作解码运算 后，输出目前位置资料。其中，全球定位模组21包括天线单元211与运算 单元212。此天线单元211接收及输出卫星定位信号。此运算单元212是电 性耦接至天线单元211，并接收及对卫星定位信号作解码运算后输出目前位 置资料。
在本发明的较佳实施例中，运算单元212对卫星定位信号所做的解码 运算可以例如是先对卫星定位信号经主动式低杂音放大电路(Low Noise Amplifier,简称LNA)放大后，再利用滤波器滤除杂音，以得到卫星定位 信号的国际海事电子协会(National Marine Electronics Association, 简称NMEA)协定的资料。然后，自此资料中取得内含经度与绵度的目前位 置资料。
在本发明的较佳实施例中，卫星定位信号例如是包括(1 )经度(2 ) 炜度(3)定位完成代号(4)采用有效的卫星颗数(5)所用的卫星编号， 及仰角，方向角，接收讯号强度(6 )卫星方位角(7 )高度(8 )相对位移 位移速度(9 )相对位移位移方向角度(10 )日期(11) UTC时间(12 ) DOP 误差参考值(13)卫星状态及接收状态。
水平侦测模组24是选择性地产生及输出倾斜信号。此水平侦测模组24 包括水平仪241与侦测单元242。其中，水平仪241是根据目前导航装置2 的运动产生一倾斜角(亦即车辆若行驶于斜坡路段时，与水平基准面所产 生的倾斜角)。此侦测单元242是电性耦接至水平仪241，且侦测单元242 是不中断地侦测水平仪241 ，以于倾斜角大于内建的一预设角度的时间超过 一预设时间时输出 一倾斜信号。
在本发明的较佳实施例中，此预设时间与预设角度是可以例如是导航 装置2的制造厂商于制造时所设定。其中，此预设角度可以例如是台湾地 区的高架道路、高速公路的闸道的斜坡最小角度或平均值，而预设时间则 可以例如是车辆于限速内通过高架道路、高速公路的闸道的斜坡所需花费 的最短时间，但均不以此为限。
在本发明的较佳实施例中，当水平仪211被致能时，会对目前水平仪 211的水位与一水平基准点(可能是内建值或是上次使用时所储存的水位) 作比对。当目前水位与水平基准点之间的差距在一误差值之内时(亦即，判 断车子应该是处于平面上)，则以目前的水位为新的水平基准点。反的，当 目前水位与水平基准点之间的差距不是在误差范围值时(亦即，判断车子
应该是处于斜坡上)，则不中断地侦测水位变化，直到目前水位与水平基准 点之间的差距在误差值之内时，才重设新的水平基准点。
请继续参照图2，此资料库22是储存有地图资料。其中，地图资料可 以例如是包括高架道路、高速公路的闸道资料，但不以此为限。
中央处理模组26是接收目前位置资料、地图资料与倾斜信号，并于接 收到目前位置资料时，将目前位置资料标示于地图资料上。接着，中央处 理模组26判断目前位置资料在地图资料上的一预设范围内有一非平面道路 (平面道路)与否。当中央处理模组26判断得知目前位置资料在地图资料 上的预设范围内有非平面道路(平面道路)时，则输出一非平面道路(平面 道路)通知讯息。
在本发明的较佳实施例中，为使导航装置2能更精确地发挥导航的功 能，因此，不管交通工具在上或下高架道路、高速公路等等时，均可根据 水平仪的倾斜角度来得知即将进入(离开)高架道路、高速公路，以期能 与非平面道路(平面道路作衔接)。
在本发明的较佳实施例中，如熟习该项技艺者可以轻易知晓，预设范 围是为闸道与非平面道路或平面道路的距离，但不以此为限。
在本实施例中，显示模组23是电性耦接至中央处理模组26，并接收及 显示非平面道路(平面道路)通知讯息。亦即，显示模组23上将显示出进 入(离开)非平面道路的讯息。
扬声模组25是电性耦接至中央处理模组26，并接收及播放非平面道路 (平面道路)通知讯息。亦即，扬声模组25将以语音方式播出进入(离开) 非平面道路的讯息。
请同时参照图2与图3，其中图3是绘示依照本发明一较佳实施例的一 种导航方法的步骤流程图。在本实施例中，此导航方法是为首先在启动导 航装置2时，此导航装置2即开始搜寻天空中的卫星，并于搜寻到至少4 颗卫星之后，透过天线单元211开始接收GPS卫星所传来的卫星定位信号 (S302 )。
其次，则由运算单元212对卫星定位信号作一解码运算(S304 )。由于 解码运算已于上面描述过，故在此不再赘述。
在步骤S304之后，亦即为运算单元212对卫星定位信号作解码运算后， 运算单元212将得到一目前位置资料，并将此目前位置资料输出至中央处 理模组26。其中，中央处理模组26在接收到目前位置资料后，则将此目前 资料位置标示于地图资料上(S306 )。
在导航装置2被启动后，水平仪241将利用目前水平仪211的水位与 一水平基准点作比对，并根据比对结果产生一倾斜角。在得到倾斜角后，水 平仪241则将此倾斜角输出至侦测单元242 (S308 )。请继续参照图3，当侦测单元242接收到倾斜角后，则判断此倾斜角大 于一预设角度与否(S310)。当判断得知倾斜角大于一预设角度时，则接着 判断倾斜角大于预设角度的时间是否大于一预设时间？
当判断得知倾斜角大于预设角度的时间大于预设时间时，则判断此时 交通工具例如是处于上闸道或下闸道，故因而输出 一倾斜信号至中央处理 模组26(S312)。反之，当判断得知倾斜角大于预设角度的时间小于预设时
间时，则判断交通工具并未要上下闸道。故，此时导航装置2还是依照当下 的道路资料作显示及语音提示。
在本发明的较佳实施例中，当判断得知倾斜角小于一预设角度时，则不 视为是上闸道或下闸道。
在本实施例中，此时当导航装置2所在的交通工具为由平面道路要上 闸道时，则中央处理模组26将根据倾斜信号与地图资料判断目前位置资料 在地图资料上的一预设范围内有一非平面道路与否(S314)。在此，判断在 地图资料上的预设范围内有无非平面道路是为此时平面道路可能坡度很 陡，且陡坡距离很长。因此，在此设计有一个机制可以来作区隔。
当判断得知目前位置资料在地图资料上的 一预设范围内有一非平面道 路，则透过显示模组23及/或扬声模组25将非平面道路通知讯息告知使用 者(S316)。
在本实施例中，此时当导航装置2所在的交通工具为由非平面道路要 下闸道时，则中央处理模组26将根据倾斜信号与地图资料判断目前位置资 料在地图资料上的一预设范围内有一平面道路与否(S318)。
当判断得知目前位置资料在地图资料上的 一预设范围内有平面道路， 则透过显示模组23及/或扬声模组25将非平面道路通知讯息告知使用者 (S320 )。
综上所述，本发明的导航装置与导航方法是于导航装置上配置一个水 平仪，因此当车辆进入(离开)非平面道路的闸道时，将可根据水平仪的 倾斜角度得知，并可因此使导航装置得知车辆正确的位置。亦即，可以使 导航装置更清楚的分辨出车辆是位于平面道路或非平面道路，进而提供正 确的语音指示或规划正确的新路径。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利 用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实 施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对 以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术 方案的范围内。
权利要求
1、一种导航装置，是接收一卫星定位信号，其特征在于该导航装置包括一全球定位模组，是接收该卫星定位信号，并对该卫星定位信号作一解码运算后，得到及输出一目前位置资料；一水平侦测模组，是选择性地产生及输出一倾斜信号；一资料库，是储存有一地图资料；以及一中央处理模组，是电性耦接至该全球定位模组、该水平侦测模组与该资料库，且接收该目前位置资料、该地图资料与该倾斜信号，用以于接收到该倾斜信号时判断该目前位置资料在该地图资料上的一预设范围内有一非平面道路与否；其中，当该中央处理模组判断得知该目前位置资料在该地图资料上的该预设范围内有该非平面道路时，则输出一非平面道路通知讯息。
2、 根据权利要求l所述的导航装置，其特征在于更包括一显示模组， 是电性耦接至该中央处理模组，用以接收及显示该非平面道路通知讯息， 其中该中央处理模组是为将目前位置资料标示于该地图资料上的非平面道 路上。
3、 根据权利要求l所述的导航装置，其特征在于更包括一扬声模组， 是电性耦接至该中央处理模组，用以接收及播放该非平面道路通知讯息。
4、 根据权利要求l所述的导航装置，其特征在于其中该水平侦测模组 包括一水平仪，是才艮据目前该导航装置的运动产生一倾斜角；以及 一侦测单元，是电性耦接至该水平仪，该侦测单元是不中断地侦测该水平仪，用以于该倾斜角大于内建的一预设角度的时间超过一预设时间时输出该倾斜信号。
5、 根据权利要求l所述的导航装置，其特征在于其中该全球定位模组 包括一天线单元，是接收及输出该卫星定位信号；以及 一运算单元，是电性耦接至该天线单元，并接收及对该卫星定位信号 作该解码运算后输出该目前位置资料。
6、 根据权利要求l所述的导航装置，其特征在于其中该中央处理模组 更包括于接收到该倾斜信号时判断该目前位置资料在该地图资料上的该预 设范围内有一平面道路与否，并于判断得知该目前位置资料在该地图资料 上的该预设范围内有该平面道路时，则输出一平面道路通知讯息。
7、 一种导航方法，是适用于一导航装置上，该导航装置是储存有一地图资料，其特征在于该导航方法包括 接收一卫星定位信号；对该卫星定位信号作一解码运算后，得到及输出一目前位置资料； 选择性地产生及输出 一倾斜信号；当接收到该倾斜信号时判断该目前位置资料在该地图资料上的一预设 范围内有一非平面道路与否；以及当判断得知该目前位置资料在该地图资料上的该预设范围内有该非平 面道路时，则输出一非平面道路通知讯息。
8、 根据权利要求7所述的导航方法，其特征在于其中产生及输出一倾 斜信号的步骤包括根据目前该导航装置的运动产生一倾斜角；判断该倾斜角大于内建的一预设角度的时间超过一预设时间时与否；以及当判断得知该倾斜角大于内建的一预设角度的时间超过一预设时间 时，则输出该倾斜信号。
9、 根据权利要求7所述的导航方法，其特征在于其中输出该非平面道 路通知讯息的步骤包括显示或播放该非平面道路通知讯息。
10、 根据权利要求7所述的导航方法，其特征在于更包括将目前位置 资料标示于该地图资料上的非平面道路上。
11、 根据权利要求7所述的导航方法，其特征在于更包括接收到该倾 斜信号时判断该目前位置资料在该地图资料上的该预设范围内有一平面道 路与否，并于判断得知该目前位置资料在该地图资料上的该预设范围内有 该平面道路时，则输出一平面道路通知讯息。
全文摘要
本发明是有关于一种导航装置以及导航方法。该导航装置包括全球定位模组、水平侦测模组、资料库以及中央处理模组。全球定位模组是接收卫星定位信号，并对卫星定位信号作解码运算后，得到及输出目前位置资料。水平侦测模组是选择性地产生及输出倾斜信号。资料库是储存有地图资料。中央处理模组是接收目前位置资料、地图资料与倾斜信号，并于接收到倾斜信号时判断目前位置资料在地图资料上的一预设范围内有一非平面道路与否。其中，当中央处理模组判断得知目前位置资料在地图资料上的预设范围内有非平面道路时，则输出一非平面道路通知讯息。因此，发明的导航装置可以精确地辨别出现在位于平面道路或非平面道路。
文档编号G01C21/26GK101201254SQ20061016781
公开日2008年6月18日 申请日期2006年12月14日 优先权日2006年12月14日
发明者廖光权, 蔡依凌 申请人:英业达股份有限公司