导航系统及方法与流程

本专利申请涉及一种导航系统及方法。

背景技术：

在用户定位及寻找目的地的领域，目前普遍采用两种方法：

1、室外定位方面，一般依赖全球定位系统(gps)。然而，gps装置在接收gps系统信号的时候有其限制，例如，在高楼大厦密集城市中的狭窄街道上，或满布天桥之处，gps信号往往会因为受到严重阻碍而无法提供可靠和准确的定位及导航服务；在此等情况下，定位不准确及导航失灵之事时有发生。此外，由于gps信号在密闭的建筑物内，例如地下铁路车站或大型商场或展览馆等场地会有信号微弱，甚至信号无法获得的情况出现，以致在这些场合gps难以正常运作。

2、室内定位方面，一般都会在建筑物内以密集式方法安装数百个，甚至过千个特定wi-fi热点装置、蓝牙beacon(信标)装置或vlc(visiblelightcommunications，可见光通信)装置作为定位计算之用。然而，这些装置都须花费大量人力、时间及金钱去安装，但效果往往并不理想，因为当中的信号有效覆盖范围、信号盲点及信号受干扰(注：vlc光信号不包括在内，因为可见光不会受干扰)等因素，都会导致不准确定位与导航的情况出现。此外，因为利用了wi-fi热点、蓝牙beacon或vlc等装置也会导致暴露私隐的问题。再者，当建筑物越大时，成本也越高昂，因为要安装更多wi-fi热点、蓝牙beacon或vlc等装置。

此外，用户若想在室内地点导航至室外特定地点，而途中还要经过重重地底隧道，例如，从地下铁路车站大堂去到路面的一个特定地方，以现今的科技来说，尚未能有效解决。皆因当中牵涉两套独立的定位系统信号，在运作上要做到无缝切换是非常困难的。现有的定位及寻找目的地的方法仍有进一步改进之必要。

技术实现要素：

本专利申请要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种改进的导航系统和导航方法。

本申请提供的一种导航系统，包括：位于预定地点的连接装置，所述连接装置以电子显示屏形式提供不同数据链接；所述连接装置确定与其接合的接收装置的当前位置，根据接收装置对数据链接的操作确定其请求的目的地位置，根据接收装置的当前位置和其请求的目的地位置规划至少一条导航路径，所述导航路径包含多个导航核对点；以及所述连接装置向与其接合的接收装置提供所述导航路径数据。

在一种实施例中，所述位置包括室内或室外。

在一种实施例中，所述接收装置对数据链接的操作包括：触按显示屏、在显示屏上挥动、扫描显示屏上的二维码。

在一种实施例中，连接装置包括二维码、近场通信装置、可见光通信装置、超声波通信装置中的至少一种。

在一种实施例中，所述连接装置的数据链接包括地图上地点、优惠券、相片、影像或360度全景图。

在一种实施例中，所述连接装置的显示屏背后的任意位置设置有一个或多个近场通信感应器，以供具近场通信控制器的所述接收装置触动。

在一种实施例中，所述显示屏为弧面超薄非触控式显示屏。

在一种实施例中，所述导航路径包括室内场地的地图或视觉图、或者从室内往室外的地图或视觉图。

本申请提供的一种导航方法，包括如下步骤：在预定地点设置连接装置，所述连接装置以电子显示屏形式提供不同数据链接；所述连接装置确定与其接合的接收装置的当前位置，根据接收装置对数据链接的操作确定其请求的目的地位置，根据接收装置的当前位置和其请求的目的地位置规划至少一条导航路径，所述导航路径包含多个导航核对点；所述连接装置向与其接合的接收装置提供所述导航路径数据。

本专利申请提供了一种导航系统及方法，虽方便、简单和具有成本效益，却又能同时达至最有利于用户各方面的要求，例如所需信息是可携带的、个人隐私不会被披露等。

本专利申请通过用户的移动装置提供无线导航，大大改善了用户在一个具有相当规模的场地的购物体验。此外，本专利申请还可给用户提供大量的增值服务，例如，数字广告、优惠券下载、实时发布、预约预订、商品预览，订单配售和实时交易。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本专利申请作进一步说明，附图中：

图1是根据本专利申请的实施例的基本流程图；

图2是根据本专利申请的实施例的系统框架图；

图3是根据本专利申请的实施例的工作流程图；

图4a-c是根据本专利申请的实施例的设计a工作流程图；

图5a-c是根据本专利申请的实施例的设计b工作流程图；

图6a-c是根据本专利申请的实施例的设计c工作流程图；

图7a-c是根据本专利申请的实施例的设计d工作流程图；

图8a-c是根据本专利申请的实施例的设计e工作流程图；

图9是根据本专利申请的实施例的弧面超薄大显示屏的外形图；

图10是根据本专利申请的实施例的导航路径及核对点示意图。

具体实施方式

为了使本专利申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利申请，并不用于限定本专利申请。

如图1、2所示，在本申请中，主要包括系统侧的连接装置10和用户侧的接收装置20。连接装置10是一个集用户定位、寻找目的地位置及导航至目的地等功能于一身的电子地图信息终端系统(简称电子地图系统)，其可以放置在一个或多个预定地点，例如一大型购物商场的不同入口，楼梯口等。连接装置10的硬件配置主要包括：

处理装置12：其可以是集成在连接装置10内部的微处理器、也可以是独立在外的电脑；处理装置12是连接装置10的工作核心，完成连接装置10的各种数据处理、计算等功能。

显示屏13：其可以附有触控功能，或者，没有触控功能；由于连接装置10通常是向大众进行展示，所以显示屏13通常是大型显示屏。此外，其可以是平面显示屏或者弧面显示屏；或者是传统显示屏或者超薄显示屏。

通信装置11：其是用来与外界进行通信的单元，在一个连接装置10中，可以配置一种或多种通信装置，例如包括二维码、可见光通信装置、超声波通信装置、近场通信(nfc)装置等等。

接收装置20是用户侧设备，其通常由用户携带，可以与连接装置10接合，进行数据交互。接收装置20可以是行动设备(mobiledevice，也称移动装置)，包括运作ios系统或安卓系统的智能手机或平板电脑等等。对应于连接装置10的通信装置11，接收装置20可以完成二维码读取、可见光通信数据收发、超声波通信数据收发、近场通信数据收发等操作。

显然的，作为收发两方，连接装置10和接收装置20都可以配置一种或多种发射器和接收器，来实现相应的通信方式的数据的接收或发送。但一般的，从接收装置20的便携性和适用性考虑，接收装置20通常配置特定通信方式的接收器，而连接装置10配置特定通信方式的发射器。例如，在近场通信中，可以采用被动通信模式，即连接装置10作为主设备，在整个通信过程中提供射频场，将数据发送到接收装置20；而接收装置20则作为从设备，不必产生射频场，仅使用负载调制技术，将数据传回给连接装置10。另一方面，也可以采用主动通信模式，即两边设备都可以发起通信，这尤其适用于下文提及的设计e。

显示屏13上可以显示地图，地图旁边可以放置一个或多个标示，如商标、类别标志、美术设计图形、产品相片、影片或纯文字等等。地图中的地点和这些标示可以设置为可交互的，即可以与该连接装置10接合的接收装置20进行交互，提供数据，在此，将这些可交互数据在显示屏上的标示称为数据链接。也就是说，当接收装置20对某一数据链接进行特定操作时，可以与该数据链接实现相应的数据交互。连接装置20上具有多个不同的数据链接。

当接收装置20接合到某一连接装置10后，连接装置10藉由该接合可以确定接收装置20的当前位置，这是因为在本申请中，连接装置10与接收装置20的接合是在近处完成，即，接收装置20已在连接装置10附近，并对连接装置10进行触摸或扫描等操作。由此，连接装置10可以直接以自身位置作为接收装置20的当前位置。无需再通过其他复杂的定位方式去定位接收装置20的当前位置。

进一步的，连接装置10根据接收装置20对数据链接的操作来确定其请求的目的地位置。当用户，即接收装置20的携带者，需要去到某个特定地点时，其可以在显示屏13上的地图中寻找该特定地点，一旦找到后，其可以相应触摸或扫描该特定地点，或在该特定地点上方挥动。如前所述，该特定地点即为一特定的数据链接，用户的触摸、扫描或挥动这些操作相当于请求该数据链接，连接装置10由此根据用户的操作可以确定用户请求的目的地位置。

一旦确定了接收装置20的当前位置和其请求的目的地位置，连接装置10可以规划出一条或者多个导航路径，以指示用户如何从当前位置去到目的地位置；而后，连接装置可以将该导航路径提供给接收装置。用户通过其接收装置上的导航路径的指引，可以去到目的地。

总之，基于图2所示的导航系统，本申请实施例的导航方法如图1所示，主要包括：

在预定地点提供连接装置，连接装置以电子显示屏形式提供不同数据链接；

连接装置确定与其接合的接收装置的当前位置，根据接收装置对数据链接的操作确定其请求的目的地位置，根据接收装置的当前位置和其请求的目的地位置规划至少一条导航路径，导航路径包含多个导航核对点；

连接装置向与其接合的接收装置提供导航路径数据。

可以理解，两套外观看似一模一样的连接装置，当被放置在两个相距甚远的预定地点时，例如在同一个地下铁路车站，一个连接装置放在最东边出口位置，而另一个连接装置放在最西边出口位置。用户即使作出同样动作，所指示如何到达目的地的路径是不一样的，连接装置可以自动根据用户当前位置和其请求的目的地位置而规划出一条或多条合理(例如路程最近)的导航路径。

参见图3、4a-c、5a-c、6a-c、7a-c、8a-c，本申请实施例的连接装置，可以具有以下多种设计：

a)开·触·走(run，touch&go)，即，打开行动设备上的应用程式，触按连接装置显示屏上的一个标示，例如想去的目的地，走开。

如图4a-c所示，在该种方式下，可以vlc作为定位及提供目的地位置及导航。这种方式适用于起点是室内环境，例如地下铁路车站、机场候机室、大型购物商场等的场景。因为阳光的照射会影响vlc通信装置发出的光信号。另外，此技术特别适合医院范围之用，因为可见光所发出的光信号并不会影响医院医疗装置之运作。

可见光通信原理是利用特制发光二极管在空气中发出肉眼看不到的高速闪烁灯光。灯亮代表1，灯灭代表0，这样就能以二进制的方法进行数据传送，表达信息的高速闪烁灯光由行动设备的摄像头或光频感应器获得，解码而得到其传送的数据，视乎灯光的闪烁频率，可见光通信可由40mb/秒以至于高达100gb/秒的速度传送资料，因此，定位及导航信息的地图与文字描述可少于一秒时间，不需经由互联网以点对点方式在现场直接传送至行动设备之内。另一方面，也可以仅传送网址给接收装置，接收装置基于该网址从互联网上特定的地图伺服器获取地图信息。

b)开·触·走(run,touch&go)

如图5a-c所示，在该种方式下，以超声波通信作为定位及提供目的地位置及导航，适用于起点是室外环境，例如大型主题公园，巴士站等的场景。

一般情况下，人的耳朵可听见从大约20hz到20khz的声频。任何声音频率低过20hz或高过20khz都是大多数人耳听不到的频率，亦即是所谓的超声波。对行动设备而言，它能够发出或辨认得到从20hz到20khz人耳不能够听见的声音频率。透过特定的超声波通信装置，又或以行动设备的喇叭配合特别设计的软件作为超声波发射装置，类似于设计a的可见光通信，同样可以实现接收装置和连接装置间的通信。

c)触·挥·走(touch,tap&go)

如图6a-c所示，在该种方式下，以近场通信作为定位及提供目的地位置及导航，适用于近场通信普及率高的地方。“触一下”大型显示屏上的商标(一)，其所有分店会显示出来。用户只需将行动设备在屏幕旁边的nfc电子装置上“挥一下”，就能从互联网取得定位、目的地位置(一个或多于一个地点)及导航的地图与文字描述信息。

d)触·扫·走(touch,scan&go)

如图7a-c所示，在该种方式下，以二维码(qr-code)作为定位及提供目的地位置及导航，适用于任何情况。“触一下”大型显示屏上商标(一)，其所有分店会显示出来。用户只需将行动设备向地图内的二维码“扫一下”，就能从互联网取得定位、目的地位置(一个或多于一个地点)及导航的地图与文字描述信息。

e)单一挥·走(justonlytap&go)

如图8a-c所示，在该种方式下，以具有控制器的近场通信作为定位及提供目的地位置及导航，适用于近场通信普及率高的地方。用户以具有控制器的nfc行动设备(即其可以作为nfc主设备，发射nfc磁场)“直接”在平面或弧面超薄大型显示屏“所显示的”商标(一)上面“挥一下”，显示屏背后加设的nfc电子装置被nfc磁场触动，大屏幕会作出改动，使其所有分店显示出来。与此同时，小屏幕(即行动设备的显示屏)也会作出改动，行动设备会从互联网取得定位、目的地位置(一个或多于一个地点)及导航的地图与文字描述信息。

参考图3，设计a-e有共同之处，也有其各自的特别之处。具体的，以设计a、b为例，用户的行动设备事先需安装特定的应用程式作为接收地图信息之用。另一方面，设计c、d、e，行动设备无需安装任何应用程式。

以设计a、b、c、d为例，对用户来说，第一个进行的输入动作是以手指触按在大型显示屏上面的一个目的地；大型显示屏被手指触按，画面作出相应改动。而设计e，以附有nfc功能的行动设备在超薄大型显示屏上面的一个目的地上“挥一下”作为输入动作。尽管用户并没有用手指触按过超薄大型显示屏，但由于显示屏每一个目的地标示背后都安装有可以侦测nfc磁场的感应器，因此“挥一下”这个动作，其实犹如在超薄大型显示屏上触按了一下，但实质上没有任何的触碰，只是隔着空气进行“输入”动作而已。因此，设计e其实无需附有触控功能的显示屏。大型显示屏是受nfc磁场触动从而画面作出相应改动。画面改动例如：地图内显示出用户所在位置、其附近的一个或多于一个的分店位置、路径等等。

以设计a、b、c、d为例，第一个动作，即“触”，除改动了显示屏画面内容外，也让

a)可见光通信装置发送出信息，当中可以有两种形式的信息。一种是发出一个互联网地址，另一种是直接发送出一连串的地图加上文字描述(导航路径)。

b)超声波通信装置发送出信息，当中可以有两种形式的信息。一种是发出一个互联网地址，另一种是直接发送出一连串的地图加上文字描述(导航路径)。

c)安装在显示屏旁边的nfc装置会被写入一个可以被附有nfc功能的行动设备能够明白及读取的互联网地址。

d)显示屏内出现载有互联网地址的二维码。

如果只是发送出一个互联网地址，则有必要“在行动设备应用程式内一个网址上按一下”以从互联网上一个特定的地图伺服器读取地图、路径等资料。如果是发送一连串的地图加文字描述信息，即表示信息是在现场以点对点方式直接传送，无需经由互联网上一个特定的地图伺服器去提取。

最后，行动设备显示屏画面作出改动，此时，获取了包括定位、目的地位置、路径、核对点等信息。

由于设计a、b都是利用应用程式，所以重复“第一个动作”会让应用程式将用户每一次触按目的地对应的互联网地址记录下来，以作后用。

在设计e中，其特点有：

a)只是一个最简单的“挥动”动作；

b)使两个屏幕内容作出改动(即控制连接装置的大屏幕和接收装置的小屏幕都作出改动)。两个画面内容可以是完全不同的；

c)显示屏能以弧面屏幕设计，参见图9所示；至今为止，市场还未有公司研发出一片弧面触控屏可用作组装在弧面显示屏上，又或者一部已内嵌有触控功能的弧面显示屏。然而，设计e可在不经手指触按情况下，透过nfc行动设备，隔着空气以一个动作同时控制与改动两个显示屏的画面，而两个画面可以是完全不同的，所以显示屏无需配置触按功能，也因此显示屏可以弧面设计；

d)激活点(即目的地商标图案或纯文字)的摆放位置并不局限于棋盘式的布局，而是可以有任何个性化及非棋盘式的布局形状。

传统的触控显示屏，由于触控屏的安装需要，其激活点的摆放通常是受到限制的，一般需要布置为棋盘式(网格)。在设计e中，其显示屏可以是非触控式，其原理是在显示屏背后(或其他适当位置)的任意位置布置一个或多个nfc感应器，以供具有nfc控制器的接收装置触动。nfc感应器不像触控屏一样受限，可以任意摆放，因而可以形成任何个性化的布局形状。此外，如前所述，由于无需触控屏，显示屏也因此可以采用弧面显示屏，例如弧面超薄显示屏。藉由接收装置的nfc控制器与连接装置的nfc感应器之间的交互，当接收装置靠近显示屏时(例如相隔1至2cm)，接收装置的nfc控制器的13.56mhz的电磁波会在瞬间提高信号强度，该突然增强的电磁场能量，藉由电磁场耦合，足以给予加设在显示屏背后的相应位置的nfc感应器能量，从而使该nfc感应器可以输出指令给连接装置的处理装置(例如外接的电脑)，显示屏在电脑控制下其显示便相应地改变。可见，尽管接收装置没有触按而仅仅是在显示屏上方挥动，其同样可以使控制连接装置的大屏幕和接收装置的小屏幕都作出改动，两个画面内容可以完全不同。从而不同于其他设计的触控式显示屏，设计e实际上实现了一种“挥控式”显示屏。

传统的定位及导航方法，都是开启gps，打开地图，以手写/键盘/语音输入想要搜寻目标商户之名称，再在一大堆资料中找出最合适的一个，然后进行导航。与之相比，在本申请中，只是在连接装置面前，作出一两个简单动作，如触、挥、扫等就可以准确获取以下资料：地图、当前位置、所寻找一个或多于一个目的地之位置、抵达一个或多于一个目的地之路径、每一路径之核对点、目的地之信息(例如开放时间)、优惠券、相片、影像及360全景图。

在沿途路径上，无需借用现有的室外定位及导航技术，如gps或室内定位及导航技术，如wi-fi热点定位装置、蓝牙beacon定位装置或vlc定位装置等。而只需要依赖行动设备上所显示具备有导航路径及核对点的平面地图或视觉图就能达至准确的当前定位及寻找目的地及导航效果。对一些不太懂得看地图的人(例如，连东南西北也分不清的人)来说，用一幅幅每幅都内附有一个或多于一个核对点及导航路径的视觉图的步骤图来表达，对这些人有很大帮助。参见图10，导航路径可以有多个导航核对点，每一导航核对点都有相应的视觉图，用户可以以此清楚地被指示如何行走。

gps在室外定位领域上，当有高楼大厦密集及满布天桥的情况下，其准确度往往成疑问。相反，在本申请中，无论是否有高楼大厦或满布天桥，其准确度不受影响。

在室内定位领域上，第一种方法是透过wi-fi热点定位装置。它是以三个步骤进行定位及导航的。先打开安装在行动设备上的一个特定应用程式及开启行动设备上的wi-fi通信，及当用户身处于三个wi-fi热点装置之间时，应用程式就能计算出与这些装置之间的距离，从而反映出行动设备在地图上的位置，其情况犹如gps系统计算方法，靠三颗卫星定位。由于wi-fi信号不稳情况时有发生，一定程度上会影响到wi-fi定位的准确性。相反，在本申请中，不存在信号不稳问题。

在室内定位领域上，第二种方法是透过蓝牙beacon定位装置。它是以三个步骤来进行定位及导航的。先打开安装在行动设备上的一个特定应用程式及开启行动设备上的蓝牙通信，及当用户进入到某个蓝牙beacon的有效覆盖范围时，蓝牙beacon会询问用户是否接入蓝牙网络，一旦接入，则在整条路径上，行动设备的蓝牙通信一直开启并不断与沿途的蓝牙beacon通信。因此在整条路上，用户实际上在不停暴露自己的行动设备给所有可透过蓝牙设备侦测到用户存在的陌生人，从而暴露了用户隐私。相反，在本申请中，蓝牙通信无需开启，不会暴露用户隐私。

在室内定位领域上，第三种方法是透过vlc定位装置。这种方式，首先，在建筑物内，要建设一个矩阵形式布局的led灯。当用户进入并且开启安装了的应用程式后，每次用户在某一led灯正下方走过(光线垂直向下照射)，其座标都会即时反映在应用程式中的地图上。这种技术，对于那些商场的楼顶有时高时低高度之情况下，又或，有时会有天幕让阳光照射入内(注：太阳强光会抵消led灯的光度)，要布局vlc定位装置(没盲点)是相当困难的。

本申请不需额外装置于沿路上监察，因此不会有所安装定位装置之信号有效覆盖范围的问题存在，不会有所安装定位装置之信号盲点的问题存在，不会有所安装定位装置的信号被干扰的问题存在。

在现有技术中，信号有效覆盖范围及信号盲点需要透过精密计算，特别当建筑物是不规则形状，又或建筑物内有很多弯弯曲曲行人通道时；要计算出百份百亳无错漏每一装置精准布局，是一件相当困难及花时间的事。再者，亦要在现场进行多番测试，务求获得最满意之较果。与之相比，本申请无需精密计算、布局及重复测试。

本申请的方法由于没有借用wi-fi热点定位、蓝牙beacon定位、vlc定位等技术，因此沿路上不会有接收器收集用户的信息：例如何人于何时曾经出现过在何地等敏感资料，因而引起侵犯私隐的问题。其无需收集这样的敏感资料，也能够完全做到定位、寻找目的地及导航的效果。

此外，随著科技的不断进步，一项技术的版本随时间不断提升是很自然的事。例如，将已经大量安装了的蓝牙4.xbeacon装置里的固件升级至新版本蓝牙5.0，以达至更高传输速度是可以理解的。只不过，当将4.x与5.0作比较时，会发现蓝牙5.0的有效覆盖范围是蓝牙4.x的四倍。因此要将已经大量安装了的蓝牙4.xbeacon装置进行软件升级是行不通的，因为一旦全面升级，可以想像，所有的beacon装置有效覆盖范围会发生严重重叠而造成混乱。若想要享受升级的话，唯有重新布局，再度花费大量人力、时间及金钱去设计及安装。若不肯花费，就只能保持原有传输速度。本申请中，不存在此类科技升级问题。

本申请也无需用户预先登入区域网络，而用户因此不会收到不必要的广告推广、滋扰信息。

以一个大型商场为例，如要发展一套wi-fi热点、蓝牙beacon或vlc室内定位及导航系统，需要花费大量人力、时间及金钱，才能计算出一个可全面覆盖每一寸通道的wi-fi热点布局图、beacons布局图、或vlc布局图。尤其是当建筑物越大，费用越高昂，因为需要安装更多的发射及接收器。

本申请的导航方法由于没有借用wi-fi热点定位、蓝牙beacon定位、vlc定位等技术，所以沿路上无需花费大量人力、时间及金钱去架设昂贵的装置，也能够达至非常准确的当前定位及寻找目的地及导航效果。

以wi-fi热点定位、蓝牙beacon定位及vlc定位这三种技术来说，这些装置都是以长时间、频密地及不间断地方式与行动设备保持联络，而使得应用程式能得出当前位置并立即显示在行动设备屏幕之地图上，因此会消耗大量电，让行动设备的电很快被耗尽。同样的，每一beacon是以电池运作，而电池最长只能维持最多两年。因此更换电池是其中的一个问题，要时不时以软件检查一下每个beacon的电池容量，以确保正常运行，否则当一个beacon没电时，导航会失效，不能提供给位置信息。相反，本申请不会有类似的耗电问题。

另一问题是，现有的这些室内定位技术在运作之前，每一个通信装置都需要独立地进行调校其有效的覆盖范围，这是一项非常费时的工作。与之相比，本申请无需进行调校。

本申请也可以解决导航界从未解决过的难题，就是无缝切换地把用户从地底位置导航至路面的一个或多个目的地。因为地底是以室内，例如蓝牙beacon作定位，而路面通常是以室外，例如gps定位。这两套系统是各自独立运行的，所以做不到无缝切换。本申请则可以无缝地从室内切换到室外。

以上所述仅为本专利申请的较佳实施例而已，并不用以限制本专利申请，凡在本专利申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利申请的保护范围之内。