基于路标关联性的室内导航系统及方法与流程

本发明关于一种基于路标关联性的室内导航系统及方法，更精确的说，关于一种能在无网络设施下的室内环境中，通过具备连续关联性的路段代码配置以进行方位引导的室内导航系统及方法。
背景技术：
：一般公知的导航系统，大多透过gps进行定位导航，然而，由于gps系统透过被动接收卫星的定位信号进行定位，因此利用gps进行定位导航的环境，限制于能接收到卫星信号的户外无遮蔽环境，若是在室内场所，如大型展场、购物商城、医院、地铁车站、地下街等等，则无法透过gps进行定位导航。有鉴于此，坊间有业者研发出被动式定位导航系统，其用于无法接收卫星信号，而未能透过gps进行定位导航之环境。公知的室内定位导航系统，一般利用如wi-fi等无线电波进行三角定位，因此只要能接收到基地台所发射的无线电波信号，便能进行定位导航，是以也可适用于一般的室内场所，而能够支持室内导航的服务，惟，公知主动式定位导航系统，必须持续不断地接收基地台所发射的无线电波信号，以进行定位的更新，从而执行定位导航，是以相当耗费电力，而致使公知主动式定位导航系统普遍存在有续航力不足的问题，难有市场竞争力。技术实现要素：有鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种基于路标关联性的室内导航系统，其包含多个位置旗标及导航装置。多个位置旗标以具有连续性之多个路段代码分配的多个路段彼此连接，且多个位置旗标各包含旗标信息，旗标信息包含多个路段中与位置旗标连接的路段的多个路段代码，以及个别与连接于位置旗标的多个路段代码关联的多个方位。导航装置包含用户接口、接收器、储存单元及处理模块。用户接口供用户设定目的地，目的地与多个路段代码的其中之一关联，接收器接收多个位置旗标中最接近导航装置的位置旗标的旗标信息。储存单元储存有导航算法，处理模块执行导航算法以获得行进方向指示信息，导航算法包含以下步骤：比较目的地所关联的路段代码与所接收的旗标信息，判断应行走的路段及对应的方位，以产生行进方向指示信息。较佳者，多个路段代码彼此具有基于所有多个路段的相对位置的连续性。较佳者，旗标信息进一步包含多个方位角信息，其分别对应于连接位置旗标的多个路段相对于位置旗标的多个方位角，并各分别与对应的路段代码关联。较佳者，处理模块根据用户所设定的目的地分配多个路段代码中最接近目的地的其中之一，而获得一目的地路段代码。较佳者，多个路段代码及目的地路段代码各包含一横向顺序代码及一纵向顺序代码，并且相邻的各多个路段代码的横向顺序代码及纵向顺序代码彼此具有基于多个路段的相对位置的连续性。较佳者，导航算法包含执行以下步骤：比较所接收的旗标信息与目的地路段代码的纵向顺序代码，并比较所接收的旗标信息与目的地路段代码的横向顺序代码，以判断应行进的路段及对应的方位。较佳者，多个方位以一预定方位顺序产生关联，且导航算法包含根据预定方位顺序比较目的地所关联的路段代码与所接收的旗标信息。本发明的另一目的在于提供一种基于路标关联性的室内导航方法，包含下列步骤：设置多个位置旗标，多个位置旗标以具有连续性的多个路段代码分配的多个路段彼此连接，且多个位置旗标各包含一旗标信息，旗标信息包含多个路段中与位置旗标连接的路段的多个路段代码，以及个别与连接于位置旗标的多个路段代码关联的多个方位；以一导航装置的一用户接口接收用户设定的一目的地，目的地与多个路段代码的其中之一关联；以导航装置的一接收器接收多个位置旗标中最接近导航装置的位置旗标的旗标信息；以及以导航装置的一处理模块执行导航装置的一储存单元储存的一导航算法以获得一行进方向指示信息，导航算法包含执行以下步骤：比较目的地所关联的路段代码与所接收的旗标信息，判断应行走的路段及对应的方位，以产生行进方向指示信息。较佳者，多个路段代码彼此具有基于所有多个路段的相对位置的连续性。较佳者，旗标信息进一步包含多个方位角信息，其分别对应于连接位置旗标的多个路段相对于位置旗标的多个方位角，并各分别与对应的路段代码关联。较佳者，处理模块根据用户所设定的目的地分配多个路段代码中最接近目的地的其中之一，而获得一目的地路段代码。较佳者，多个路段代码及目的地路段代码各包含一横向顺序代码及一纵向顺序代码，并且相邻的各多个路段代码的横向顺序代码及纵向顺序代码彼此具有基于多个路段的相对位置的连续性。较佳者，导航算法包含执行以下步骤：比较所接收的旗标信息与目的地路段代码的纵向顺序代码，并比较所接收的旗标信息与目的地路段代码的横向顺序代码，以判断应行进的路段及对应的方位。较佳者，多个方位以一预定方位顺序产生关联，且导航算法包含根据预定方位顺序比较目的地所关联的路段代码与所接收的旗标信息。综上所述，本发明的基于路标关联性的室内导航系统及方法具有以下特点：(一)路段布局：具有连续性的路段代码设计，可大幅简化导航算法的运算流程。(二)旗标信息的内容规划：包含路段代码、方位角、预定方位顺序及环境参数，即可以最简化的方式提供该路口的所有信息给导航装置。(三)导航算法：在无网络环境下，通过比较目的地路段代码及旗标信息中具有连续性的路段代码，即可以简单的算法判断并指示用户行进的方位，不仅节省运算所需的系统资源，也可达到节能省电及配置简单等特性。附图说明图1为根据本发明的室内导航系统的实施例绘示的示意图。图2a及2b分别为根据本发明的室内导航系统的路段及位置旗标配置绘示的示意图。图3为根据本发明的室内导航系统的算法实施例的绘示的流程图。图4为根据本发明的室内导航方法的实施例绘示的流程图。具体实施方式为利钧审了解本发明的特征、内容与优点及其所能达成的效果，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的图式的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围。请参考图1，为根据本发明的基于路标关联性的室内导航系统的实施例绘示的示意图。如图所示，本发明的室内导航系统1，其包含多个位置旗标110a、110b、110c～110n及导航装置100。首先概略说明多个位置旗标110a、110b、110c～110n的配置方式。以一般常见建筑的室内地图112来说，其包含多个路段114及以多个路段114连接的路口116，并且以具有连续性的多个路段代码110a0进行分配。多个位置旗标110a、110b、110c～110n各包含旗标信息111a～111n，以位置旗标110a而言，其旗标信息111a包含多个路段114中与位置旗标110a连接的路段的多个路段代码110a0，以及个别与连接于位置旗标110a的多个路段代码110a0关联的多个方位110a1，以及对应于各多个方位的环境参数110a2。位置旗标110a～110n可以是主动式发射器(例如：无线电波)，或是可以记载位置旗标所需参数的被动式标签，例如可为二维条形码、qrcode、符号图像、标示图像、文字数字组合图像，或其他可用于扫描辨识的图像或文字。位置旗标与路段代码的配置方式将在下文进一步说明。导航装置100包含用户接口102、接收器104、储存单元106及处理模块108。用户接口100供用户设定目的地103，目的地103与多个路段代码的其中之一关联。此处，关联指用户接口102上可直接提供多个目的地103供使用者选择，或用户可于用户接口102上所显示的室内地图112直接指定目的地103，经处理模块108处理而产生目的地路段代码1031，此目的地路段代码1031为室内地图112中的多个路段114所对应的多个路段代码的其中之一。接收器104接收多个位置旗标110a～110n中，最接近导航装置100的位置旗标的旗标信息(例如最接近位置旗标110a时，接收旗标信息111a)。储存单元106储存有导航算法alg，处理模块108执行导航算法alg以获得行进方向指示信息，导航算法alg包含执行以下步骤：比较目的地103所关联的路段代码与所接收的旗标信息，判断应行走的路段及对应的方位，以产生行进方向指示信息。具体来说，导航装置100可选择为一平板计算机、一笔记本电脑、一pda等手持装置，或一智能型眼镜、一智能型手表等配戴装置，或其他具扫描与通讯功能的装置。对于本发明而言，重点之一在于将路段以命名的方式呈现。路段的命名原则可以是数字、文字或符号。利用数字与数字或文字与文字或符号与符号或三者之间的关联性之间的布局，并配合方位角与算法来完成本发明的室内导航系统。具体而言，本发明的导航系统由以下三个部分所组成：(一)路段布局，(二)位置旗标内容规划以及(三)导航算法。首先将根据第2a及2b图说明，其分别为根据本发明的室内导航系统的路段及位置旗标配置绘示的示意图。为了简化本发明的算法设计，首先可将前述室内地图的多个路段进行命名(即，分配路段代码)，使各个路段代码之间产生关连性。举例而言，可以数字、文字或符号上的连续性，根据多个路段在图面上的相对位置关系进行路段代码的分配，而使各个路段代码之间具有连续性。此外，路段代码的起始点可以从室内地图的图面上任何一个端点开始，只要能够产生关连性即可。本文为了方便说明，由左下角开始作为命名的起点，并以数字的方式配置路段代码。并且为了达到数字的关联性，以由左而右，由下而上的顺序方式命名。其中，连续性可以数学方式定义。以本文说明为例，路段代码的编码为y-x，以位置旗标为中心的上、下、右、左路段，分别标示为y1-x1、y2-x2、y3-x3及y4-x4。因此，当y1-y2＝2同时x3-x4>＝1，则视为连续，或当y1-y2>2同时x3-x4＝1，也可视为连续。因此，也可以类似的编码，例如：x-y-z，三个以上的文字或数字的命名方式，若可看出相同的连续性，则视为用相同的方式制作出关联性。使用文字来命名路段代码使其达到关联性，例如：a、b、c…等，对于计算机来说也是以数字的方式来翻译，因此也可以看成与数字类似的连续性。路段代码可各包含横向顺序代码及纵向顺序代码，并且相邻的各多个路段代码的横向顺序代码及纵向顺序代码彼此具有基于多个路段的相对位置的连续性。举例来说，本文说明是以y-x为编码方式，但也可以x-y为编码方式，或是更多项目，而不以此为限。第一组路段命名为最下面的横向路，其最左边的路段代码命名为1-1，往右继续延伸路段代码则为1-2、1-3。第二组路段命名为最左边纵向路，其最下面的路段命名为2-1，相同地，往右边延伸其他纵向路段为2-2、2-3、2-4。如此第三组又回到横向路，第四组则回到纵向路，一直轮流命名延伸下去。如图2a所示。接着，根据图2b举例说明本发明的位置旗标的旗标信息规划的方式。简明而言，位置旗标为记载与告知导航装置100目前所处在的路口，以及其附近有几个路口与方向。以第2b图中央的位置旗标110b为例，其旗标信息所纪录的内容如下表一所示：表一路段代码方位角环境参数4-20b12-2180b23-290b33-1270b4各路段所对应的多个方位以预定方位顺序产生关联，且下文中所提到的导航算法可进一步根据预定方位顺序，比较目的地所关联的路段代码与所接收的旗标信息。如表一所示，路段代码顺序为上、下、右、左。所以位置旗标110b上方的路段代码为4-2，下方为2-2，右方为3-2，左方为3-1。若以图2b左边的位置旗标110a来说，因为其左方没有路所以没有路段代码，同样给予一个虚拟名3-0。方位角0、180、90、270代表路段代码于此地图的方向(上下右左)与北极的夹角。以表一为例，路段代码2-2位于位置旗标南方，与北极夹角为180度。而环境参数b1、b2、b3及b4用于配合环境以修正各路段代码所对应的方位角。在上文中所提到的方位角，除了如内容所提到的科学上的方位角的定义外(指北针与北极之间的夹角)，也可以是一个独立区域系统的象征性方向。也就是说，实际方位角可能是「60、150、240、330」，但是经过校正后，变成属于该区域象征性的0、180、90、270。因此，所谓「方位角」并非限定为相对于北极的角度。以下将根据图3说明本发明的基于路标关联性的室内导航系统的算法，为根据本发明的室内导航系统的算法实施例的绘示的流程图。本算法并非是相当复杂的数学运算，而是根据路段代码的关联性(连续性)找出该往前、后、左、右走的方向。因此若路段布局采取的方式并非为由下而上由左而右，则算法就会有所不同。又或者，位置旗标路段代码编排顺序不同，也会造成算法与本文所述不同。然而，上述基于连续性进行方位指示的算法均在本发明的室内导航系统的考虑内。即使路段布局方式不同，或是旗标信息的路段代码编排顺序不同，之中所牵连的关联性或连续性如果相同，则算法的差异性仅在比较路段代码所包含信息的先后顺序不同而已。需要说明的是，虽然本发明的实施例以单一楼层的平面布局来举例说明，但本发明不限于此，而更可以不同楼层加入路段代码所包含的连续性编排，例如，楼层1、2…编排为z1、z2…，以作为导航算法的比较依据。下述的算法，须配合以上的布局方式。但此算法的通则，可以应用在其他方式的布局，只需在路段代码中呈现出数字或文字的关联性即可。首先，于步骤s01，假设欲前往的目的地路段代码为：ygoal-xgoal。此时在任意路口出发，该路口的位置旗标告知导航装置如表(一)的相关讯息，导航机开始运算以下的算法，告知用户该往哪个方向走。为方便表示，第一笔上方的路段代码称之为y1-x1，第二笔下方路段代码为y2-x2，第三笔右方路段代码为y3-x3，第四笔左方路段代码为y4-x4。先比较第1笔的路段代码y1-x1：进入步骤s02，若ygoal>y1，则转向y1-x1对应的方位角，算法结束。若否，则继续进入步骤s03。步骤s03：若ygoal＝y1，则进入步骤s04，比较x1：若xgoal＝x1，则转向y1-x1对应的方位角，并且到达目的地。算法结束。若否，则继续进入步骤s08。于步骤s04中，若xgoal不等于x1，则进入步骤s05：若xgoal>x3，则转向y3-x3对应的方位角。算法结束。若否，则继续进入步骤s07：若xgoal<x4，则转向y4-x4对应的方位角。算法结束。若否，则继续进入步骤s08。步骤s08：比较第2笔的路段代码y2-x2。继续进入步骤s09：若ygoal<y2，则转向y2-x2对应的方位角，算法结束。若否，则进入步骤s10：比较ygoal是否＝y2？若是，则进入步骤s11比较xgoal是否＝x2？若是，则转向y2-x2对应的方位角，并且到达目的地。算法结束。在步骤s10中，若ygoal不等于y2，则继续进入步骤s14比对第3笔的路名y3-x3。若xgoal不等于x2，则继续进入步骤s12：比较xgoal是否>x3？若是，则转向y3-x3对应的方位角。算法结束。若否，则继续进入步骤s13，比较xgoal是否<x4？若是，则转向y4-x4对应的方位角。算法结束。若否，则继续进入步骤s14比对第3笔的路段代码y3-x3。继续进入步骤s15，比较xgoal是否＝x3？若是，则转向y3-x3对应的方位角，并且到达目的地，算法结束。若否，则继续进入步骤s16，比较xgoal是否>x3？若是，则转向y3-x3对应的方位角。算法结束。若否，则继续进入步骤s17，比较xgoal是否＝x4？若是，则转向y4-x4对应的方位角，并且到达目的地，算法结束。若否，则继续进入步骤s18，比较xgoal是否<x4？若是，则取得并转向y4-x4对应的方位角。算法结束。依据上述的路段布局、位置旗标内容规划以及导航算法，本发明的室内导航系统可在无网络环境下，通过比较目的地路段代码及旗标信息中具有连续性的路段代码，即可以简单的算法判断并指示用户行进的方位，不仅节省运算所需的系统资源，也可达到节能省电及配置简单等特性。以下将根据图4说明本发明的室内导航方法，其为根据本发明的室内导航方法的实施例绘示的流程图。其中，本发明的室内导航方法在前述的室内导航系统架构下实施，因此，将省略重复叙述。如图所示，本发明的室内导航方法200包含下列步骤：步骤s201：设置多个位置旗标，多个位置旗标以具有连续性的多个路段代码分配的多个路段彼此连接，且多个位置旗标各包含旗标信息，旗标信息包含多个路段中与位置旗标连接的路段的多个路段代码，以及个别与连接于位置旗标的多个路段代码关联的多个方位。步骤s202：以导航装置的用户接口接收用户设定的目的地，目的地与多个路段代码的其中之一关联。步骤s203：以导航装置的接收器接收多个位置旗标中最接近导航装置的位置旗标的旗标信息；步骤s204：以导航装置的处理模块执行导航装置的储存单元储存的导航算法以获得行进方向指示信息。于步骤s204中的导航算法还包含执行以下步骤s205：比较目的地所关联的路段代码与所接收的旗标信息，判断应行走的路段及对应的方位，以产生行进方向指示信息。需要说明的是，导航算法的范例流程系可进一步参考图3的描述，因此将省略重复描述。综上所述，本发明的基于路标关联性的室内导航系统及方法具有以下特点：(一)路段布局：具有连续性的路段代码设计，可大幅简化导航算法的运算流程。(二)旗标信息的内容规划：包含路段代码、方位角、预定方位顺序及环境参数，即可以最简化的方式提供该路口的所有信息给导航装置。(三)导航算法：在无网络环境下，通过比较目的地路段代码及旗标信息中具有连续性的路段代码，即可以简单的算法判断并指示用户行进的方位，不仅节省运算所需的系统资源，亦可达到节能省电及配置简单等特性。以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求中。当前第1页12