可穿戴电子设备及定位导航系统的制作方法

本发明涉及便携式电子设备技术领域，尤其涉及可穿戴电子设备及定位导航系统。

背景技术：

随着科技的快速发展，智能便携式电子设备（如智能手表、智能眼镜等可穿戴式电子设备）得到飞速的发展，从而大大方便了人们的日常生活；例如，智能手表，其除了具有最基本的显示时间、计时等功能外，还能提供诸如计步、消息通知、温度显示等服务。

目前，虽然一般的智能便携式电子设备能够实现粗略的轨迹记录、导航及定位功能，但其精度及实时性均较差，且相对不智能；进而使得其只能满足人们简单的诸如跑步等简单的生活需求，无法针对老人、幼儿等对于电子设备操作不便的群体的使用，也无法满足对于导航有高精度（如定位等）及高实时性（如快速行进导航等）等特殊需求。例如，目前的市场上的智能老人定位手表，其一般仅是在手表中内置卫星定位芯片，可以满足在开阔场地中的定位操作，但其进度相对不高；而无法在恶劣天气或者室内环境中的定位及导航；同时目前市场虽然可通过语音导航（如通过麦克接收语音信号，以通过语音识别来进行导航的操作）的智能手表，但其一般也是通过单纯的卫星定位系统来实现定位及导航服务的，且受制于语音识别等技术的限制，使得语音导航的可靠性较低。

由于存在上述诸多问题，使得当前便携式电子设备无法满足用户对于实时导航、精准定位等诸多需求，进而大大降低了用户体验性，不利于产品的推广应用。

技术实现要素：

针对目前的便携式电子设备无法实现高实时性、高精准度的导航及定位服务，本申请提供了一种可穿戴电子设备及定位导航系统，可通过设置多种导航系统来实现全方位的导航，并结合云端处理来实现高精度的轨迹记录、距离、配速等运动数据，还能方便的通过移动终端设备实现导航及定位的操作，进而实现高实时性、高京东的导航及定位操作。具体的：

本申请提供了一种可穿戴式电子设备，可包括可穿戴式电子设备本体，所述可穿戴式电子设备本体包括：

主控模块及与所述主控模块分别连接的第一定位单元、第二定位单元和第三定位单元；

其中，所述主控模块根据预设规则从所述第一定位单元和/或所述第二定位单元和/或第三定位单元获取当前位置信息以对所述可穿戴式电子设备本体的进行定位操作。

作为一个优选的实施例，上述的可穿戴式电子设备中，所述预设规则包括根据信号强度和/或精确度来选择至少一个定位单元进行所述定位操作。

作为一个优选的实施例，上述的可穿戴式电子设备中，所述第一定位单元为gps设备、所述第二定位单元为wifi设备、所述第三定位单元为lbs设备，所述主控模块根据所述预设规则从所述第一定位单元或所述第二定位单元或第三定位单元获取当前位置信息以对所述可穿戴式电子设备本体的进行所述定位操作；

其中，所述预设规则中所述gps设备的优先级高于所述wifi设备，所述wifi设备的优先级高于所述lbs设备，且只有优先级高的定位单元的信号强度小于预设值时所述主控模块才选择下一优先级的定位单元进行所述定位操作。

作为一个优选的实施例，上述的可穿戴式电子设备中，所述可穿戴式电子设备还包括分别与所述主控模块连接的陀螺单元、重力感应单元和地磁感应单元。

作为一个优选的实施例，上述的可穿戴式电子设备中，所述可穿戴式电子设备本体还包括与所述主控模块通讯连接的短距离通讯单元，用以与其他电子设备进行交互通讯。

作为一个优选的实施例，上述的可穿戴式电子设备中，所述可穿戴式电子设备本体还包括与所述主控模块通讯连接的显示屏，以将定位数据进行显示。

作为一个优选的实施例，上述的可穿戴式电子设备中，所述可穿戴式电子设备本体还包括电源模块，以向所述可穿戴式电子设备本体中的各个部件提供电能。

作为一个优选的实施例，上述的任意一项可穿戴式电子设备中，还包括用以将所述可穿戴式电子设备本体固定至人体上的腕带。

本申请还提供了一种定位导航系统，可包括上述任意一项所述的可穿戴电子设备，还可包括通讯电子设备及通过所述通讯电子设备与所述可穿戴电子设备交互通讯的云端服务器，以根据所述定位操作获取的实时位置信息实现导航及监测操作。

作为一个优选的实施例，上述的定位导航系统，所述通信电子设备包括第一通讯设备和第二通讯设备，所述可穿戴电子设备将实时位置信息通过所述第一通讯设备上传至所述云端服务器，所述云端服务器根据所述实时位置信息进行处理后经所述第一通讯设备回传至所述可穿戴电子设备进行导航操作，所述云端服务器将处理后的结果反馈至所述第二通讯设备进行监测操作。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为实施例中可穿戴式电子设备本体的结构示意图；

图2为实施例中定位导航系统的结构示意图。

具体实施方式

本申请提供了一种可穿戴式电子设备及包括该可穿戴式电子设备的定位导航系统，主要应用于诸如智能手表、智能眼镜等便携式电子设备上，其可用于解决诸如老年人、残障人士或婴幼儿等操作不便或具有监护等特殊需求的人群等对于定位及导航精度较高相关技术问题，同时也可适用于各种对于定位及导航等具有较高精度且全天候、无死角的应用场所；本申请的实施例中主要通过设置多个导航系统，并可依据设置的优先级等规则，使得可穿戴式电子设备在复杂天气或室内、偏远地区等实现全覆盖无死角的全方位导航，并通过诸如手机等通讯设备与远端的云端服务器进行数据交互，进而实现实时的导航及远端检测等功能，从而可大大提升产品的用户体验，利于产品的推广应用。

上述的可穿戴式电子设备（如智能手表、智能眼镜等）可包括可穿戴式电子设备本体，该可穿戴式电子设备本体可包括主控模块（如cpu或soc等处理芯片等）及与该主控模块分别连接的第一定位单元、第二定位单元和第三定位单元（本实施例中的定位单元可以为两个或多个，具体的数目可以根据实际需求而设定，而不同的定位单元之间的类型可以相同或不相同，但为了提升可穿戴式电子设备本体接收定位信号的能力，优选的上述的两个或多个定位单元中要包括适应不同环境的定位设备，如包括全球定位系统（gps）设备、wifi定位设备和/或基于位置（lbs）定位设备等）；上述主控模块根据预设规则从第一定位单元和/或第二定位单元和/或第三定位单元获取当前位置信息以对可穿戴式电子设备本体的进行定位操作，即主控模块中设置有与上述第一定位单元、第二定位单元及第三定位单元适配的功能模块，当选择相应的定位单元时则启动相应的功能模块，以实现相应的定位、导航等系统功能。

其中，上述的预设规则可包括根据信号强度和/或精确度来选择至少一个定位单元进行定位操作。例如，可设定上述的第一定位单元为gps设备、第二定位单元为wifi设备、第三定位单元为lbs设备，主控模块则可根据预设规则从第一定位单元或第二定位单元或第三定位单元获取当前位置信息以对可穿戴式电子设备本体的进行所述定位操作；此时上述的预设规则中gps设备的优先级高于wifi设备，wifi设备的优先级高于lbs设备，且只有优先级高的定位单元的信号强度小于预设值时所述主控模块才选择下一优先级的定位单元进行所述定位操作。即，上述的主控模块根据当前可穿戴式电子设备本体所处环境中所接收定位信号种类，优先选择有信号且优先级别较高的定位单元进行定位操作，例如在开阔地带能够接收到gps、wifi、lbs各种定位信号，则根据设定的优先级别（本实施例中的优先级别一般是根据导航的精度或应用区域的大小等因素进行设定的，以确保可穿戴式电子设备能够最大限度的获得最为精确的定位信息）选择gps设备与主控模块构成一个gps定位系统，进而通过卫星信号获悉当前的实时位置信息；但若是恶劣天气或相对狭小的空间区域内，由于gps信号较差（如可设定gps信号强度小于预设的值则可判定此时gps信号较）且wifi定位信号又满足设定的阈值，则优先选择wifi定位设备进行定位操作；而只有gps及wifi信号强度均无法满足设定的值且lbs信号强度有满足设定的值时，才选择lbs设备进行定位操作；当然，为了提升定位的精确度可以在上述选择一种满足条件的定位设备进行定位操作的同时，选择其他定位设备进行辅助的定位操作，以进一步的提升定位的精确性。但是，考虑的功耗及设备的持续运行，可在满足定位精度要求的前提下，只选择一种定位设备进行定位操作，这样既能降低产品的功耗，同时又能提升可穿戴式电子设备无论在开阔区域甚至在室内环境下均能获取相对精度较高的定位信息。

进一步的，为了提升定位操作的精度，尤其是在室内（如多层建筑的环境中），还可在可穿戴式电子设备设置分别与主控模块连接的陀螺单元、重力感应单元和地磁感应单元，以通过感知可穿戴式电子设备本体行进的轨迹来进一步提升定位操作的精确度。

另外，由于可穿戴式电子设备受制于自身尺寸的限制，使得其操控及图像显示不便，而为了方便操控可穿戴式电子设备，可在可穿戴式电子设备本体与主控模块通讯连接的短距离通讯单元，以使得主控模块通过该短距离通讯单元（如蓝牙、nfc等）与其他电子设备（如手机、平板电脑等）进行交互通讯，以利用其它电子设备对可穿戴式电子设备进行操控，并可同时将予以呈现用户的图像发送到其它电子设备进行显示。

优选的，为了将上述的可穿戴式电子设备中一些简单的处理处理予以显示，还可在可穿戴式电子设备本体上与主控模块通讯连接的显示屏及麦克风或音响设备等，该显示屏可为触控式显示屏（即通过该触控式显示屏或者麦克风（即声控）可以操控可穿戴式电子设备的运行），以将诸如时间、天气、运动步数、定位数据等予以显示和/或播放。当然，在可穿戴式电子设备本体中也可设置电源模块，以向可穿戴式电子设备本体中的各个部件提供电能，同时也设置的充电接口（如usb或其他接口）以对该电源模块进行充电。

优选的，上述的可穿戴式电子设备可为智能手表，相应的通过将上述的可穿戴式电子设备本体固定设在腕带上，以方便人们的佩戴；当然上述的可穿戴式电子设备也可为眼镜、智能纽扣等便携式电子设备。

本申请还提供了一种定位导航系统，基于上述的可穿戴电子设备的基础上，通过与至少一个通讯电子设备（如手机、平板电脑等）与远端的云端服务器一起构成一个定位导航及检测的系统，即该系统可根据定位操作获取的实时位置信息实现导航及监测操作，并将相应的数据发送至可创带是电子设备或上述的通讯电子设备上进行呈现、同步或进行后续的处理。

例如，上述的通信电子设备可包括第一通讯设备和第二通讯设备，可穿戴电子设备将实时位置信息通过第一通讯设备上传至云端服务器，而云端服务器则可根据实时位置信息进行处理后经第一通讯设备回传至可穿戴电子设备进行导航操作，然后云端服务器再将处理后的结果反馈至第二通讯设备进行监测操作。

图1为实施例中可穿戴式电子设备本体的结构示意图，图2为实施例中定位导航系统的结构示意图；下面参考图1~2并结合实际应用对本申请的技术方案进行详细阐述：

针对当前诸如智能手表等可穿戴式电子设备在定位及导航等多方面所存在的诸如定位精度不高、无法进行实时监测等各种弊端，为了使得诸如智能手表等可穿戴式电子设备能够实现更好的智能定位、导航以及智能监测等功能，本实施例所提供的可穿戴式电子设备本体（参见图1所示）可包括主控模块1及与该主控模块1分别连接的重力感应器12、地磁感应器13、lbs设备14、wifi设备15、gps设备16、陀螺单元17、显示屏18及蓝牙19等功能模块，电源模块11则分别与上述主控模块1中的各个功能模块电连接（如重力感应器12、地磁感应器13、lbs设备14、wifi设备15、gps设备16及陀螺单元17等），以向其提供电能，且通过外置充电接口10可向电源模块11充电。

下面就以智能手表为例进行详细说明，即为了获取精准的位置信息，可在手表本体内置诸如上述的主控模块1及与该主控模块1分别连接的重力感应器12、地磁感应器13、lbs设备14、wifi设备15、gps设备16、陀螺单元17、显示屏18及蓝牙19等功能模块，并设定定位的优先级别为gps设备16>>wifi设备15>>lbs设备14，即与lbs设备14、wifi设备15、gps设备16分别连接的主控模块1通过对当前智能手表所处环境中的定位信号（如卫星信号、wifi信号及移动通讯信号）的类型及强度进行判定，并以上述设定的优先级规则进行比对过滤，进而实现智能自适应判定选择一种定位设备或两种以上的定位设备进行定位操作；其中，为了确保定位操作具有较高的精确度，可优先采用gps设备16进行智能定位，且在没有gps信号或者很弱的情况下且有wifi信号，则采用wifi设备15进行wifi定位，而当没有gps及wifi信号或均信号很弱时，则通过采用lbs设备14进行lbs定位，进而在无论天气如何及所处位置是否室内只要存在任意一种定位信号均可实现无死角定位操作。

进一步的，在基于个上述lbs设备14和/或wifi设备15和/或gps设备16获取精准定位数据信息的同时，为了进一步提升智能手表的定位信息的精确度，还可结合上述的陀螺单元17中的3d陀螺仪、重力感应器12及地磁传感器13等功能模块，以对智能手表进行更加精准的定位；其中，地磁感应器13可检测智能手表的所处方位，以进一步获取方位数据；重力感应器12则可检测智能手表的运动方向，以获取运动方向数据；3d陀螺仪则可检测智能手表的移动的速度和力度（即加速度），进而获取精确的速度和力度数据。上述的显示屏18可用于显示诸如时间、日期、计步、位置信息、导航数据等，而蓝牙19可用于智能手表与诸如手机等移动通讯电子设备之间的数据同步及交互等操作。

参见图2所示，在本申请的另一个实施例中还提供了一种定位导航系统，可包括上述实施例中的诸如智能手表等可穿戴电子设备的20基础上，通过与至少一个通讯电子设备（如智能手机）21、23与远端的云端服务器22一起构成一个定位导航及检测的系统，即该系统可根据定位操作获取的实时位置信息实现导航及监测操作，并将相应的数据发送至可创带是电子设备或上述的通讯电子设备上进行呈现、同步或进行后续的处理；即通过将上述的智能手表、智能手机以及庞大的web后台（即云端服务器22）实现三位一体闭环实时监测与反馈系统，进而为智能导航和监测提供强有力保障。上述的智能手表与智能手机、智能手机与web后台之间相互实时通讯，以保证数据在闭环通道中实时共享。优选的，可在智能手机端基于本实施例中的定位导航系基础上实现预设、规划行程与路线等操作，并将相应的数据传输、共享给智能手表和web后台，同时智能手表也可根据预设规划路线轨迹对使用者进行实时路线导航；与此同时，智能手表的实际行驶轨迹数据实时通过手机上传到web后台，web后台对智能手表所提供的实时数据与预设轨迹数据进行拟合、分析，给予实时指导和根据当前位置与目的地规划最新的路线，做到实时智能导航。

在本实施例中，通过将智能手表、智能手机以及庞大的web后台等设备构建为三位一体闭环实时监测与反馈的系统，即可实现将实时数据与预先设定、配对的其它设备进行数据信息共享的同时，还可保持一个行驶数据上的实时通讯，进而形成一个完整的、功能精准的闭环系统。

综上所述，本申请实施例所提供的可穿戴式电子设备（如智能手表等）及定位导航系统，通过在可穿戴式电子设备本体中内置诸如主控模块及多个定位设备（如gps设备、lbs设备及wifi设备等）进行全方位定位，并结合陀螺模块、重力感应器、地磁传感器等获取运动数据来实现实时监测，后续再将可穿戴式电子设备、通讯设备及云端服务器相结合实现三位一体闭环实时监测与反馈系统，进而在实现更加智能的监测、分析、反馈的同时，还可根据预设接收设备将数据实时同步到其他设备中，进而实现实时数据共享，即能够实现定位精准、导航智能、数据定向共享等功能，且实时性好、数据可靠、操作简单，从而提升可穿戴电子设备的运行性能，大大提升用户体验，以利于产品的推广应用。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术方案，但本领域的技术人员应该理解，上述内容仅是举例说明，本发明的保护范围由权利要求书内容所限定。本领域技术人员在不违背本发明的技术原理和实质内容的前提下，可对实施方案进行多种变更或更改，这些变更和更改均应落入本发明的保护范围。