本發(fā)明是有關(guān)于一種導(dǎo)航方法及其電子裝置，且特別是用于對室內(nèi)環(huán)境進行定位的一種定位導(dǎo)航方法及其電子裝置。

背景技術(shù)：

隨著科技的進步，可隨身攜帶的小型化電子裝置已經(jīng)是普及于日常生活之中。通過不同的應(yīng)用程序(Application,簡稱APP)，電子裝置可具有不同的功能，例如是通信、娛樂、報時、導(dǎo)航等功能。現(xiàn)有的導(dǎo)航功能，具有引導(dǎo)電子裝置的使用者由出發(fā)地點移動至目標地點的功能，并且必須是正確地引導(dǎo)電子裝置的使用者?；诖饲疤?，對于導(dǎo)航功能所適用的環(huán)境，都需要先進行準確地定位。

相對于室外環(huán)境，由于室內(nèi)環(huán)境相對的范圍較小，在定位上所要求的精度自然較高。然而，室內(nèi)環(huán)境通常具有較多的轉(zhuǎn)角或死角，結(jié)構(gòu)上顯得較復(fù)雜，因此如何正確地對室內(nèi)環(huán)境，特別是室內(nèi)環(huán)境的外圍輪廓進行精準的定位，仍是本領(lǐng)域技術(shù)人員所努力的目標之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種定位導(dǎo)航方法及其電子裝置，通過在室內(nèi)環(huán)境之中移動并記錄多個位置坐標點來對室內(nèi)環(huán)境進行定位。特別的是，對于室內(nèi)環(huán)境的各個轉(zhuǎn)角，本發(fā)明所提出的定位導(dǎo)航方法及其電子裝置，能較準確地對其定位。

本發(fā)明的一實施例提出一種定位導(dǎo)航方法，適用于電子裝置以對室內(nèi)環(huán)境進行定位。電子裝置包括多個第一傳感器與第二傳感器。定位導(dǎo)航方法包括下列步驟。從起始位置開始進行移動程序。在移動程序之中，由第一傳感器持續(xù)進行距離感測，由第二傳感器持續(xù)進行方位感測，并且每隔第一時間周期，記錄對應(yīng)電子裝置的位置坐標點。當感測到電子裝置與障礙物之間的 間隔距離落入預(yù)設(shè)距離范圍時，進行轉(zhuǎn)向程序。在轉(zhuǎn)向程序之中，電子裝置依據(jù)第二傳感器轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn)向角度，并且每隔第二時間周期，記錄對應(yīng)電子裝置的過渡位置坐標點。在轉(zhuǎn)向程序完成后，依據(jù)每一過渡位置坐標點與障礙物的間隔距離、每一過渡位置坐標點所對應(yīng)的轉(zhuǎn)向角度、距離信任權(quán)重以及角度信任權(quán)重，由所記錄的過渡位置坐標點之中決定對應(yīng)轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點，并且重新執(zhí)行移動程序。

本發(fā)明的另一實施例提出一種電子裝置，其適于對室內(nèi)環(huán)境進行定位。電子裝置包括移動構(gòu)件、多個第一傳感器、第二傳感器、存儲單元以及控制單元?？刂茊卧罱又烈苿訕?gòu)件、第一傳感器、第二傳感器與存儲單元?？刂茊卧刂齐娮友b置從起始位置開始進行移動程序。在移動程序之中，由第一傳感器持續(xù)進行距離感測，由第二傳感器持續(xù)進行方位感測，并且每隔第一時間周期，存儲單元記錄對應(yīng)電子裝置的位置坐標點。當感測到電子裝置與障礙物之間的間隔距離落入預(yù)設(shè)距離范圍時，控制單元控制電子裝置進行轉(zhuǎn)向程序。在轉(zhuǎn)向程序之中，電子裝置依據(jù)第二傳感器轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn)向角度，并且每隔第二時間周期，存儲單元記錄對應(yīng)電子裝置的過渡位置坐標點。在轉(zhuǎn)向程序完成后，控制單元依據(jù)每一過渡位置坐標點與障礙物的間隔距離、每一過渡位置坐標點所對應(yīng)的轉(zhuǎn)向角度、距離信任權(quán)重以及角度信任權(quán)重，由存儲單元所記錄的過渡位置坐標點之中決定對應(yīng)轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點，并且重新執(zhí)行移動程序。

基于上述，本發(fā)明實施例所提供的定位導(dǎo)航方法及其電子裝置，通過執(zhí)行移動程序來不斷地記錄位置坐標點。當電子裝置遭遇障礙物時，可通過執(zhí)行轉(zhuǎn)向程序離開障礙物，并且對于轉(zhuǎn)向程序中所記錄的過渡位置坐標點進行選擇，藉以從中取得對應(yīng)轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點。通過所記錄的位置坐標點，定位導(dǎo)航方法及其電子裝置可以準確地描繪室內(nèi)環(huán)境。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

附圖說明

下面的附圖是本發(fā)明的說明書的一部分，示出了本發(fā)明的示例實施例，附圖與說明書的描述一起說明本發(fā)明的原理。

圖1是依照本發(fā)明一實施例所示出的導(dǎo)航應(yīng)用的概念圖；

圖2是依照本發(fā)明一實施例所示出的電子裝置的方塊圖；

圖3是依照本發(fā)明一實施例所示出的定位導(dǎo)航方法的流程圖；

圖4是依照本發(fā)明一實施例所示出的移動程序的示意圖；

圖5A是依照本發(fā)明一實施例所示出的轉(zhuǎn)向程序的示意圖；

圖5B是依照本發(fā)明另一實施例所示出的轉(zhuǎn)向程序的示意圖；

圖5C是依照本發(fā)明又一實施例所示出的轉(zhuǎn)向程序的示意圖；

圖6A是依照本發(fā)明一實施例所示出的決定對應(yīng)轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點的流程圖；

圖6B是依照本發(fā)明一實施例所示出的決定對應(yīng)轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點的示意圖；

圖6C是依照本發(fā)明另一實施例所示出的決定對應(yīng)轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點的示意圖；

圖7是依照本發(fā)明一實施例所示出的逃脫程序的示意圖。

附圖標記說明；

10：使用者界面；

120：地圖層；

140：數(shù)據(jù)層；

160：視覺輔助層；

200：電子裝置；

210：第一傳感器；

220：第二傳感器；

230：存儲單元；

240：控制單元；

242：晶片單元；

250：移動構(gòu)件；

S：起始位置；

P：位置坐標點；

B1：第一邊界；

B2：第二邊界；

X1、X2、X3：過渡位置坐標點；

θ1、θ2、θ3：轉(zhuǎn)向角度；

d1、d2、d3：間隔距離；

S320、S340、S360：定位導(dǎo)航方法的步驟；

S620、S640、S660：決定對應(yīng)轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點的步驟。

具體實施方式

現(xiàn)將詳細參考本發(fā)明的示范性實施例，在附圖中說明所述示范性實施例的實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構(gòu)件代表相同或類似部分。

圖1是依照本發(fā)明一實施例所示出的導(dǎo)航應(yīng)用(Navigation App)的概念圖。在本實施例中，導(dǎo)航應(yīng)用可供使用者對應(yīng)地遙控遠端裝置或機器人的移動路徑，但不限于此。在其它實施例中，使用者也可以是利用導(dǎo)航應(yīng)用規(guī)劃移動路徑。請參照圖1，當使用者啟動導(dǎo)航應(yīng)用時，導(dǎo)航應(yīng)用首先提供使用者一個使用者界面10。使用者界面10包含了地圖層120、數(shù)據(jù)層140以及視覺輔助層160。地圖層120通常是使用者所在環(huán)境的地圖，但不以此為限。數(shù)據(jù)層140包括基于使用者所在環(huán)境而示出的坐標系統(tǒng)，并且可基于使用者的操作而顯示起點坐標、終點坐標、移動路徑。視覺輔助層160則例如是對應(yīng)顯示遠端裝置、機器人或使用者的代表圖示。通過整合地圖層120、數(shù)據(jù)層140以及視覺輔助層160，導(dǎo)航應(yīng)用提供了一個直觀的使用者界面10。

以前述的導(dǎo)航應(yīng)用而言，數(shù)據(jù)層140所描述的坐標系統(tǒng)必須要與地圖層120所顯示的環(huán)境精準地契合，才可以發(fā)揮較佳的導(dǎo)航效果。因此，事先對導(dǎo)航應(yīng)用的適用環(huán)境進行定位是必要的。本發(fā)明所提出的定位導(dǎo)航方法及其電子裝置，用于對室內(nèi)環(huán)境進行定位。圖2是依照本發(fā)明一實施例所示出的電子裝置的方塊圖。請參照圖2，在本實施例中，電子裝置200包括多個第一傳感器210、第二傳感器220、存儲單元230、控制單元240以及移動構(gòu)件250。

第一傳感器210例如是超音波(Ultrasound)傳感器、紅外線(Infrared)傳感器、雷射(Laser)傳感器或者是前述多種元件的組合，但不限于此。第一傳感器210例如是對稱地或非對稱地設(shè)置于電子裝置200的周邊上，但不限于此。 第一傳感器210以電子裝置200為基準對四周進行距離感測。以超音波傳感器為例，電子裝置200通過發(fā)射、接收超音波并進行解析，得以進一步掌握電子裝置200的四周是否有障礙物，并推估電子裝置200與障礙物的距離。

第二傳感器220例如是電子羅盤(Electronic Compass)、陀螺儀(Gyroscope)或旋轉(zhuǎn)編碼器(Rotary Encoder)，但不限于此。第二傳感器220用以檢測電子裝置200的方位信息，特別是電子裝置200的行進方位，并且還可協(xié)助電子裝置200辨識轉(zhuǎn)向時的轉(zhuǎn)向角度。

存儲單元230例如是任何型態(tài)的硬盤機(hard disk drive；簡稱HDD)、可移動隨機存取存儲器(random access memory；簡稱RAM)、只讀存儲器(read-only memory；簡稱ROM)、快閃存儲器(flash memory)或前述多種元件的組合，但不限于此。

控制單元240例如是中央處理單元(Central Processing Unit，簡稱CPU)，或是其他可編程的微處理器(Microprocessor)、數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor，簡稱DSP)、可編程控制器、專用集成電路(Application Specific Integrated Circuits，簡稱ASIC)、可編程邏輯裝置(Programmable Logic Device，簡稱PLD)，但不限于此。在本發(fā)明一實施例中，控制單元240還例如是包括一個晶片單元242。晶片單元242僅負責執(zhí)行逃脫程序，藉以避免電子裝置200在定位室內(nèi)環(huán)境時陷入室內(nèi)環(huán)境的結(jié)構(gòu)死角而無法脫離。逃脫程序?qū)⒃斒鲇诤螅试诖瞬辉儋樖觥?/p>

移動構(gòu)件250例如是滾輪、履帶或類似的元件。電子裝置200通過移動構(gòu)件250而可以移動于室內(nèi)環(huán)境之中。

圖3是依照本發(fā)明一實施例所示出的定位導(dǎo)航方法的流程圖。請參照圖2與圖3，定位導(dǎo)航方法適用于電子裝置200并藉以對室內(nèi)環(huán)境進行定位。在定位導(dǎo)航方法中，控制單元240控制電子裝置200而從一個起始位置開始進行移動程序。在移動程序中，由第一傳感器210持續(xù)進行距離感測，由第二傳感器220持續(xù)進行方位感測，并且每隔一第一時間周期，記錄對應(yīng)電子裝置200的位置坐標點于存儲單元230之中(步驟S320)。

圖4是依照本發(fā)明一實施例所示出的移動程序的示意圖。請參照圖2、圖3與圖4，詳細而言，依據(jù)本發(fā)明的一實施例，在移動程序之中，控制單元240依據(jù)一個預(yù)設(shè)距離范圍而控制移動構(gòu)件250以使電子裝置200沿室內(nèi) 環(huán)境的第一邊界B1移動，但不限于此。一般而言，第一邊界B1是室內(nèi)環(huán)境的墻壁。更詳細而言，在本實施例中，控制單元240是期望能控制電子裝置200依據(jù)一個預(yù)設(shè)距離而沿第一邊界B1移動。然而，在控制上，電子裝置100較難精準地與第一邊界B1維持在預(yù)設(shè)距離的間隔，而是需要一定的模糊空間。因此，于本實施例中，控制單元240還以預(yù)設(shè)距離為基準而取得預(yù)設(shè)距離范圍，并且電子裝置200與第一邊界B1的間隔距離只要落在預(yù)設(shè)距離范圍即可。舉例而言，預(yù)設(shè)距離例如是5厘米，而預(yù)設(shè)距離范圍例如是4.5厘米～5.5厘米。

通過第一傳感器210的協(xié)助，控制單元240可以控制電子裝置200以預(yù)設(shè)距離范圍作為依據(jù)而沿第一邊界B1移動。在移動程序中，由起始位置S開始，電子裝置200每隔一段第一時間周期就記錄一次對應(yīng)電子裝置200的位置坐標點P于存儲單元230。第一時間周期例如是300毫秒(ms)，但不以此為限。由圖4可知，所記錄的多個位置坐標點P是對應(yīng)地描繪了第一邊界B1。

請再參照圖2與圖3，于移動程序中，當感測到電子裝置200與一個障礙物之間的間隔距離落入預(yù)設(shè)距離范圍時，控制單元240進行轉(zhuǎn)向程序。在轉(zhuǎn)向程序之中，電子裝置200依據(jù)第二傳感器200轉(zhuǎn)動一個轉(zhuǎn)向角度，并且每隔第二時間周期，由存儲單元230記錄對應(yīng)電子裝置的過渡位置坐標點(步驟S340)。更詳細而言，當電子裝置200沿第一邊界B1移動時，若檢測到會阻礙移動的障礙物，則選擇轉(zhuǎn)向。

圖5A是依照本發(fā)明一實施例所示出的轉(zhuǎn)向程序的示意圖。如圖5A所示，障礙物例如是室內(nèi)環(huán)境的第二邊界B2，但不限于此。一般而言，第二邊界B2為室內(nèi)環(huán)境的另一墻壁。在圖5A之中，第一邊界B1與第二邊界B2的夾角為90度。

參照圖2、圖3與圖5A，當電子裝置200沿第一邊界B1進行移動程序時，會越來越接近第二邊界B2。通過第一傳感器210的協(xié)助，當感測到第二邊界B2與電子裝置200的間隔距離已經(jīng)落在預(yù)設(shè)距離范圍(例如前述實施例所提出的4.5厘米～5.5厘米)時，控制單元240控制電子裝置200進行轉(zhuǎn)向程序。值得注意的是，當感測到電子裝置200過于逼近障礙物使得兩者間的間隔距離低于預(yù)設(shè)距離范圍時，控制單元240會控制電子裝置200而先進行距離調(diào)適，例如是使電子裝置200后移。在本實施例中，進行轉(zhuǎn)向程序時，電 子裝置200通過第二傳感器220的協(xié)助而轉(zhuǎn)向90度，并且電子裝置200的控制單元240每隔一段第二時間周期就記錄一次對應(yīng)電子裝置200的過渡位置坐標點于存儲單元230。第二時間周期例如是300毫秒(ms)，但不以此為限。

圖5B是依照本發(fā)明另一實施例所示出的轉(zhuǎn)向程序的示意圖。在圖5B之中，第一邊界B1與第二邊界B2的夾角為45度。類似于圖5A的實施例，當電子裝置200沿第一邊界B1移動而通過第一傳感器210感測到第二邊界B2與電子裝置200的間隔距離已經(jīng)落在預(yù)設(shè)距離范圍時，控制單元240控制電子裝置200進行轉(zhuǎn)向程序，并且轉(zhuǎn)向135度。圖5C是依照本發(fā)明又一實施例所示出的轉(zhuǎn)向程序的示意圖。在圖5C之中，第一邊界B1與第二邊界B2的夾角為120度，而電子裝置200沿第一邊界B1移動。當感測到第二邊界B2與電子裝置200的間隔距離已經(jīng)落在預(yù)設(shè)距離范圍時，控制單元240控制電子裝置200進行轉(zhuǎn)向程序，并且轉(zhuǎn)向30度。值得注意的是，轉(zhuǎn)向程序不是只適用于前述情境，而可以適用于各種不同的第一邊界B1與第二邊界B2的夾角。

請再參照圖2與圖3，在轉(zhuǎn)向程序完成后，控制單元240依據(jù)每一過渡位置坐標點與障礙物的間隔距離、每一過渡位置坐標點所對應(yīng)的轉(zhuǎn)向角度、距離信任權(quán)重以及角度信任權(quán)重，由存儲單元230所記錄的過渡位置坐標點之中決定對應(yīng)轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點，并且重新執(zhí)行移動程序(步驟S360)。詳細而言，在轉(zhuǎn)向程序之中，電子裝置200可能是約略維持在同一位置。此時，控制單元240還從所記錄的多個過渡位置坐標點之中選擇一者作為對應(yīng)轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點P。

圖6A是依照本發(fā)明一實施例所示出的決定對應(yīng)轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點的流程圖。圖6B是依照本發(fā)明一實施例所示出的決定對應(yīng)轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點的示意圖。如圖6B所示，依據(jù)第一傳感器210的感測結(jié)果，由電子裝置200所記錄的過渡位置坐標點X1、X2、X3與第二邊界B2(障礙物)的間隔距離為d1、d2、d3。另一方面，基于第二傳感器220的感測結(jié)果，過渡位置坐標點X1、X2、X3所對應(yīng)的轉(zhuǎn)向角度為θ1、θ2、θ3。同時參照圖6A與6B，在決定代表轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點P時，控制單元240首先確認并分別設(shè)定距離信任權(quán)重以及角度信任權(quán)重。距離信任權(quán)重以及角度信任權(quán)重分別落于權(quán)重上限值以及權(quán)重下限值之間，并且距離信任權(quán)重以及角度信任權(quán)重的和 值為權(quán)重上限值(步驟S620)。舉例而言，距離信任權(quán)重以及角度信任權(quán)重的和值例如是100，而距離信任權(quán)重為75，角度信任權(quán)重為25。

距離信任權(quán)重以及角度信任權(quán)重代表對于前述間隔距離(例如是d1、d2、d3)以及轉(zhuǎn)向角度(例如是θ1、θ2、θ3)的差異容忍度。以每一過渡位置坐標點與障礙物的間隔距離以及每一過渡位置坐標點所對應(yīng)的轉(zhuǎn)向角度作為參考，控制單元240依據(jù)距離信任權(quán)重以及角度信任權(quán)重篩選過渡位置坐標點(步驟S640)，并且于經(jīng)篩選后的過渡位置坐標點之中，選擇與障礙物的間隔距離最大的一者，作為代表轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點(步驟S660)。參照圖6B的實施例，由于轉(zhuǎn)向角度θ1、θ2、θ3皆為90度，并且間隔距離d1、d2、d3是相近的，因此控制單元240保留過渡位置坐標點X1、X2、X3。對于經(jīng)篩選后的過渡位置坐標點X1、X2、X3，由于d1>d3>d2，控制單元240選擇過渡位置坐標點X1作為對應(yīng)轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點P。

圖6C是依照本發(fā)明另一實施例所示出的決定對應(yīng)轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點的示意圖。在圖6C的實施例中，第二邊界B2(障礙物)具有一干擾源I而影響第二傳感器220的感測效果。舉例而言，過渡位置坐標點X1所對應(yīng)的轉(zhuǎn)向角度θ1可能因干擾而呈現(xiàn)0度。此時，當進行過渡位置坐標點X1、X2、X3的篩選時，由于轉(zhuǎn)向角度θ1遠低于轉(zhuǎn)向角度θ2、θ3，過渡位置坐標點X1就會先被淘汰。接著，由于d3>d2，控制單元240選擇過渡位置坐標點X3作為對應(yīng)轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點P。

決定對應(yīng)轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點P后，控制單元240重新進行移動程序。此時，電子裝置200例如是沿第二邊界B2進行移動，直到再次遭遇障礙物?；谑覂?nèi)環(huán)境的封閉性，當電子裝置200重新移動到起始位置S，而存儲單元230所記錄的位置坐標點P符合起始位置S時，控制單元240控制電子裝置200停止進行移動程序。此時，存儲單元230所記錄的多個位置坐標點P足以提供至繪圖應(yīng)用軟體來進一步描述電子裝置所在的室內(nèi)環(huán)境。

本發(fā)明的實施例所提供的定位導(dǎo)航方法以及其電子裝置，還具備有逃離室內(nèi)環(huán)境的結(jié)構(gòu)死角的能力。更具體而言，在移動程序中，當感測到電子裝置200進入室內(nèi)環(huán)境的結(jié)構(gòu)死角時，則控制單元240中的晶片單元242控制電子裝置200進行逃脫程序。類似地，在轉(zhuǎn)向程序中，當感測到電子裝置200位于室內(nèi)環(huán)境的結(jié)構(gòu)死角時，則晶片單元242控制電子裝置200進行逃脫程 序。換言之，控制單元240的晶片單元242在逃脫程序中，會負責控制電子裝置200的移動、轉(zhuǎn)向，直到電子裝置200脫離結(jié)構(gòu)死角。

圖7是依照本發(fā)明一實施例所示出的逃脫程序的示意圖。參照圖7，在逃脫程序中，控制單元240設(shè)定距離信任權(quán)重為權(quán)重上限值(例如為100)，并且設(shè)定角度信任權(quán)重為權(quán)重下限值(例如為0)，藉以停止記錄電子裝置200的位置坐標點。晶片單元242控制電子裝置200的移動構(gòu)件250以旋轉(zhuǎn)并前后移動電子裝置200以脫離結(jié)構(gòu)死角。當通過第一傳感器210與第二傳感器220而感測到電子裝置200脫離室內(nèi)環(huán)境的結(jié)構(gòu)死角時，晶片單元242通知控制單元240，而控制單元240重新控制電子裝置200進行移動程序。在本發(fā)明的一實施例中，控制單元240更重新設(shè)定距離信任權(quán)重以及角度信任權(quán)重，藉以恢復(fù)記錄電子裝置200的位置坐標點。

綜上所述，本發(fā)明實施例所提供的定位導(dǎo)航方法及其電子裝置，通過執(zhí)行移動程序來不斷地記錄位置坐標點。當電子裝置遭遇障礙物時，可通過執(zhí)行轉(zhuǎn)向程序離開障礙物，并且對于轉(zhuǎn)向程序中所記錄的過渡位置坐標點進行選擇，藉以從中取得對應(yīng)轉(zhuǎn)向程序的位置坐標點。通過所記錄的位置坐標點，定位導(dǎo)航方法及其電子裝置可以準確地描繪室內(nèi)環(huán)境。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。