导航方法

xiaoxiao2020-7-23  7

专利名称:导航方法
导航方法
技术领域
本发明关于导航方法,特别是一种可预先调整全球定位系统(GPS)模块与航位推 算(Dead Reckoning ;DR)模块运算权重的导航方法。
背景技术
定位系统由多个定位信号源发出定位信号,再由接收端接收定位信号后,以三角 定位等方式推算接收端的位置。以全球定位系统(Global Positioning System, GPS)为 例,于GPS系统中,地球的同步轨道设置24颗卫星,相对于地表不动的卫星发出定位信号, 于地表的导航装置接收至少三颗卫星发出的定位信号,便可通过三角定位法才能计算出导 航装置的经纬坐标。从前GPS仅限于军事与工业用途,近几年来更进一步朝向民生用途的 通信产品发展,交通载具上配备具GPS定位功能的导航装置已越来越普遍。而利用GPS的 地理定位导航装置所遇到的问题是在遇到卫星无线信号接收不佳的状况时,例如行驶于高 楼间、隧道或山区狭谷时,于这些状况下会使得GPS的地理定位导航装置暂时失去效用而 无法对使用者提供定位讯息。为了克服前述问题,现有的导航装置中加入了航位推算技术(Dead Reckoning ; DR)来克服在GPS信号不良的情况下,以航位推算相对位移,进而推算失去GPS信号后的可 能位置。航位推算通常是传感器利用惯性的原理,去估算出一相对位移。所以航位推算可以 辅助全球定位系统,在GPS信号不良的情况下仍然可以继续导航,其根据全球定位系统模 块在有GPS信号下所取得的一绝对位置,再配合上航位推算技术所估算出的相对位移,可 以继续估算定位位置。航位推算模块和全球定位系统模块相互间的运作通常是先判断GPS 的信号再来决定全球定位系统模块和航位推算模块运作的权重,常见的有三种状况1.只有GPS模式在GPS信号良好的状况下,例如在空旷的道路,定位的工作主要 交给全球定位系统模块,也就是定位的权重是全球定位系统模块可能到达100%。2.只有航位推算模式在没有GPS的信号下,此时定位的工作就交给航位推算模 块,运算权重就变成航位推算为100%,这种状况以行车于隧道里为例。3. GPS与航位推算技术复合模式在GPS信号不良的状况下,但还是有些微信号 时,例如在陆桥下的情况,此时通常会进入全球定位系统和航位推算技术复合定位的状况, 模块之间的运算权重可由不同的路况分别来决定。这些模式的切换还是取决于全球定位系统模块的算法来判断GPS信号状况,在某 些状况下有可能造成全球定位系统模块判断不正确的情况(例如系统负载太重时有可能 有影响全球定位系统模块的效能,以致造成判断不正确),这样的例子就有可能使航位推算 模块取的一个不正确的位置,以致于航位推算定位不准的状况。而利用航位推算定位的准 确与否最直接的因素就是航位推算模块所参考的绝对位置,如果参考的绝对位置已经是非 常不准确,将会直接影响航位推算定位的准确性。这种状况可能发生在GPS的信号很差的 状况下,取得1个不准确的绝对位置,这将会使航位推算的定位更不准确。然而,航位推算 的启动,却都在GPS信号不良致使全球定位系统无法有效工作的情况下才启动。
参阅图1,在有高楼大厦道路段,导航装置进入路段后,因高楼的影响造成GPS信 号不良,航位推算才被启动。但航位推算被启动时,因GPS信号不良,以致于所取得的绝对 位置已经有所误差,因此航位推算出现误差。在进入隧道路段时,因进入隧道后失去GPS信 号,航位推算才被启动。航位推算启动时已经进入隧道一段距离,但航位推算所依据的绝对 位置仍可能为隧道入口或进入隧道后的一小段距离,并非航位推算被启动时的绝对位置。 因为这个不准确的位置,航位推算推算出的相对位移便会衍生出不准确的位置,以致于无 法精确的定位。

发明内容本发明所欲解决的技术问题在于先前技术中,定位模块在接收不到信号或信号微 弱,而无法定位或取得一准确的绝对坐标时,处理器始切换为航位推算模式进行定位。航位 推算基于不精确的绝对坐标进行定位,将推算出更不准确的定位位置。鉴于上述问题,本发 明提出一种导航方法,提早执行航位推算,提高航位推算模式的定位准确性。本发明提出一种导航方法,适用于一导航装置。依据此方法,导航装置首先加载 一地图信息,此地图信息包含一地图文件与至少一航位推算区段。接着导航装置接收一组 定位信号并译码以取得一绝对坐标,并映射绝对坐标至地图文件以取得导航装置的当前位 置,以取得一规划路径。之后找出规划路径通过的航位推算区段,持续判断当前位置与即将 通过的航位推算区段的相对距离是否落在一门坎值之中。当相对距离落在门坎值之内时, 开始执行一航位推算以取得一相对位移,并依据相对位移及绝对坐标重新取得该当前位 置。本发明对照先前技术的功效乃在于,导航装置提前切换定位模块和航位推算模块 间的运算权重。航位推算模块启动并进行航位推算时,定位模块仍处于定位良好的状态,其 定位信息相对精准,基于此定位信息进行的航位推算也相对较为精准。为对本发明的目的、构造特征及其功能有进一步的了解,兹配合附图详细说明如 下

图1为现有技术中,各种定位信号接收不良区域的示意图。图2为本发明应用本发明的导航装置的系统方块图。图3为本发明导航方法的流程图。图4为本发明中,各种定位信号接收不良区域的示意图。
具体实施方式本发明实施例提供一种导航装置与其方法的实现,以下通过具体实施例分别进行 详细说明。参见图2所示,为应用本发明导航方法的导航装置300,其包含一定位模块320、一 航位推算模块330、一储存模块340、及一处理模块350。定位模块320可基于不同定位系统运作,包含全球定位系统 (GlobalPositioningSystem,GPS)、辅助全球定位系统(AssistedGlobalPosition System,AGPS)、差分式全球定位系统(DifferentialGlobalPositioning System, DGPS)、载波相位 差分式全球定位系统(Carrier PhaseDifferentialGlobalPositioning System, CDGPS)、 伽利略定位系统(Galileo Positioning System)及格洛纳斯系统(Global navigation satellite system, GLONASS)。定位模块320用以接收复数个定位信号源发出的定位信号,例如来自GPS卫星发 送的定位信号,并转换处理为一绝对坐标。航位推算(DR ;Dead Reckoning)模块330可为独立芯片、或整合于定位模块320 之中。航位推算模块330可依据航向及速度,推算相对于推算起始点的相对位移。其中,推 算起始点为定位模块320定位不良或无法定位的绝对坐标。储存模块340用以储存一地图信息,其中地图信息通常包括一地图文件与一或复 数个航位推算区段。地图文件包含地像及各项标示参数,标示参数用以标示地像 上各点的定义。航位推算区段用以记录坐标点/区域的坐标,及坐标点/区域的名称及定 义,用以映射至地图档。亦即,导航装置300需要先加载文件,并加载航位推算区段,以于地 图信息标记定位模块320接接收号不良的区域的信息,航位推算区段可包括陆桥、高楼、隧 道或山区狭谷等信息。航位推算区段可为一或复数个独立档案,亦可整合于地图档之中。处理模块350用以处理绝对坐标及航位推算值,以取得一当前位置,并结合于地 图信息。同时依据目的地的设定,依据当前位置及目的地获得一规划路径。并依据需求调 整定位模块320取得的绝对坐标与航位推算模块330取得相对位移的运算权重,更新当前 位置。此外,导航装置300还包含显示模块360,电性连接于处理模块350,以显示定位信 息及地图信息。参见图3及图4所示,为本发明实施例的导航方法流程示意图,适用于前述的导航 装置300,用以预先针对可能发生定位不良的区域,使导航装置300提早执行定位模式的转 换,减少转换定位模式所需要的时间,并提升定位精准度。依据此方法,导航装置300于开机后并执行导航功能之后,处理模块350先加载储 存模块340中的地图信息(S401)。地图信息以档案型态储存于导航装置的储存模块。地图 信息包括地图文件与一或复数个航位推算区段。航位推算区段以标示参数的型态存在,纪 录定位模块320接接收号不良的区域或地点,航位推算区段可为陆桥、高楼、隧道或山区狭 谷等区域/地点。前述的航位推算区段可记录于独立的兴趣点(Position of Interest, P0I)档案,或是直接记录于地图文件中。接着通过导航装置300的定位模块320,接收一组定位信号,以译码为一绝对坐 标(S402)。处理模块350映像此一绝对坐标至地图档中,使导航装置300取得当前位置 (S403)。接着处理模块350加载使用者设定的目的地,映像至地图档。处理模块350依据 地图文件,对当前位置及目的地进行路径演算取得一规划路径(S404)。更进一步而言,定位 模块320译码并分析定位信号之后,得到一对应的经纬度信息作为绝对目标,处理模块350 映像至所加载的地图信息,取得于地图文件的对应点作为当前位置。再依据当前位置及目 的地,处理模块350产生一规划路径,以供导航装置300的使用者参考其当前位置及行进至 目的地的路径。
处理模块350依据规划路径,找出预定通过的航位推算区段(S405)。随着导航装 置300持续移动更新当前位置(S406),导航装置300持续判断当前位置与即将通过的航位 推算区段的相对距离,并判断此相对距离是否落在一门坎值之中(S407)。该门坎值可由导 航装置的使用者自定,例如设定为10、50、100、300公尺…等。当相对距离落在门坎值之内时,代表导航装置300即将进入定位信号接收不良区 域,但仍位于定位信号接收良好的区域。此时,处理模块350启动航位推算模块330,航位推 算模块330依据航向及速度产生一相对位移,且处理模块350依据相对距离调整定位模块 320取得的绝对坐标与航位推算模块330取得的相对位移之间的运算权重(S408),以同时 整合航位推算模块330取得的相对位移及定位模块320所取得的绝对坐标,依据运算权重 更新当前位置(S409)。一般而言,定位信号的强度,随着当前位置与航位推算区段的相对距离缩短而逐 渐变弱,直到进入航位推算区段下降到最低值,甚至完全无法接收。因此运算权重可为动态 调整,依据相对距离的缩小持续增加航位推算模块330取得相对位移的运算权重,在无定 位信号的航位推算区段或是完全无定位信号时,将航位推算模块330取得的相对位移的运 算权重调整为百分之百。亦即,于无定位信号或进入航位推算区段时,停止更新绝对坐标, 完全以航位推算的相对位移取得当前位置。当然,运算权重也可以为固定值,此一固定值依 据航位推算区段的接收状态而定,当到达航位推算区段时即开启航位推算模块330以执行 航位推算,并给予运算权重。处理模块350持续判断是否离开该航位推算区段(S410),于该当前位置离开该航 位推算区段后,则停止执行该航位推算,以绝对坐标以更新当前位置(S411)。处理模块350于定位模块320接收不良之前,即开启航位推算模块330,并整合航 位推算模块330取得的相对位移及定位模块320所取得绝对坐标,以取得当前位置。航位 推算模块330被启动并执行推算航位时,推算起始点的绝对坐标于定位信号接收良好的情 况下取得,其绝对坐标值相对较为精准,因此可提高接收不良区域的定位精准度。
权利要求
一种导航方法,适用于一导航装置,其特征在于,其包括下列步骤加载一地图信息,其中该地图信息包含一地图文件与至少一航位推算区段;接收一组定位信号,并对该定位信号译码以取得一绝对坐标;映射该绝对坐标至该地图档,以取得该导航装置的当前位置;取得一规划路径;找出该规划路径通过的航位推算区段,持续判断该当前位置与即将通过的航位推算区段的相对距离是否落在一门坎值之中;以及当该相对距离落在该门坎值之内时,开始执行一航位推算以取得一相对位移;依据该相对位移及该绝对坐标重新取得该当前位置。
2.如权利要求1所述的导航方法,其特征在于,该航位推算区段一标示参数,纪录接接 收号不良的区域或地点。
3.如权利要求1所述的导航方法,其特征在于,该航位推算区段为一兴趣点档案。
4.如权利要求1所述的导航方法,其特征在于,该航位推算区段记录于该地图文件中。
5.如权利要求1所述的导航方法,其特征在于,取得该规划路径的步骤包含 载入一目的地;依据该地图文件、该当前位置及该目的地进行一路径演算。
6.如权利要求1所述的导航方法,其特征在于,还包含于利用该定位信号取得绝对坐标及该航位推算取得相对位移之间设定一运算权重; 依据该运算权重,整合该相对位移及该绝对坐标,更新该当前位置。
7.如权利要求6所述的导航方法,其特征在于,还包含 依据该距离调整该运算权重。
8.如权利要求1所述的导航方法,其特征在于,该航位推算区段为该定位信号选自陆 桥、高楼、隧道及山区狭谷的群组组合。
9.如权利要求1所述的导航方法,其特征在于,还包含于无定位信号时,停止更新该绝对坐标,以航位推算的相对位移取得当前位置。
10.如权利要求1所述的导航方法,其特征在于,还包含进入该航位推算区段时,停止更新该绝对坐标,以航位推算的相对位移取得当前位置。
11.如权利要求10所述的导航方法,其特征在于,还包含于该当前位置离开该航位推算区段后,停止执行该航位推算更新该绝对坐标以取得当 前位置。
全文摘要
本发明揭示一种导航方法,适用于一导航装置。依据此方法,导航装置首先加载一地图信息,此地图信息包含一地图文件与至少一航位推算区段。接着导航装置接收一组定位信号并译码以取得一绝对坐标,并映射绝对坐标至地图文件以取得导航装置的当前位置,以取得一规划路径。之后找出规划路径通过的航位推算区段,持续判断当前位置与即将通过的航位推算区段的相对距离是否落在一门坎值之中。当相对距离落在门坎值之内时,开始执行一航位推算以取得一相对位移,并依据相对位移及绝对坐标重新取得该当前位置。
文档编号G01C21/34GK101813483SQ20091030053
公开日2010年8月25日 申请日期2009年2月25日 优先权日2009年2月25日
发明者曾译醇 申请人:佛山市顺德区顺达电脑厂有限公司

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