專利名稱：用于小區(qū)域導航的導航系統(tǒng)的制作方法
用于小區(qū)域導航的導航系統(tǒng)
所屬技術領域
本發(fā)明涉及一種用于小區(qū)域內導航的導航系統(tǒng)，特別涉及一種利 用用戶攜帶的導航裝置與固定位置設置的地標指示裝置的信號傳輸 定位用戶所在位置，由導航裝置根據該用戶所在位置、電子地圖、目 的地生成并輸出導航路徑，從而實現在該區(qū)域內導航的導航系統(tǒng)。
背景技術：
目前的定位導航技術一般是采用全球定位系統(tǒng)(GPS, Global Positioning System),其是由美國國防部發(fā)射的二十四顆衛(wèi)星組成 的全球定位、導航及授時系統(tǒng)、這二十四顆衛(wèi)星分布在高度為兩萬公 里的六個軌道上繞地球飛行。每條軌道上擁有四顆衛(wèi)星，在地球上任 何一點、任何時刻都可以同時接受到來自四顆衛(wèi)星的信號，衛(wèi)星所發(fā) 射的空間軌道信息覆蓋著整個地球表面。GPS利用導航衛(wèi)星進行測時 和測距，使在地球上任何地方的用戶，都能計算出他們所處的方位。 定位精度高、使用范圍廣、可全天候應用、用戶設備簡單等優(yōu)點使得 GPS技術近十幾年來得到了廣泛的應用。
這樣的定位導航系統(tǒng)覆蓋區(qū)域廣、定位精度高。GPS的覆蓋區(qū)域 是整個地球表面，且GPS單機定位精度在10米之內，但是其存在以 下問題
1、在小范圍區(qū)域內使用時，定位導航要求相對更高的定位精度。
2、 環(huán)境限制，GPS是通過衛(wèi)星發(fā)射的信號跟單機通訊的，障礙 物、建筑物、樹木都會對衛(wèi)星信號有阻擋，因此對于室內的定位導航
而言，GPS就無用武之地了。
3、 費用高昂。
針對現有技術所存在的問題，本發(fā)明申請人提出了 一種新的用于 小區(qū)域內的導航系統(tǒng)，其不需基于GPS系統(tǒng)，而且建網費用低，結構 簡單，適用于展館、公園、超市，甚至適用在一定范圍的城區(qū)街道中 進行導航，其不僅適合普通人對導航的需要，而且適合盲人等特殊人 群的導航需要。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的用于小區(qū)域內導航的導航系統(tǒng)， 所要解決的技術問題是使導航裝置通過與固定位置設置的地標指示
裝置的信號傳輸定位用戶所在位置，并根據用戶所在位置、電子地圖、 目的地信息生成指示用戶前進路徑的導航路徑，從而對用戶進行區(qū)域 內的導4元。
本發(fā)明的目的在于提供一種新的用于小區(qū)域內導航的導航系統(tǒng)， 所要解決的技術問題是使導航裝置通過與固定位置設置的地標指示 裝置的信號傳輸定位用戶所在位置，并根據方向獲取模塊獲取的用戶 朝向及電子地圖、目的地信息生成指示用戶在當前朝向時應前進的方 向的導航信息，從而對用戶進行區(qū)域內的導航。
本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。
依據發(fā)明提出的 一種用于小區(qū)域內的導航系統(tǒng)，其包括復數個地標 指示裝置，固定設置于區(qū)域內的指定位置或具有提示意義的位置上，
其包括微控制模塊，控制該地標指示裝置的工作狀態(tài)；存儲器，與 微控制模塊連接，存儲有該地標指示裝置的屬性信息；無線信號收發(fā) 模塊，與微控制模塊連接，用于進行無線數據傳輸；電源，向地標指 示裝置的各部件供電；導航裝置，包括處理模塊，控制導航裝置的 工作狀態(tài)并進行數據處理；存儲單元，與處理模塊連接，用于存儲數 據，存儲有包括地標指示裝置的屬性信息及地標指示裝置間的路徑的 電子地圖；用戶控制單元，與控制模塊連接，用于接收用戶發(fā)出的控 制信息；導航信息輸出部，與處理模塊連接，用于向用戶輸出導航信 息；電源，用于向導^t裝置的各部件供電；無線信號收發(fā)^^莫塊，與處 理模塊連接，用于進行無線數據傳輸，其中，上述用戶控制單元接收 用戶輸入的、指示所要到達目的地的操作指令，并將該操作指令輸出 至處理模塊，上述處理模塊控制無線信號收發(fā)模塊接收與導航裝置距 離最近的地標指示裝置發(fā)送的屬性信息，處理模塊根據該屬性信息、 所要到達的目的地、電子地圖獲得導航路徑，并將該導航路徑作為導 航信息輸出至導航信息輸出部輸出播放。
本發(fā)明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步 實現。
前述的用于小區(qū)域內的導航系統(tǒng)，其中所述的導航裝置還包括與 處理模塊連接的方向獲取模塊，用于測量導航裝置的基準方向的朝 向，并將該朝向轉換為電信號輸出至處理模塊；所述的處理模塊根據
導航路徑和表示導航裝置基準方向的朝向的電信號生成指示用戶在 當前朝向時應前進方向的導航信息，處理模塊將該導航信息輸出至導 4元信息輸出部輸出。
前述的用于小區(qū)域導航的導航系統(tǒng)，其中所述的方向獲取模塊包 括電子指南針。
前述的用于小區(qū)域內的導航系統(tǒng)，其中所述的導航信息輸出部是 為影像輸出模塊和/或音頻輸出模塊，影像輸出模塊用于將導航信息 以圖像形式顯示，音頻輸出模塊用于將音頻形式的導航信息播放。
前述的用于小區(qū)域內的導航系統(tǒng)，其中所述的導航裝置還包括方 向指示部，用于作為指示導航裝置的基準方向。
前述的用于小區(qū)域內的導航系統(tǒng)，其中所述的方向指示部是為一 設置于導航裝置外殼上的突起或凹槽。
前述的用于小區(qū)域內的導航系統(tǒng)，其中所述的導航裝置的處理模 塊根據地標指示裝置發(fā)出信號的信號強度值判斷距離最近的地標指 示裝置，并控制無線信號收發(fā)模塊接收該最近地標指示裝置的信號。
前述的用于小區(qū)域內的導航系統(tǒng)，其中所述的導力元裝置的處理模 塊將上一次獲取的地標指示裝置的屬性信息作為一變量存儲于存儲 單元，且處理模塊根據該上一次獲取的屬性信息與新獲取的屬性信息 獲取用戶的當前路徑，處理模塊根據當前路徑生成適合從當前路徑至 目的地的導航路徑。
前述的用于小區(qū)域導航的導航系統(tǒng)，其中所述的處理模塊將根據 導航路徑獲知用戶在其所在位置上應前進的方向和表示用戶朝向的 導航裝置基準方向的朝向進行比對，根據比對結果生成指示用戶當前 應前進方向的導航信息，并將導航信息輸出至導航信息輸出部輸出。
前述的用于小區(qū)域導航的導航系統(tǒng)，其還包括差錯控制模塊，其 連接于無線信號收發(fā)模塊和處理模塊之間，該差錯控制模塊對無線信 號收發(fā)模塊收到的信息進行校驗，以保證收到的數據的有效性，并將 校驗結果反饋給處理模塊。
經由上述可知，本發(fā)明的用于小區(qū)域內導航的導航系統(tǒng)至少具有
以下優(yōu)點
本發(fā)明用于小區(qū)域內導航的導航系統(tǒng)通過與地標指示裝置的無 線通信獲取用戶所在位置的信息，導航裝置的處理模塊根據該位置信 息、目的地信息、電子地圖獲取較佳的導航路徑，并且導航裝置還可 以通過方向獲取模塊獲取作為用戶當前朝向的導航裝置基準方向的 朝向，該處理模塊通過比對該基準方向的朝向與導航路徑生成指示用 戶在當前朝向時應前進方向的導航信息，從而實現在小區(qū)域內導航的 效果。
本發(fā)明由于建網簡單、費用較低，故可應用于博物館、動物園、 展會、超市等場所，本發(fā)明的導航系統(tǒng)可以協助用戶方便快捷地明確 方位并找到目的地。另外，由于本發(fā)明用于小區(qū)域內導航的導航系統(tǒng) 具有聲音、畫面提示功能，因而還可以為盲人等特殊人群導購、導航 帶來極大的便利。
圖l是本發(fā)明的地標指示裝置的結構示意圖。
圖2是本發(fā)明的導航裝置的結構示意圖。 圖3是本發(fā)明的導航裝置的工作流程圖。 圖4是本發(fā)明的導航系統(tǒng)的結構示意圖。 圖5是本發(fā)明的地標指示裝置設置位置示意圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段 及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發(fā)明提出的導航系統(tǒng) 其具體結構、實施方式、特征及其功效，詳細說明如后。
本發(fā)明的導航系統(tǒng)通過導航裝置與在固定位置設置的地標指示 裝置的信號傳輸定位用戶所在位置，并根據用戶輸入的目的地信息、 電子地圖和用戶所在位置獲得導航路徑，將該導航路徑作為導航信息 輸出顯示。此外，本發(fā)明的導航裝置還可以設置有方向獲取模塊，由 方向獲取模塊獲取設為用戶朝向的導航裝置基準方向的朝向，并根據 導航路徑生成用戶在當前位置時沿導^^路徑的前進方向，處理模塊將 該沿導4元路徑的前進方向與用戶當前朝向進行比對，生成用戶在當前 朝向時應前進方向，并將該指示方向作為導航信息播放/顯示，從而 實現在一定范圍內可定位導航的小區(qū)域導航系統(tǒng)。上述導航系統(tǒng)包 括復數個地標指示裝置及導航裝置。
請參閱圖l所示，是本發(fā)明的地標指示裝置的結構示意圖，上述
的地標指示裝置固定設置于各區(qū)域內的指定位置或具有提示意義的
位置上，其包括微控制模塊，控制該地標指示裝置的工作狀態(tài)；存 儲器，與微控制模塊連接，用于存儲數據，并存儲有發(fā)送數據包所需 的數據；無線信號收發(fā)模塊，與微控制模塊連接，用于與導航裝置進 行無線數據傳輸；電源，向地標指示裝置的各部件供電。
請參閱圖2、圖4所示，圖2是本發(fā)明的導航裝置的結構示意圖， 圖4是本發(fā)明的導航系統(tǒng)的結構示意圖。導航裝置包括處理模塊， 控制導航裝置的工作狀態(tài)并進行數據處理；無線信號收發(fā)模塊，與處 理模塊連接，與外部設備進行數據傳輸；存儲單元，與處理模塊連接， 存儲有包括地標指示裝置的屬性信息及各地標指示裝置間的路徑的 電子地圖；用戶控制單元，與控制模塊連接，接收用戶發(fā)出的控制信 息；導航信息輸出部，與處理模塊連接，用于向用戶輸出導航信息； 電源，用于向導^t裝置的各部件供電。
其中，上述用戶控制單元接收用戶輸入的、指示所要到達目的地 的操作指令，并將該操作指令輸出至處理模塊，上述無線信號收發(fā)模
塊根據信號強度值接收與導航裝置距離最近的地標指示裝置發(fā)送的 數據包，通過處理模塊解析數據包中的屬性信息，從而判斷出導航裝 置在電子地圖中所處的位置，上述處理模塊可根據用戶當前所處的位 置、所要到達目的地和電子地圖獲得導航路徑，并將該導航路徑作為 導航信息輸出至導航信息輸出部輸出播放。
上述用于小區(qū)域導航的導航裝置還包括與處理模塊連接的方向 獲取模塊，用于測量導^fe裝置的基準方向的朝向，并將該朝向轉換為
電信號輸出至處理模塊；所述的處理模塊根據導航路徑和表示導航裝 置基準方向的朝向的電信號生成指示用戶在當前朝向時應前進方向 的導航信息，處理模塊將該導航信息輸出至導航信息輸出部輸出。
具體而言，上述方向獲取模塊包括電子指南針。另外，上述的處 理模塊可將上一次獲取的地標指示裝置的屬性信息作為一變量存儲 于存儲單元，且處理模塊根據該上一次獲取的屬性信息與新獲取的屬 性信息獲取用戶的當前路徑，處理模塊根據當前路徑生成適合從當前 路徑至目的地的導^/[言息，即上述導航路徑可根據該當前路徑獲得最 佳導航路徑。
上述導航信息輸出部是為影像輸出模塊和/或音頻輸出模塊，影 像輸出模塊用于顯示各種圖像信息，音頻輸出模塊用于播放各種音頻 信息。影像輸出模塊用于將導航信息以圖像形式顯示，音頻輸出模塊 用于將音頻形式的導航信息播放。
具體而言，上述導^^裝置將其基準方向定義為用戶的朝向,，通過 方向獲取模塊測量導航裝置基準方向的朝向，即測量用戶面對的方 向。上述導^^裝置還設有方向指示部，用于作為指示基準方向的朝向。 該方向指示部設置于導航裝置的外殼上，而該方向指示部可為一突起 或凹槽。
上述導航裝置的處理模塊根據無線收發(fā)模塊接收到的數據包的
信號強度值USSI, Received Signal Strength Indicator)選擇并 接收與導航裝置距離最近的地標指示裝置發(fā)出的數據包，并解析出該 數據包中包含的地標指示裝置的屬性信息，從而可根據該屬性信息、
所要到達的目的地、電子地圖獲得導航路徑，處理模塊根據該導航路 徑以及表示導航裝置基準方向的朝向的電信號生成指示用戶前進方 向的導航信息，并將導航信息輸出至導航信息輸出部輸出播放。
另外，本發(fā)明的導航裝置的處理模塊還可根據多個地標指示裝置 發(fā)送的數據包的信號強度值獲知導航裝置與該些地標指示裝置的距
離，并根據該距離、數據包中的屬性信息、電子地圖獲知導航裝置的 具體位置。上述導航裝置可根據該具體位置生成導航路徑及導航信
自、
為進一步確保地標指示裝置與導航裝置間信號、數據傳輸的有效
性，導航裝置還包括差錯控制模塊。如圖2所示，該差錯控制模塊配 合無線信號收發(fā)模塊對其收到的數據進行檢驗，檢驗數據是否正確。 差錯控制模塊采用CRQ6校驗，對收到的數據包都做CHECKSUM處理。 處理模塊根據差錯控制模塊檢驗后的結果控制無線信號收發(fā)模塊是 否接收數據，如果差錯控制模塊的檢驗結果是正確的，則處理模塊就 發(fā)送指令要求無線信號收發(fā)模塊接收該數據；如果差錯控制模塊的檢 驗結果是不正確的，處理模塊做出相應的處理，控制無線信號收發(fā)模 塊不接收該數據。
請參閱圖3所示，是本發(fā)明的導航裝置的工作流程圖，本發(fā)明的 導航裝置在導航系統(tǒng)中的導航方法如下
A0、對導航范圍內的區(qū)域進行劃分，并在劃分后的各區(qū)域內設置 地標指示裝置；
Al、用戶控制單元接收用戶輸入的、指示所要到達目的地的操作
指令，并將該搡作指令輸出至處理模塊；
A2、導航裝置通過無線信號收發(fā)模塊對地標指示裝置進行信號偵 測，根據地標指示裝置發(fā)送數據包的信號強度值判斷并接收與導航裝 置距離最近的地標指示裝置發(fā)送的數據包；
A3、導航裝置對該數據包進行校驗和分析，如該數據包校驗發(fā)現 有錯誤，則重新進行步驟A2或步驟A3，如該數據包經校驗無錯誤， 則分析數據包，獲取數據包中存儲的地標指示裝置的屬性信息；
A4、根據與導航裝置距離最近的地標指示裝置的屬性信息、所要 到達的目的地和電子地圖，上述導航裝置的處理模塊獲得用戶所處的 位置及用戶從所處的位置前往目的地的導航路徑；
A5 、處理模塊讀取方向獲取模塊獲取導航裝置基準方向的朝向， 將該朝向作為用戶當前朝向，并將此基準方向的朝向的電信號發(fā)送給 處理模塊，處理模塊根據導航路徑生成用戶在當前位置時沿導航路徑 的前進方向，并將該沿導4元路徑的前進方向與用戶當前朝向進行比 對，生成用戶在當前朝向時應前進方向，將該前進方向作為導航信息 輸出至影像輸出模塊和/或音頻輸出模塊。
具體而言，上述的導航方法還可以包括以下步驟
將前一次獲取的屬性信息作為一變量存儲于導航裝置的存儲單 元中，在獲^l與導^^裝置距離最近的地標指示裝置的屬性信息后，對 比該當前獲取的屬性信息與前一次獲取的屬性信息是否相同，相同則 重新進行步驟A2，如不相同則進行步驟A4;
將前一次獲取的屬性信息作為一變量存儲于導航裝置的存儲單
元中，處理才莫塊4妻收當前與導4元裝置距離最近的地4示指示裝置發(fā)出的 數據包，并獲取其屬性信息后，再根據變量中存儲的前一次接收的地 標指示裝置的屬性信息及當前接收的地標指示裝置的屬性信息，獲取 用戶的當前路徑，處理模塊根據當前路徑、所要到達的目的地、電子 地圖以及用戶所在位置生成適合從用戶所處位置至目的地的導航路 徑。
在影像輸出模塊和/或音頻輸出模塊顯示播放導航信息后，處理 模塊控制導航裝置提示是否重放導航信息或者結束。
本發(fā)明的無線信號收發(fā)模塊是為1394接口模塊、藍牙模塊、紅 外收發(fā)模塊、或無線USB接口模塊等。在本發(fā)明的無線信號收發(fā)模塊 使用對數據傳輸方向有限定的無線信號收發(fā)裝置時(例如紅外收發(fā)模 塊)，上述的導航方法還包括導航裝置在設定時間內未收到地標指 示裝置發(fā)送的數據包后，轉移無線信號收發(fā)模塊的數據傳輸方向的步 驟。
請參閱圖5所示，是本發(fā)明的地標指示裝置設置位置示意圖，其 中，地標指示裝置設置于每個區(qū)域具有提示意義的位置上。如圖5所 示，當使用者處于H點時，導航裝置的處理模塊根據設置于A2、 A6、 A7區(qū)域的地標指示裝置發(fā)出的數據包的信號強度值選擇并接收距離 導航裝置最近的地標指示裝置發(fā)出的數據包，然后可以根據數據包中 的屬性信息、用戶輸入的目的地信息、電子地圖生成最近的導航路徑， 而后根據導航裝置基準方向的朝向及導航路徑生成指示用戶前進方 向的導航信息。另外，上述導航裝置為保證在定位區(qū)域不規(guī)律分布的情況下仍能夠準確地生成導4元信息，其存儲有用于記錄前一地標指示 裝置的屬性信息的變量，從而更加利于導航裝置進行數據分析，并獲 取最佳的路徑。
具體而言，上述用戶控制單元通過語音識別功能接收用戶發(fā)出的 目的地信息的指令，也可以通過按鍵或觸摸屏接收用戶所要到達的目 的地信息的指令。
權利要求
1、一種用于小區(qū)域內的導航系統(tǒng)，其特征在于其包括復數個地標指示裝置，固定設置于區(qū)域內的指定位置或具有提示意義的位置上，其包括微控制模塊，控制該地標指示裝置的工作狀態(tài)；存儲器，與微控制模塊連接，存儲有該地標指示裝置的屬性信息；無線信號收發(fā)模塊，與微控制模塊連接，用于進行無線數據傳輸；電源，向地標指示裝置的各部件供電；導航裝置，包括處理模塊，控制導航裝置的工作狀態(tài)并進行數據處理；存儲單元，與處理模塊連接，用于存儲數據，存儲有包括地標指示裝置的屬性信息及地標指示裝置間的路徑的電子地圖；用戶控制單元，與控制模塊連接，用于接收用戶發(fā)出的控制信息；導航信息輸出部，與處理模塊連接，用于向用戶輸出導航信息；電源，用于向導航裝置的各部件供電；無線信號收發(fā)模塊，與處理模塊連接，用于進行無線數據傳輸，其中，上述用戶控制單元接收用戶輸入的、指示所要到達目的地的操作指令，并將該操作指令輸出至處理模塊，上述處理模塊控制無線信號收發(fā)模塊接收與導航裝置距離最近的地標指示裝置發(fā)送的屬性信息，處理模塊根據該屬性信息、所要到達的目的地、電子地圖獲得導航路徑，并將該導航路徑作為導航信息輸出至導航信息輸出部輸出播放。
2、 根據權利要求1所迷的用于小區(qū)域內的導航系統(tǒng)，其特征在于其中所述的導航裝置還包括與處理模塊連接的方向獲取模塊，用于 測量導航裝置的基準方向的朝向，并將該朝向轉換為電信號輸出至處 理模塊；所述的處理才莫塊才艮據導航路徑和表示導航裝置基準方向的朝 向的電信號生成指示用戶在當前朝向時應前進方向的導航信息，處理 模塊將該導航信息輸出至導航信息輸出部輸出。
3、 根據權利要求2所述的用于小區(qū)域導航的導航系統(tǒng)，其特征 在于其中所述的方向獲取模塊包括電子指南針。
4、 根據權利要求1或2所述的用于小區(qū)域內的導航系統(tǒng)，其特 征在于其中所述的導航信息輸出部是為影像輸出模塊和/或音頻輸出 模塊，影像輸出模塊用于將導航信息以圖像形式顯示，音頻輸出模塊 用于將音頻形式的導航信息播放。
5、 根據權利要求2所述的用于小區(qū)域內的導航系統(tǒng)，其特征在 于其中所述的導航裝置還包括方向指示部，用于作為指示導航裝置的 基準方向。
6、 根據權利要求5所述的用于小區(qū)域內的導航系統(tǒng)，其特征在 于其中所述的方向指示部是為一設置于導航裝置外殼上的突起或凹 槽。
7、 根據權利要求1或2所述的用于小區(qū)域內的導航系統(tǒng)，其特 征在于其中所述的導航裝置的處理模塊根據地標指示裝置發(fā)出信號 的信號強度值判斷距離最近的地標指示裝置，并控制無線信號收發(fā)模 塊接收該最近地標指示裝置的信號。
8、 根據權利要求1或2所述的用于小區(qū)域內的導航系統(tǒng)，其特 征在于其中所述的導航裝置的處理模塊將上一次獲取的地標指示裝 置的屬性信息作為 一變量存儲于存儲單元，且處理;^莫塊^^艮據該上一次 獲取的屬性信息與新獲取的屬性信息獲取用戶的當前路徑，處理模塊 根據當前路徑生成適合從當前路徑至目的地的導航路徑。
9、 根據權利要求2所述的用于小區(qū)域導航的導航系統(tǒng)，其特征 在于其中所述的處理模塊將根據導航路徑獲知用戶在其所在位置上應前進的方向和表示用戶朝向的導航裝置基準方向的朝向進行比對， 根據比對結果生成指示用戶當前應前進方向的導航信息，并將導航信 息輸出至導航信息輸出部輸出。
10、 根據權利要求1所述的用于小區(qū)域導航的導航系統(tǒng)，其特征 在于還包括差錯控制模塊，其連接于無線信號收發(fā)模塊和處理模塊之 間，該差錯控制模塊對無線信號收發(fā)模塊收到的信息進行棟驗，以保 證收到的數據的有效性，并將校驗結果反饋給處理模塊。
全文摘要
本發(fā)明是有關于一種用于小區(qū)域內導航的導航系統(tǒng)，其包括復數個固定設置于區(qū)域內的指定位置的地標指示裝置；可根據地標指示裝置發(fā)送的數據包、電子地圖和目的地信息生成導航信息的導航裝置。其中，導航裝置接收用戶輸入的、指示所要到達目的地的操作指令，并接收與導航裝置距離最近的地標指示裝置發(fā)送的屬性信息，導航裝置的處理模塊根據該屬性信息、所要到達的目的地、電子地圖獲得導航路徑，并將該導航路徑作為導航信息輸出至導航信息輸出部輸出播放。本發(fā)明的導航系統(tǒng)可生成導航路徑及指示用戶在當前朝向時應前進方向的導航信息，從而實現在小區(qū)域內導航的效果。
文檔編號G01C21/34GK101097151SQ20061008946
公開日2008年1月2日 申請日期2006年6月28日 優(yōu)先權日2006年6月28日
發(fā)明者任學寧, 朱麗娟, 杰 陳 申請人:北京華旗資訊數碼科技有限公司;上海愛國者數碼科技有限公司