声控互动式可全球化导航系统及方法

摘要

本发明利用卫星定位系统(GPS)接收装置接收多颗卫星定位系统(GPS)卫星讯号,可得载具的位置、速度、时间、行进方向等资讯,直接供全球导航资料处理装置作导航运用,同时将该资讯经定时或定距离撷取的载具的位置、速度、时间、行进方向等资讯储存于载具部分位置储存装置;并利用地图撷取装置取得世界各地的地图经校正后成为系统可应用的电子地图,且兼具有监控及其他娱乐功能。

说明书

本发明有关于车辆载具等导航系统及方法，尤其是有关可适用于全球各地声控互动式的导航及具有多种使用功能。

车辆已经成为现代人不可或缺的交通工具，为提升行车的效率及方便性，目前已有多款汽车导入卫星定位系统(GPS)卫星导航系统，于显示器的电子地图上显示载具行进的路径，以导引载具前往目标正确的行进路径。但一般汽车用卫星定位系统(GPS)卫星导航系统，因缺乏国外电子地图，都只能在国内使用，一旦到国外就行不通；且该等卫星定位系统(GPS)卫星导航系统以手动或遥控操控方式，在行车时操作甚不方便且容易造成危险；另其行进路径校正以电子地图上显示的载具位置与相对应的街道进行校正，但当于街道较密集区域时其校正很容易发生错误，而不能对应于真正街道。为改善一般汽车用卫星定位系统(GPS)卫星导航系统使用上的诸多缺失，提升其实用功能，经发明人一再研究后，终完成本发明。

本发明的主要目的在提供一种可全球化导航系统及方法，使同一系统可适用于全球各地进行导航、监控作业。

本发明的另一目的在提供一种声控互动式可全球导航系统及方法，使声控互动控制的作业更确实，具有更多的实用功能。

本发明的又一目的在提供一种声控互动式全球导航系统，可稳定、方便的组合于载具其内部。

本发明主要有：

一导航系统，包括一全球导航资料处理装置连接一行动载具记录装置及一无线数据资料接收装置；该全球导航资料处理装置，包括一资料处理装置分别与电子地图装置、显示器、声音输入装置、录音装置、语音辨识装置、声音输出装置相连接；该电子地图装置包括向量电子地图装置及地图撷取装置；该行动载具记录装置包括一卫星接收装置分别连接具有中央处理单元(CPU)及存储器的载具部分位置储存装置及震动开关，该震动开头连接电源；该行动载具记录装置连接一手机，该手机连接一防盗侦测装置，该手机经由通讯网络与一监控装置互通资讯；该监控装置包括一资料处理装置分别连接向量电子地图装置、地图撷取装置、显示器及拨号器。

一种导航方法，包括如下步骤：

A.以卫星定位系统(GPS)接收装置接收多颗卫星定位系统(GPS)卫星讯号，经该装置内部运算处理后，获得载具的卫星定位资讯储存于载具部分位置储存装置；

B.以显示器将载具的卫星定位资讯显示于电子地图上；

C.启动声音输入装置、语音辨识装置、声音输出装置，以进行使用者与系统间互动式的声控操作。

本发明结合附图详细说明如下：

附图简要说明：

图1为本发明系统的结构示意图，

图2为载具内部放置本发明资料处理装置壳体的位置示意图，

图3为载具内部放置本发明资料处理装置壳体的第一实施例示意图，

图4为载具内部放置本发明资料处理装置壳体的第二实施例示意图，

图5为载具于电子偏离实际行走道路的示意图，

图6为载具经路口校正后回到正确位置的示意图，

图7为路名标示跟着显示画面移动的第一示意图，

图8为路名标示跟着显示画面移动的第二示意图。

请参阅图1所示，本发明包括一全球导航资料处理装置10连接一行动载具记录装置20及一无线数据资料接收装置40；该全球导航资料处理装置10，包括一资料处理装置11分别与电子地图装置12、显示器13、声音输入装置14、录音装置15、语音辨识装置16、声音输出装置17等相连接。本发明的资料处理装置11可分为手提式个人电脑(PC)、掌上型电脑或含有微处理器(CPU)的导航车机。该电子地图装置12包括向量电子地图装置121及地图撷取装置122，该向量电子地图121可接收、储存向量式电子地图，该地图撷取装置122可为调制解调器能经由网际网络连结到提供世界各区地图的网站下载相关地图，或为扫描仪用以扫描所需的地图，或为数字相机以摄取所需地图。该行动载具记录装置20包括一卫星接收装置21分别连接其有中央处理器(CPU)及储存器的载具部分位置储存装置22及震动开关23，该震动开关23连接电源24。该行动载具记录装置20可连接一手机25，该手机25连接一防盗侦测装置26。本发明也可将全球导航资料处理装置10使用的重要作业系统例如window98的OS系统…等以及本发明系统有关程序，刻录成一张可开机光碟片，并将经常变动的资料储存在资料处理装置11内的储存器-硬盘(Disk on Module)中，如此做法是因为光碟片的成本较低，而储存器-硬盘的售价又偏高，若一方面资料较少且常变更的部分储存于昂贵的储存器-硬盘中，一方面将资料较多的部分储存于光碟中，更能降低成本，并增加系统使用时的耐热及防震性。

本发明利用卫星定位系统(GPS)接收装置21接收多颗卫星定位系统(GPS)卫星讯号，经该装置内部运算处理后，可得载具的位置、速度、时间、行进方向等资讯，直接供全球导航资料处理装置10作导航运用，同时将该资讯定时或定距离撷取的载具的位置、速度、时间、行进方向等较少资讯储存于载具部分位置储存装置22；并利用向量电子地图装置121提供的向量式电子地图或地图撷取装置122取得世界各地的地图影像档经校正后成为全球导航资料处理装置10可应用的电子地图，利用显示器13将载具的卫星定位资讯显示于电子地图上；利用无线数据资料接收装置40可接收FM电台利用DARC或RDS系统播放的副载波数据资讯，或接收呼叫器基地台传送的资讯；并利用声音输入装置14、语音辨识装置16、声音输出装置17等进行使用者与系统间互动式的声控操作，配合载具的位置资讯进行全球性互动式的目标、路径设定及位置、速度提醒、导航，且兼具有监控及其他娱乐功能。

请参阅图2所示，本发明资料处理装置可组装于一壳体内，该壳体可组装于载具内部30仪表板31右侧上方平台32的位置或载具内部的一凹槽内。

请参阅图3所示，本发明于载具内部平台32上设有数粘扣带34以供粘结本发明资料处理装置的壳体60下方的粘扣带，且设有讯号排线及电源连接的插槽35，以供插接本发明资料处理装置的讯号排线及电源线。

请参阅图4所示，本发明于载具内部的一凹槽33设有一自动弹出式或抽取式的伸缩平台331。该伸缩平台331可设于较上方的位置，该伸缩平台331上设有数粘扣带34以供粘结本发明资料处理装置的壳体60下方的粘扣带，且设有讯号排线及电源线连接的插槽35，以供插接本发明资料处理装置的讯号排线及电源线。该伸缩平台331若未放置本发明资料处理装置的壳体60时亦可作为放置其他物品之用。

本发明的全球资料处理装置亦可与载具的控制系统相连接，以控制载具的窗、音响、冷暖气、警报装置及门锁等的启闭，并接收警报装置所侦测到的警报讯号。

本发明撷取地图的方法，是利用扫描仪、数字相机撷取地图影像(如纸地图)或利用调制解调器由网络下载的地图影像做成地图影像档(如*jpg或*.bmp…等档案)，再将卫星定位系统(GPS)实际移动(如开车)到与该影像档地图上相对应的已知位置，将该点GPS接收到的经纬度值与该地图影像上的相对应位置相结合后，再以相同方法作出另一点(或一点以上)的位置相结合后，以该两点(或两点以上)的GPS所接收到的真实位置与地图影像档上相对应的位置相结合后，则该地图影像档即可缩放并校正地图位置而成为卫星导航系统所使用的电子地图。另一种校正方法是将地图影像做成地图影像档后，再于地图影像档上的两点或两点以上的位置输入该点已知的经纬度值，使真实位置的经纬度值与地图影像档上相对应的位置相结合后，则该地图影像档即可缩放并校正地图位置而成为卫星导航系统所使用的电子地图。本发明亦可将多份面积范围较小的地图，依矩阵排列方式各别储存，并经组合成后为一大面积范围的地图影像再依上述方法的两点式校正成为可供导航的电子地图。使用者通过此种方法，到了国外也可随意的取得当地地图并做成可于当地使用的电子地图，再通过本发明系统内所含的行车记录功能，即能让使用者在国外也可享有导航、追踪及监控等的功能，而且还可自行设定以时间或距离为记录间隔，例如以每500公尺或每10分钟记录一位置点，以节省资料的储存量，可获得较长时间或较长距离的行车记录。

本发明除了可作为导航、追踪及监控之用外，还可作为及时防盗之用。请参阅图1所示，只要将本发明的行动载具记录装置20搭配连结一手机25，再利用手机25经由通讯网络与一监控装置50互通资讯即能达到。该监控装置50包括一资料处理装置51分别连接一电子地图装置52、显示器53及拨号器54，该电子地图装置52包括向量电子地图装置521及一地图撷取装置522。该拨号器54可拨接载具上的手机25的号码通过有线或无线电话通讯网络与手机25互通资讯。该监控装置50可为手提电脑或桌上型电脑。当载具的警报装置侦测到有状况发生时，本发明的防资侦测装置26即可使手机25主动拨接特定有线或无线电话号码，将警报及卫星定位资料传给联络者的监控装置50或发出警告通知联络者后，联络者可立即再通过监控装置50主动拨接载具上的手机25，以得到该载具的卫星定位资料；联络者亦可经由监控装置50的拨号器54拨接载具上的手机25号码，与本发明的行动载具记录装置20互通资讯，接收载具位置资讯经由其显示器53显示载具最新的位置状况。

本发明的行动载具记录装置20的震动开关23可侦测载具的行走或停止状况，当该震动开关23侦测得知载具于一段时间内均属于停止状态时，即可依所设定时间自动关闭行动载具记录装置20与电源24的连结，以节约能源。

本发明声控互动的方式，包括以特定的预示口令例如使用者喊出“伙计”二字，做为启动系统的声控装置接受指令前的提醒指令。当本发明的系统接获“伙计”的预示口令后会发出接受指令的语音，例如发出“有事吗？主人”的语音之后，使用者才下达真正的指令，但若使用者于所设定几秒钟时间内未下达真正指令时，则终止接受指令，必须再下达预示口令，重复前述步骤，系统才会接受指令。此一设计使本发明的声控装置不会将一般不相干的杂音误判为指令而进行不相干的动作。

本发明声控互动式的方法，进一步包括下列各种实用功能的方法：

1、依特定点方向属性预先提醒：

将所有特定的提醒方式分别依行进至该点的方向属性，例如分为八方位，即东方、西方、南方、北方、东北、西北、东南、西南等方向的不同个别提醒，其方法是系统随时将载具的位置方向资料与所有特定点的位置、方向属性相比对，若相符时，例如载具以向东方向靠近该特点，而系统预先设定若载具以向东方向靠近该特定点时，在300公尺前要以语音告知使用者，则符合条件时，系统则依所设定语音在300公尺前告知使用者。例如系统于台北市重庆北路一段与忠孝西路一段交叉路口处设有一提醒往南方向的特定点，当行车者由征重庆北路一段往忠孝西路开来时，此时系统第一步会先抓取使用者载具的行车的方向资料，判定其行车方向为南向后，第二步会在行经该路口前n公尺处，自动抓取该特定点的方向属性，并提醒驾驶者“前方n公尺处有往南方向属性的特定点”；但若是此处特定点的方向属性为北向时，因为系统已在第一步中先辨别出使用者此时的行车方向为南向，所以此处北向的方向属性并不在提醒的范围内，故系统将不做任何的提醒；又若此处的特定点方向属性为西南方时，系统辨别后，发现其仍在提醒范围内，将会在路口前n公尺处提醒使用者。

2、路口校正

当在行车期间发现电子地图上的载具偏离目前行走的道路时，可重新定位。虽然现在GPS导航系统亦有此功能，称为“定位修正”，但其准确度较差，且修正后容易将位置往错误的道路上(通常该系统会选择最近的道路，而不是移往行车时所在的正确位置)，一般卫星导航系统是通过卫星接收器接收卫星上的资料来定位的，根据相同的原理，只要使用者至各十字路口处，以声控方式输入或按下已设定的热键输入“路口校正”，资料处理装置即依指令将电子地图上偏离位置的载具重新模拟定位在正确的道路路口上。假如发现载具在地图上的位置，偏离了目前行驶的道路时(如图5所示)，只要到下一个十字路口处，声控输入“路口校正”，通过卫星的接收重新定位后，即会将地图上的载具拉回到正确的位置上(如图6所示)。

3、预设目标点

因为地标的资料十分的繁多，为了省去使用者寻找地标的麻烦，使用者可以把即将前往的目的地或者是常去的地方设为目标n、n+1…等，资料处理装置即依指令于电子地图上显示包含该目标的地图。目标的设定及使用上并没有顺序的限制，使用者可跳跃式的设定及使用目标，例如有目标n、目标n+1、目标n+2，使用者在设定或使用时可以是下述的情形：

“目标n→目标n+1→目标n+2”；或

“目标n+1→目标n→目标n+2”；或

“目标n+2→目标n+1→目标n”…等方式。

可不必受限于一定要按照目标n→目标n+1→目标n+2的形式来设定与使用。

4、随时声控加入各种地标：

在载具路过某一地方想记录下来时，即可以声控方式输入该地标名称，资料处理装置即依指令于电子地图上加入该地标，并另可手动输入与该地标配合的资料，例如姓名、住址、电话等资料，可以地标点建立各式的档案资料。

5、提供建议路径

系统可接收声控或手动操作指令，将一个或多个目标显示于电子地图上，并显示依序前往目标较佳的行车路径。例如以“目的地”声控方式包括：A.指示目标1、目标2、目标3…；B.指示“台北市大安”、“台中县大甲”等邮递区号表内各个行政区域地名；C.指示交流道名称如“三义交流道”；D.指示自定义地标例如“张三的家”；E.指示声控名单中所有的风景名胜地名，例如“国父纪念馆”；F.指示自行设定的“回家了”功能，其方法是将指定的图形点在使用者住家附近，下次返家时，只要使用此声控功能即可显示返家的路径。

6、随时录音：

使用者使用本系统时，若遇到重要事情需要记录时，可直接录音下来，省去使用纸笔的麻烦，其方法以声控输入“开始录音”或按下已设定的热键，资料处理装置即依指令进行录音作业，而停止录音时则必须按下已设定的热键才能停止。

7、时间校正：

由GPS接收装置接收卫星传回的正确时间，将此原理应用在电脑上，即可更改电脑上的时间。经由程序的撰写，使用者只要声控输入或按下已设定的热键“时间校正”，资料处理装置即依指令进行时间修正。不需另花钱及花时间拨接如“117”报时电话确认时间，及以手动方式进行时间校正。

8、特定目标的提醒：

可事先设定特定目标的提醒功能，当载具接近该目标时，资料处理装置即依指令使系统发出所设定的语音，提醒使用者将到达该目标，例如交流道提醒等。

9、路名标示跟着显示画面移动：

使载具行进期间或者是移图时，使应用向量电子地图装置于显示器上显示电子地图的路名标示会随着显示画面移动而移动，如此一来，使用者即可立即掌握每条道路的名称，即使是在地图边缘的路名，也可清楚的显示。请参阅图7所示，图中箭头表示载具目前的位置，此时可清楚的看到路名：“台中港路二段”。请参阅图8，当载具向前移动时，“台中港路二段”的名称也会跟着移动，如图中所示，即使已过了惠中路一段，仍可清楚的看到“台中港路二段”的标示。

10、声控放大、缩小电子地图

使用者若要放大、缩小电子地图时，可使用声控喊出这两个指令，系统即依指令执行电子地图的放大、缩小。

11、避免声控装置受到无谓干扰：

有三种方式：A.以声控方式喊出休息指令即可暂时关闭声控装置，若要再启动，也可以一特定的声控指令(例如“起床”的指令)使声控装置恢复开启状态；B.使用者可自行设定n分钟后自动暂时关闭；C.当声控装置处于暂时关闭状态时，若使用者的前已设定要去的目的地，则系统会在快到达目的地前，自动启动声控装置，并提醒使用者“目的地快到了”。

12、热键功能：

设定热键以防止当车内噪音过大，声控装置无法正确辨识时，使用者可以热键代替声控下达指令。

13、声控指令确认功能：

每当使用者输入一项声控指令后，使系统会主动重复一次，以作为确认之用。例如使用者喊出“台中市西屯区”，系统将回答“是台中市西屯区吗？”，以此类推。

14、不需学习的声控：

将声控接收模式直接区分为“男音”、“中音”、“女音”等多种，使用者可根据本身声音的特质选择适当的声控接收模式，此声控装置无需辨识学习，可马上提供使用。

15、真人发音与电脑发音：

声控装置使用的回话方式可分为“真人发音”与“电脑发音”两种方式，真人发音为系统已录制的部分，若是使用者自行设定的新地标，则由电脑发音。例如使用者自行设定了一个新地标并取名为“李四的家”，则当使用者使用此声控指令时，系统回话时将以电脑发音的方式回话。

16、更新功能：

本发明的系统可以声控或手动方式更新各种设定，如当使用者想变更载具的超速提醒时，除了以手动方式更改外，亦可以声控方式更换超速设定、或更新特定点等。

17、互动式娱乐功能：

本发明系统可依预先设定指令，例如喊出“无聊”、“高兴”等口令后，使声音输出装置播放预存的相关语言，以减少行车时无聊。

18、提醒功能：

本发明系统可依载具位置的高度，或依载具的速度、距目的地的公里数，或依预定的行车的时间、距离等设定发出提醒的语音、或做为疲劳提醒。

19、关机功能“

本发明系统可以声控喊出关机指令，系统即依指令执行自动关闭系统10的所有程序与电源，以方便使用者。

以上所记载的，仅为本发明技术内容的实施例，任何熟悉本项技术者运用本发明所为的修饰、变化，皆属本发明所主张的专利范围，而不限于上述实施例的范围。