用于路线导航的方法和移动台

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                        描述\n本发明涉及对于具有通过移动电话网连接到特定在线业务的移动台 的人进行路线导航的方法。在线业务为移动的人，如步行者、骑车人等 提供到要求的目的地的自动路线导航需要的路线导航的地理信息数据。 本发明又涉及纠正光和/或声的输出以及发送的信息数据的应用的用于 移动台的技术配件的扩展。而且，本发明还可以被应用于各种类型的汽 车。在本文档中，术语“移动台”描述可以建立与移动电话网的双向连 接的任何移动设备，例如蜂窝无线电通信网的移动电话。\n被称为全球定位系统(GPS)用于将不熟悉的区域中的汽车导航到其 目的地。如果汽车中的GPS接收机同时接收至少三个GPS卫星，则接收 机可以根据信号的传播延迟将其自己的本地位置确定为准确到在大约20 米到100米之内。而且，通过利用移动汽车中的多普勒效应，可以确定 速度、路线以及其他导航变量。从计算的位置开始，具有用于汽车运动 的合适的传感器的航位推算导航单元确定在运动的实际方向和覆盖的距 离上的路由数据。\n只有一旦本地计算机已经将路由数据输入到电子地图中才可能使其 自己的位置与最近的环境相关。计算机需要访问包含大量地理信息的数 据库以便选择与要求的目的地一致的电子地图的信息。在路由已经被计 算出来之后由声或光装置输出。\n这种系统应用于数据的准备和详细数量不仅仅是对于步行者和骑车 人的问题。仅仅对于地理信息，计算机就需要具有高存储密度的非易失 性本地存储介质，如CD-ROM或硬盘来提供数百兆字节的存储容量。因 此，装置是重要的和昂贵的并且因为其容量、重量和能耗不是很适合于 如移动电话的移动台。除此之外，必须确保当出现本地变化时信息的周 期性更新。\n作为这个的替代，法国公司韦博斯卡移动技术SA(Webraska Mobile Technologies SA)通过基本上拥有制图数据库和用于计算旅游路线的程 序的服务器在互联网( http：//webraska.com)上运行一种导航业务。 这种业务的交付，特别是个人旅游路线的计算尤其可以由通过移动台的 网络连接来请求。该业务的技术设计在出版物WO 98/45823中被描述。 利用输入到他/她的移动台中的合适的文本、图象和声音数据，这个人可 以向服务器发送关于要求的目的地的信息。移动台还有定位设备，如上 述的GPS接收机，并且自动确定其自身的本地位置。替代的，可以利用 已知的GSM网络定位功能，其基于到移动通信网中附近的基站的距离来 计算当前位置。但是，在开始位置的数据也可以由这个人他/她自己以文 本和/或图象或声音的形式输入。\n在接收到位置和目的地数据之后，导航业务计算对应的个人旅游路 线并且在发送周期期间将这个以矢量形式作为路线坐标发送到移动台。 这意味着整个距离被作为路线段的一系列坐标发送，因此该路线的地理 图案利用移动台中的坐标被临时存储，并且可以利用直的路线段和弯曲 段在移动台显示器中被说明。\n移动台和导航业务之间的无线数据交换依照互联网电信应用WAP＝无 线应用协议进行。这被优化以便用于无线数据通信并且代替发送复杂结 构化的网页而仅发送文本和简单的图形。\n定位设备周期性地确定移动台的当前位置并且微型计算机将其与发 送的旅游路线上的本地路线坐标比较。这样，包括在地图上当前位置的 显示的持续路线导航成为实时可能的，并且微型计算机可以从旅游路线 中立即识别和输出新旅途的开始。为了避免这个人必须持续地观察图形 显示，有可能利用额外的声音或光输出，例如在移动台中利用较低的图 像分辨率来指示路线方向的即将来临的变化。但是，该解决方案比其他 导航系统关于计算机和存储容量在本地设备上有较低要求，因此可以实 现对于步行者和骑车人的路线导航。在所述的所有实施方案中，微型计 算机不管旅行路线的线路的复杂程度，例如以数秒为间隔连续进行当前 本地位置数据和计算的旅行路线的路线坐标之间的比较。与在开始时所 述的解决方案的情况一样，这也是不利的。如果移动台在相同的道路或 相同的路线上移动了相当长的时间，则计算机和定位设备执行了许多多 余的活动，其在没有提高路线导航的精确度的情况下消耗了电池能量。 在移动电话具有小型电源的情况下，这尤其是令人不满意的情况。\n而且，作为对于不在一条直线上的所有道路或路线旅行路线的详细 展现的结果，几个路线段的路线坐标被发送。这增加了到移动台的数据 发送的成本。但是，作为移动通信网的有限传输带宽的结果，在可接受 的时间中，只有少量数据可以被发送，因此数据量的冗余应该被避免。 而且，对于没有汽车用于确定路线的用户只有有限数量的能量可用。\n上述所有解决方案在每个时间间隔同时需要来自至少三个GPS卫星 的GPS信号。这假设这些卫星一直很好的接收并且特别在建筑物密集的 地区很难确保。如果在路线导航中有有缺点的接收错误发生，特别是在 其中朝着目的地移动的方向在很短间隔里改变的区域中。\n许多出版物公开了用于导航目的的电子罗盘传感器的使用。例如， 加拿大的精确导航(Precision Navigation)有限公司制造这样的传感 器。代替可旋转安装的磁针，这样的组件使用两个彼此成直角的感应器， 以便利用地球的磁场来确定设备相对于罗盘的点的方位。在计算过程 中，该方位可以被直接以度来计算。可以以低的成本及比较少的努力获 得小于5°的精确度。\n另一方面，本发明的目的是提供一种方法，其中在没有或仅仅很少 额外成本的情况下对于配置低能量消耗和低传输能力的移动台，特别是 对于步行者，具有移动台和到在线业务的通信链路的路线导航系统成为 可能。另一方面，本发明的目的是以用户可以从开始点到目的地被方便 地导航这样的方式以低的额外成本来扩展传统移动台的技术配件。\n根据本发明的解决方案是基于在移动台中既不存在地理路线信息也 不存在用于确定本地位置的装置的思想。因此，用户通过移动台与在线 业务进行对话以便发送其当前位置和他/她要求的目的地的信息。在线业 务使用来自数据库的地理信息以便确定当前位置和要求的目的地的位置 数据，计算个人旅行路线以及向移动台发送相应的路线数据。\n与已知的解决方案相比，在线业务以具有不连续路线目的地s的路 线的一系列阶段的形式来预处理路线数据。路线目的地s用于确定定向 用户并且依赖于路线上特别是到用户的目的地的路线分支上的重要的 点。作为每个阶段最少的数据，在线业务在每种情况下仅发送路线目的 地的特定方向和标示。不连续的路线目的地s的路线上的重要的点是旅 行路线上的特别的分支点，其要求，例如离开至今使用的道路，越过广 场或者甚至经过界标、纪念碑和公共建筑物。在路线目的地s，用户通常 选择新的路线方向。移动台光和/或声地输出每个路线目的地的接收的路 线数据作为目的地方向和目的地名称。一旦用户通过将确认输入移动台 已经到达他/她当前路线目的地，他/她就请求后面的路线目的地的输 出。\n本发明利用将一个人导向目的地不是绝对必须经常跟踪对照着旅行 路线的环境在地图上其自己的路径，也不需要符合旅行路线的线路上的 刻度的其他信息的知识。足够准确的到目的地的导航是可能的，这只是 因为从他/她的当前位置开始给该用户一个方向的明确说明以及下一个 路线目的地的标示。这减少了发送路线数据的发送量。如果因为例如道 路有一个弯曲的线路，路线以非线性的方式进行，则只要旅行路线不背 离定义为该阶段的道路，就不需要发送额外的路线目的地s。\n如果用户接收明确的目的地名称，则关于路线的阶段的路径的长度 的细节或者整个距离的长度的细节是有用的但不是必需的。\n因为移动台按路线的阶段的顺序以逐步地方式输出路线数据并且仅 当到达当前路线的目的地被确认时才更新输出，因此用于航位推测导航 的传统装置可以省去。\n用户在整个旅行路线的数据的发送完成之前，已经可以利用当前指 定的目的地开始上路非常有利。\n根据本发明的有利的发展，在第一步骤中的用户用移动台建立与在 线业务的通信链路以便开始对话。这样做时，在线业务请求路线导航需 要的位置和目的地信息。位置数据可以在语音对话以及利用书面和/或图 形输入的对话中被确认。但是，有利的，来自用户的语音信息被与来自 数据库的地理信息比较，通过在线业务有目标的询问在环境中的重要点 的帮助下定义了本地位置并且从数据库中读出对应的位置数据。\n在线业务通过个人或有利地利用语音计算机来进行语音对话。跟随 用户位置的大致描述，语音计算机在来自地理数据库的信息的基础上有 选择地生成问题以便更准确地规定和限制位置和目的地数据。\n根据本发明的另一个有利的版本，在线业务从移动通信网运营商获 得网络接入点的位置的信息。也就是说，其利用用户的移动台通过其注 册到移动通信网的小区的基站的位置的知识，以便自动发现用户的本地 位置的大致信息。\n这在有密集的小区网络的大城市特别具有的优点是：在没有用户帮 助的情况下，该位置的区域可以被限定并且城市和区域的名称不再被需 要。关于街道或广场的名称的问题在许多情况下用于限定该位置。然后 交叉或者分支街道的名称的另一个问题在很短的时间里可以有足够精度 地定义用户的位置。这也最好在方便的基础上在语音对话中被执行。\n由在线业务确定的路线数据在被生成之后可以被立即完全发送到移 动台并且然后临时存储在移动台中。另一方面，这缩短了传输信道的忙 的时间并且因此降低了连接成本。但是，另一方面，这需要移动台中额 外的空闲存储器容量。\n为了独立于移动台中技术配件的等级，作为这个的替代物，在线业 务还可以有利地临时存储路线数据并且按路线的阶段的顺序以逐步的方 式将其发送。一旦用户已经到达他/她当前的路线目的地，通过将确认输 入到移动台，他/她从在线业务中后面的路线目的地的路线数据。在线业 务发送相应的路线数据并且移动台重写存储器中以前的内容。\n除了用于实现电信的已知的功能元件，根据本发明的移动台有方向 指示器，其提供根据相对于罗盘的点的移动台的方位的方向数据，以便 在任何时候定义到当前路线目的地的目标方向。在每个移动台中已经存 在的处理器将方向数据与包含当前阶段方向的详细说明的路线数据相比 较。\n依赖于本发明的结构，至少一个输出部分光和/或声的发信号通知移 动台的当前方位离开目标方向。作为这个的替代物，输出部分与当前目 的地的名称一起光和/或声地输出与移动台的方位相关的目标方向。为这 个目的，优选地使用移动台中存在的光和/或声的输出组件。在声输出的 情况下，可以输出简单的声音信号或语音。\n通过利用方向指示器，避免了利用GPS接收机的路线导航设备的决 定性的缺点。一旦用户可能在错误的方向移动，则这些仅能识别用户的 移动的方向。但是，在根据本发明的解决方案中，正确的目标方向已经 与第一个路线目的地一起被输出。\n目标方向和目的地名称的光输出有即使在高噪声等级也可以被很方 便地觉察的优点，例如，在有交通量的街道上就是这种情况。例如，声 音输出，语音输出在昏暗的情况下或对于很难辨认光显示的人很有利。\n为了在目标方向和目的地名称的帮助下允许对于用户的明确导航， 移动台拥有程序超前电路(program advance circuit)。一到达当前路 线目的地，它就被启动以便更新输出。\n在附图中说明了本发明的主题的示例实施方案。其中：\n图1是根据本发明的移动台的框图。\n图2是移动台访问在线业务的框图，以及\n图3a-4b是用于计算的旅行路线的路线数据的光输出的例子。\n图1显示移动台1中具有基本功能元件的框图。其有处理器2，例如 具有点矩阵的液晶显示器的显示器4以及键盘6连接到该处理器，用于 信息的光输出。实际上，依赖于移动台1的设计，处理器2可以是单处 理器形式或来自几个连接的处理器。其在实时操作中实现已知的电信功 能并且拥有如存储器8的存储装置用于数据的临时存储。来自已有的网 络连接的诸如额外的信息或在网络上接收的增值业务的信息的所有临时 数据被存储在这个存储器中。连接到处理器2的还有包含数模转换器10 和扬声器12的音频重放分支AP以及包含模数转换器14和麦克风16的 麦克风分支SP。音频重放分支AP声音输出电话会话以及增值业务的信 息。具有天线的HF收发信机18建立到移动通信网NET的通信链路。\n到目前为止所述的结构对应于传统的移动电话的结构。\n图2显示通过网络接入点BS到移动通信网NET的接入，所述网络接 入点BS在目前的情况下是蜂窝通信网2的基站。\n可以使用例如称为“无线应用协议”的移动台1和基站BS之间的传 输协议或者用于移动台的不同的互联网通信协议。然后前向连接例如通 过称为“WAP网关”的协议转换器通向在线业务(OS)的服务器。在线 业务(OS)连接到包含复杂的地理信息的数据库。\n对于称为“通用分组无线电系统”GPRS的移动台1和基站之间的介 质在将来也得到考虑。这个载体业务已知用于移动电话和移动通信网之 间的较高数据速率的数据交换。已知的“电路交换数据”CSD也是合适的。\n图3a和3b表示根据本发明的简单实施方案在显示器4上的发送的 路线数据的光展示。在这个应用中，移动台可以是具有传统配件的移动 电话。显示器4以单独字符形式包含专门的信息。位置线22是当前阶段 的开始位置的标示。在本例中，这些是街道名称以及用户在路线导航开 始处站立的房号。向下的箭头指示在“Oxfordstreet”的用户必须沿较 低的房号方向移动以便到达他/她当前的路线目的地。以这种方式，在本 例子中获得了第一个路线目的地的方向说明。在目的地线24中，显示器 4额外地显示当前路线目的地的名称，在例子中是来自“Oxfordstreet” 的“New Bond Street”的分支，也就是说需要在路线到达分支点以及 方向改变的路上的点。在当前路线目的地的名称前有一个箭头来说明新 的方向。在本情况下，新的目标方向是关于当前方向向右约135°。在目 标线24下面有关于路线的后面的阶段的细节。\n有利的是，路线的阶段的路径由距离信息补充。这支持路径导航并 且提供关于整个旅行路线的长度L的信息。显示器4的较下边缘提供移 动台上对应功能键的当前结果的信息26和28。一到达路线目的地，例如 功能键26就被启动，以便如图3b所示为下面的路线目的地更新显示器4 上的信息。\n在根据图1的发明的特殊实施方案中，除了指定的标准功能单元2 到20，移动台1还包含方向指示器，例如磁罗盘或优选地如在介绍中所 述的电子罗盘传感器。使用具有机械显示器的磁罗盘当然具有不需要能 量和校准来操作的优点。但是，由在线业务发送的特定方向的属性相当 困难。\n另一方面，电子罗盘传感器向处理器2提供移动台1的主轴的当前 方位的数据作为地球磁场的函数。内部存储的应用程序根据发送的方向 说明以及当前方位上的数据计算到路线目的地的实际目标方向用于光和 /或声的输出。\n有利地，移动台1还拥有向用户指示操作位置离开其中方向指示器 30有缺陷地操作的从水平线的装置。\n图4a和4b显示由处理器2准备的同时包括方向指示器30的发送信 息的光显示。方向32的光显示利用方向箭头34向用户显示处理器2已 经从路线数据的特定目的地以及在移动台的当前方位上的方向指示器30 的传感器数据中计算出来的在目的地线24的当前路线目的地的目标方 向。方向显示32本身有一个固定方向箭头的帧，其与移动台的主轴一致。 例如，当移动台的外壳的形状与传统的移动电话的形状显著不合时，这 一点非常重要。当固定方向箭头和方向显示32指向相同的方向时，移动 台指向路线目的地。\n同时显示器4在位置线22显示开始点，也就是说当前阶段的开始。\n例如，用户位于Oxfordstreet(牛津街)房号34的前面并且想要去 餐馆“Pizza Napoli”。一旦他/她已经建立了到在线业务OS的连接， 在线业务OS的操作员就获得位置数据以及目的地数据。为此，操作员使 用数据库DB中该位置的精确地理描述。在线业务OS的服务器计算旅行 路线并且自动向移动台1发送相应的数据。\n移动台1将接收的路线数据归档在存储器8中。因为旅行路线由一 系列路线目的地s组成，所以处理器2首先从存储器15中提出第一路线 目的地的数据。在例子中，选择的第一个路线目的地在Oxfordstreet(牛 津街)，距当前位置100米并且，例如呈现与New Bond Street(纽邦街) 的汇合处或交叉点。除此之外，处理器2使用来自方向指示器30的方向 数据以便确定移动台1的主轴的方位。在路线数据和该方位的基础上， 处理器2确定到当前路线目的地的目标方向并且利用方向符号34在显示 器4中指示这一点。也就是说，不管在水平面上移动台1的方位，方向 符号34总是指向正确的方向。而且，处理器2在目的地线24处输出当 前路线目的地的当前目的地名称。\n如果存储器不再包含路线目的地，则路线导航自动终止。\n根据本发明的进展，还可能例如通过移动台1中的音频重放部分 AP，声音输出关于旅行路线的信息。\n用户还可以通过麦克风分支SP通过语音输入声音地向移动台1通信 到达路线目的地。为此，语音识别程序为处理器2服务来识别和处理语 音。\n为移动台和在线业务OS之间的交换，根据本发明的方法中不是必需 使用语音信道。在任何传输信道上的传输是可能的这被称作增值业务 (VAS)。\n根据本发明的解决方案有基本的优点，即可以通过移动台中最少 的额外花费和容量来实现。在最简单的情况下，实现本发明的最小需 求是安装有WAP协议的传统的移动台。