CN102235864A - 藉由汽车噪音判断该汽车位置的手持式导航装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种藉由汽车噪音判断该汽车位置的手持式导航装置及方法。该手持式导航装置包含一存储器、一显示器、一麦克风、及一处理器。该显示器用以显示地图资讯和导航指令，该麦克风用以输入一声音信号至该手持式导航装置，该处理器用以控制该手持式导航装置的操作和决定一汽车的速率。为了决定该速率，该处理器接收来自该麦克风的声音信号，分析来自该麦克风的声音信号，当该手持式导航装置没有接收到全球位置定位***卫星信号时，根据所接收并已被分析的声音信号的特征判定该汽车正在移动的速率，且基于该汽车的速率去估计该汽车目前的位置。

Description

藉由汽车噪音判断该汽车位置的手持式导航装置及方法

技术领域

本发明涉及一种手持式导航装置，特别是涉及一种藉由汽车噪音判断该汽车位置的手持式导航装置及方法。

背景技术

内建全球位置定位***(Global Positioning System，GPS)的导航装置不仅为人所熟知且广泛采用在车用导航装置。导航装置的一般功能包含提供一地图资料库，用以在导航装置的显示器上产生导航指令，而导航装置通常固定在仪表板上或镶嵌至仪表板内。

“导航装置”一词是指一个能够辅助使用者导航到一个预定目的地的装置。导航装置有用以接收位置资讯的内部***，像是GPS接收器，或是能够连上可接收位置资讯的接收器。导航装置本身可自我运算导航路径，或连上远端的服务器，远端的服务器可运算导航路径以及提供导航资讯给导航装置，或导航装置协同远端的服务器共同完成导航路径的运算。个人GPS导航装置不是永久固定在一台车辆上而是可随时拆卸或装载在任一台车上，因此，个人GPS导航装置是全功能配备的，也就是说个人GPS导航装置包含内建GPS天线，导航软件和地图，所以可描绘和显示导航路径。

当车辆行经与天空隔离的区域时(像是进入隧道)，GPS导航装置会接收不到卫星信号。另外，当导航经过大城市中被密密麻麻的高耸建筑物包围的城市峡谷(urban canyons)时，GPS导航装置也会产生错误的位置资讯。车子目前的位置坐标可藉由先前判定的位置、已知速率、经过时间、以及路径来加以推算。就GPS导航装置而言，藉由推算位置坐标，即使在接收不到GPS卫星传来的GPS卫星信号或是当导航环境造成基于GPS卫星信号所得到的GPS导航装置的位置坐标无法信赖的情况下，还能继续导航。

当车辆行驶在无法接收GPS卫星信号的位置时，GPS导航装置仍可根据GPS导航装置最后接收到GPS卫星信号的时间、GPS导航装置在该时间的地点，以及GPS导航装置基于使用者输入的目的地所设计的计划路径来预测车辆的位置。然而，当GPS导航装置无法接收GPS卫星信号时，GPS导航装置较不容易判断车辆的行车速率。相反地，当可接收GPS卫星信号时，GPS卫星信号将提供足够的资讯使得GPS导航装置能够计算出目前车行速率。传统上，车辆的行车速率可藉由将车速感测器的分接头连结至GPS导航装置的处理器来达成不需依靠GPS卫星信号也能藉由处理器计算出行车速率的目的。

请参照图1所示，是先前技术说明连结至汽车接线器20的手持式导航装置10的示意图。手持式导航装置10包含一显示器12及多个控制按钮14。显示器12用以显示地图资讯，多个控制按钮14使一使用者能够操作手持式导航装置10。上述提及为了提供有关行车速率的资讯至手持式导航装置10，手持式导航装置10必须连结至汽车接线器20。首先，保护/隔离电路26经由汽车接线器20连结至汽车电源22及行车速率感测器24。保护/隔离电路26从行车速率感测器24得到速率资讯后便提供速率资讯至信号转换电路28，信号转换电路28转换速率资讯后便将转换后的信号传给手持式导航装置10使用。

不幸的是，当必须连结至汽车接线器20时，先前技术的手持式导航装置10有许多缺点。首先，接通汽车接线器20的技术水准超越大多数消费者的操作水准。第二个问题是一般消费者比较喜欢干净和排列整齐的线路环境，不喜欢装置之间连接许多的线路和缆线。第三个问题是读取行车速率所需的线路、保护/隔离电路26、信号转换电路28都会大幅提升手持式导航装置10的总体花费。

由此可见，上述现有的手持式导航装置在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的藉由汽车噪音判断该汽车位置的手持式导航装置及方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种手持式导航装置排除需要额外的硬件以及排除连结任何线路至汽车接线器，还提供一种可以简单地估计行车速率的方法，并用该估计的行车速率来执行位置坐标推算估计。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种藉由汽车噪音判断该汽车位置的手持式导航装置，包含：一壳体；一存储器，安装于该壳体内；一显示器，安装于该壳体上，用以显示地图资讯和导航指令；一麦克风，安装于该壳体上，用以输入声音信号至该手持式导航装置；及一处理器，安装于该壳体内，用以控制该手持式导航装置的操作，该处理器接收并分析来自该麦克风的声音信号，当该手持式导航装置没有接收到全球位置定位***卫星信号时，根据所接收并已被分析的声音信号的特征判定该汽车正在移动的速率，且基于该汽车的速率估计该汽车目前的位置；其中该存储器、该显示器、该麦克风分别与该处理器连接。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的手持式导航装置，其中该麦克风是一立体声麦克风，用以输入来自该汽车内两不同位置的一第一声音信号和一第二声音信号，该处理器比较该第一声音信号和该第二声音信号并且根据比较的结果来判定该汽车是否正在转向。

前述的手持式导航装置，其中该处理器分析一预定音频范围的声音信号。

前述的手持式导航装置，其中该处理器根据该汽车目前的速率及噪音调整该预定音频范围。

前述的手持式导航装置，其中该处理器利用噪音消除技术来忽略该汽车的周围环境的噪音。

前述的手持式导航装置，其另包含：一通用分组无线业务数据机，用以下载有关于该汽车的资料模型，该处理器根据该汽车的资料模型分析声音信号。

前述的手持式导航装置，其另包含：一通讯端口，用以致能该手持式导航装置和一外部电脑之间的通讯，该手持式导航装置通过该通讯端口下载有关于该汽车的资料模型，及该处理器根据该汽车的资料模型分析声音信号。

前述的手持式导航装置，其中该通讯端口是一USB端口。

前述的手持式导航装置，其另包含：一陀螺仪或一加速率计，用以侦测该汽车在方向上的加速及/或改变，该处理器基于该汽车的速率和该汽车在行进方向上的加速及/或改变来估计该汽车目前的位置。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种藉由汽车噪音判断该汽车位置的方法，其中，一手持式导航装置包含一存储器和一显示器，该显示器用以显示地图资讯和导航指令，该方法包含：通过一麦克风输入声音信号至该手持式导航装置；分析由该麦克风输入的声音信号；当该手持式导航装置没有接收到全球位置定位***卫星信号时，根据所接收并已被分析的声音信号的特征判定该汽车正在移动的速率；及基于该汽车的速率估计该汽车目前的位置。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的方法，其中该麦克风是一立体声麦克风，而该方法另包含：利用该立体声麦克风输入来自该汽车内两不同位置的一第一声音信号和一第二声音信号；比较该第一声音信号和该第二声音信号；及根据比较的结果来判定该汽车是否正在转向。

前述的方法，其中分析由该麦克风输入的声音信号包含分析一预定音频范围内的声音信号。

前述的方法，其另包含：根据该汽车目前的速率调整该预定音频范围。

前述的方法，其另包含：利用噪音消除技术来忽略该汽车的周围环境的噪音。

前述的方法，其中该手持式导航装置另包含一通用分组无线业务数据机，而该方法另包含：该通用分组无线业务数据机下载有关于汽车的资料模型；及根据该汽车的资料模型分析由该麦克风输入的声音信号。

前述的方法，其中该手持式导航装置另包含一通讯端口，用以致能该手持式导航装置和一外部电脑之间的通讯，而该方法另包含：该手持式导航装置通过该通讯端口下载有关于该汽车的资料模型；及根据该汽车的资料模型分析由该麦克风输入的声音信号。

前述的方法，其中该通讯端口是一通用序列汇流排端口。

前述的方法，其中该手持式导航装置另包含一陀螺仪或一加速计，用以侦测该汽车在行进方向上的加速及/或改变，而该方法另包含：基于该汽车的速率和该汽车在方向上已被侦测的加速及/或改变来估计该汽车目前的位置。

借由上述技术方案，本发明藉由汽车噪音判断该汽车位置的手持式导航装置及方法至少具有下列优点及有益效果：本发明的手持式导航装置不需要额外的硬件以及排除连结任何线路至汽车接线器，而是提供一种可以简单地估计行车速率的方法，并用该估计的行车速率来执行位置坐标推算估计。因此，手持式导航装置提供一种利用位置坐标推算的方法来估计汽车目前的位置。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是先前技术说明连结至汽车接线器的手持式导航装置的示意图。

图2是本发明手持式导航装置的示意图。

图3是图2手持式导航装置的功能方框图。

20：汽车接线器       22：汽车电源

24：行车速率感测器   26：保护/隔离电路

28：信号转换电路     10、100：手持式导航装置

101：壳体            12、102：显示器

104：麦克风                 106：处理器

108：存储器                 110：扬声器

112：通用分组无线业务数据机 114：通用序列汇流排端口

116：陀螺仪                 118：加速率计

14、120：控制按钮

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的藉由汽车噪音判断该汽车位置的手持式导航装置及方法的具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

当手持式导航装置放置在无法接收GPS信号的地方时，本发明提供一种简化的方式用以决定行车速率。本发明的好处在于利用个人导航装置现存的硬件，而不需要连结至汽车接线器，便可决定行车速率。

请参照图2所示，是本发明手持式导航装置100的示意图。手持式导航装置100包含一壳体101，一显示器102安装于壳体101上，一麦克风104安装于壳体101上，和多个控制按钮120安装于壳体101上。显示器102用以显示地图资讯，多个控制按钮120使一使用者能够操作手持式导航装置100。不同于传统的手持式导航装置10，本发明的手持式导航装置100利用麦克风104从汽车内得到的声音信号分析声音信号，再据以决定汽车正在移动的速率。一旦得到行车速率，手持式导航装置10利用行车速率、从最后接收到可信赖的GPS卫星信号的地点及之后所经过的时间、及行车的计划路径，便可推算汽车目前的位置坐标。

请参照图3所示，是手持式导航装置100的功能方框图。手持式导航装置100另包含一处理器106安装于壳体101内，一存储器(即记忆体，以下均称为存储器)108安装于壳体101内，及一扬声器110安装于壳体101上。处理器106用以分析从麦克风104接收的声音信号，然后根据接收的声音信号判定汽车正在行进的速率，以及基于所判定汽车的速率来估计汽车的目前位置。存储器108不仅用以储存地图和路径的资讯也储存藉由处理器106所执行的软件。扬声器110用以输出声音讯息给使用者，像是快接近导航路径必须转弯时的指令。手持式导航装置100另外可选择性地包含一通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)数据机112、一通用序列汇流排(Universal Serial Bus，USB)端口114、一陀螺仪116及/或一加速率计118，将一一详述如下。

利用麦克风104可判定汽车行进速率。当手持式导航装置100接收不到可靠的GPS卫星信号时，手持式导航装置100判定的速率可用来输入至位置坐标推算***，然后估计出目前汽车的目前位置。一般来说，汽车周围环境的噪音会随着汽车的速率而改变，因此，麦克风104用来创造出基于周围环境的噪音的数字声音信号。然后将数字声音信号提供给处理器106，让处理器106分析数字声音信号。为了增加分析结果的准确性，处理器106可选择仅分析预定音频范围的声音信号。以这种方式，处理器106仅会考量相关于汽车速率的那些声音，另外像是由汽车立体音响或是汽车内乘客所产生的其他音频范围的声音将被忽略。因为当汽车速率改变时，会产生不同音高的噪音，处理器106可根据汽车目前的速率及其所产生的噪音调整汽车在不同的车速产生的噪音的音频范围。另外，处理器106也可利用噪音消除(noise-canceling)技术来忽略部分汽车周围环境的噪音，然后仅针对直接相关于汽车引擎转速的噪音进行处理。

GPRS数据机112可用来下载有关于特定车款的资料模型，其可为汽车制造商或是同车款的其他驾驶所提供至服务器的资料模型。USB端口114不仅可用来连结手持式导航装置100至一外部电脑，也可经由外部电脑下载资料模型至手持式导航装置100。在这两种情况下，一旦资料模型出现在手持式导航装置100上时，资料模型可协助处理器106分析由麦克风104所提供的声音信号。本发明并不受限于GPRS数据机和USB，也可应用其他形式的通讯装置以及其他形式的标准汇流排(Bus，即总线)。

除了判定汽车速率之外，当手持式导航装置100接收不到GPS卫星信号时，也能侦测汽车在行进方向上的转弯和改变，达成上述目的的方法之一是藉由立体声麦克风取代麦克风104。立体声麦克风可用来侦测在汽车内两不同位置的第一声音信号和第二声音信号，例如在汽车左前方和右前方两不同位置的声音信号，进而比较第一声音信号和第二声音信号来判定两者之间的差异是否出现。这些差异起因于当汽车左转或右转时，汽车的左边和汽车的右边所侦测到的噪音会有所差异。陀螺仪116及/或加速率计118可用来侦测汽车在行进方向上的加速或改变。一旦处理器106判定汽车有转弯时，汽车转弯的资讯可和汽车的速率一并用来估计汽车的速度(汽车速率加上汽车行进方向)。在进行坐标估计时，汽车的速度会比汽车的速率更有效地用以推算汽车目前位置的位置坐标。

总结来说，本发明的手持式导航装置100排除需要额外的硬件以及排除连结任何线路至汽车接线器，而是提供一种可以简单地估计行车速率的方法，并用该估计的行车速率来执行位置坐标推算估计。因此，手持式导航装置100提供一种利用位置坐标推算的方法来估计汽车目前的位置。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (18)

1.一种藉由汽车噪音判断该汽车位置的手持式导航装置，其特征在于，包含：

一壳体；

一存储器，安装于该壳体内；

一显示器，安装于该壳体上，用以显示地图资讯和导航指令；

一麦克风，安装于该壳体上，用以输入声音信号至该手持式导航装置；及

一处理器，安装于该壳体内，用以控制该手持式导航装置的操作，该处理器接收并分析来自该麦克风的声音信号，当该手持式导航装置没有接收到全球位置定位***卫星信号时，根据所接收并已被分析的声音信号的特征判定该汽车正在移动的速率，且基于该汽车的速率估计该汽车目前的位置；

其中该存储器、该显示器、该麦克风分别与该处理器连接。

2.根据权利要求1所述的手持式导航装置，其特征在于，其中该麦克风是一立体声麦克风，用以输入来自该汽车内两不同位置的一第一声音信号和一第二声音信号，该处理器比较该第一声音信号和该第二声音信号并且根据比较的结果来判定该汽车是否正在转向。

3.根据权利要求1所述的手持式导航装置，其特征在于，其中该处理器分析一预定音频范围的声音信号。

4.根据权利要求3所述的手持式导航装置，其特征在于，其中该处理器根据该汽车目前的速率及噪音调整该预定音频范围。

5.根据权利要求1所述的手持式导航装置，其特征在于，其中该处理器利用噪音消除技术来忽略该汽车的周围环境的噪音。

6.根据权利要求1所述的手持式导航装置，其特征在于其另包含：

一通用分组无线业务数据机，用以下载有关于该汽车的资料模型，该处理器根据该汽车的资料模型分析声音信号。

7.根据权利要求1所述的手持式导航装置，其特征在于其另包含：

一通讯端口，用以致能该手持式导航装置和一外部电脑之间的通讯，该手持式导航装置通过该通讯端口下载有关于该汽车的资料模型，及该处理器根据该汽车的资料模型分析声音信号。

8.根据权利要求7所述的手持式导航装置，其特征在于，其中该通讯端口是一USB端口。

9.根据权利要求1所述的手持式导航装置，其特征在于其另包含：

一陀螺仪或一加速率计，用以侦测该汽车在方向上的加速及/或改变，该处理器基于该汽车的速率和该汽车在行进方向上的加速及/或改变来估计该汽车目前的位置。

10.一种藉由汽车噪音判断该汽车位置的方法，其中，一手持式导航装置包含一存储器和一显示器，该显示器用以显示地图资讯和导航指令，其特征在于，该方法包含：

通过一麦克风输入声音信号至该手持式导航装置；

分析由该麦克风输入的声音信号；

当该手持式导航装置没有接收到全球位置定位***卫星信号时，根据所接收并已被分析的声音信号的特征判定该汽车正在移动的速率；及

基于该汽车的速率估计该汽车目前的位置。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中该麦克风是一立体声麦克风，而该方法另包含：

利用该立体声麦克风输入来自该汽车内两不同位置的一第一声音信号和一第二声音信号；

比较该第一声音信号和该第二声音信号；及

根据比较的结果来判定该汽车是否正在转向。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中分析由该麦克风输入的声音信号包含分析一预定音频范围内的声音信号。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于其另包含：根据该汽车目前的速率调整该预定音频范围。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于其另包含：利用噪音消除技术来忽略该汽车的周围环境的噪音。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中该手持式导航装置另包含一通用分组无线业务数据机，而该方法另包含：

该通用分组无线业务数据机下载有关于汽车的资料模型；及

根据该汽车的资料模型分析由该麦克风输入的声音信号。

16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中该手持式导航装置另包含一通讯端口，用以致能该手持式导航装置和一外部电脑之间的通讯，而该方法另包含：

该手持式导航装置通过该通讯端口下载有关于该汽车的资料模型；及

根据该汽车的资料模型分析由该麦克风输入的声音信号。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，其中该通讯端口是一通用序列汇流排端口。

18.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中该手持式导航装置另包含一陀螺仪或一加速计，用以侦测该汽车在行进方向上的加速及/或改变，而该方法另包含：基于该汽车的速率和该汽车在方向上已被侦测的加速及/或改变来估计该汽车目前的位置。

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