CN104950284B

CN104950284B - 装置相对位置的判定方法及电子装置

Info

Publication number: CN104950284B
Application number: CN201410111264.4A
Authority: CN
Inventors: 张宇先
Original assignee: High Tech Computer Corp
Current assignee: HTC Corp
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2019-04-19
Anticipated expiration: 2034-03-24
Also published as: CN104950284A

Abstract

一种装置相对位置的判定方法及电子装置，适于由第一电子装置判定其周围第二电子装置的相对位置。此方法通过与第二电子装置沟通的无线信号以计算第二电子装置与第一电子装置的距离。在经过一个单位时间及两个单位时间后，分别根据上述无线信号以计算第二电子装置与第一电子装置之间的距离以及计算第二电子装置于各个单位时间内移动的位移。最后，以第一电子装置的当前位置作为参考点，并根据前述所计算第一、第二电子装置之间的距离，以及第二电子装置的位移，计算第二电子装置相对于第一电子装置的相对位置。

Description

装置相对位置的判定方法及电子装置

技术领域

本发明是有关于一种定位技术，且特别是有关于一种装置相对位置的判定方法及电子装置。

背景技术

近年来，随着电子科技及通讯技术的不断演进及改良，诸如手机、智能型手机等不占空间且可随身携带的电子装置也推陈出新。这些市面上的移动装置莫不整合多项功能以提升其竞争力，除了一般的照相、通话、上网功能之外，现在连全球定位***(GlobalPositioning System,GPS)与电子地图也都整合在手持通讯装置上，使用者可随时随地通过移动装置的定位功能掌握本身所在的位置。

GPS是结合卫星与无线通讯的一种定位技术，其能提供精确的定位、速度及时间信息。GPS可与电子地图结合，而能够将其定位所得的定位信息显示在电子地图上，以提供给使用者了解其目前所在位置。

然而，GPS只能应用在可接收到卫星信号的场所，当使用者进入例如室内等GPS即无法接收到卫星信号的地方或是使用者没有开启GPS定位功能的时候，也就失去了定位功能。此时，若使用者需要了解自身所在位置，或是想要了解其它人在该场所内的相对位置，通常只能由双方自我观察周围建筑或对象的特征，并以电话联系的方式告知对方，以便对方找寻，结果往往会花费不少时间在找寻过程中。因此，有必要提供一种可应用于室内的定位方式，来帮助使用者得知其它人相对于自己的相对位置。

发明内容

本发明提供一种装置相对位置的判定方法及电子装置，可取得其它电子装置相对于本身的相对位置。

本发明的装置相对位置的判定方法，适于由第一电子装置检测并判定其周围第二电子装置的相对位置。此方法是根据与第二电子装置之间的无线信号，计算第二电子装置与第一电子装置的第一距离。经过第一单位时间后，根据无线信号以计算第二电子装置与第一电子装置的第二距离，以及计算第一电子装置于第一单位时间内移动的第一位移。再经过第二单位时间后，根据无线信号以计算第二电子装置与第一电子装置之间的第三距离以及计算第一电子装置于第二单位时间内移动的第二位移。最后，以第一电子装置的当前位置作为参考点，将上述第一距离、第一位移与第二距离，以及第二位移与第三距离计算第二电子装置相对于第一电子装置的第一相对位置。

在本发明的一实施例中，所述方法还在经过k-1个单位时间后，根据无线信号以计算第二电子装置与第一电子装置之间的第k距离，在经过k个单位时间后，根据无线信号以计算第二电子装置与第一电子装置之间的第k+1 距离，以及计算第一电子装置于第k个单位时间内移动的第k位移，其中k 为正整数。依据上述第k位移、第k-1距离以及第k距离，计算第k-1单位时间时第二电子装置相对于第一电子装置的第k相对位置以及第k单位时间后第二电子装置相对于第一电子装置的第k+1相对位置之间误差最小的值以确定第二电子装置相对于第一电子装置的第k相对位置。

在本发明的一实施例中，所述方法还存取先前计算的第二电子装置相对于第一电子装置的第一相对位置至第k个相对位置，而以第一电子装置的当前位置作为参考点，根据上述第一位移至第k位移，分别将第一相对位置至第k个相对位置修正为相对于参考点的k个修正位置。以参考点为中心，以图形化界面显示所述修正位置，以表示第二电子装置相对于参考点的移动轨迹。

在本发明的一实施例中，在上述计算第一电子装置于第一单位时间内所移动的第一位移，且根据无线信号计算第二电子装置相对于第一电子装置的第二距离的步骤之后，所述方法还由第二电子装置计算其于第一单位时间内所移动的第三位移，并传送给第一电子装置。然后，以第一电子装置作为参考点，根据上述第一距离、第一位移与第三位移的差以及第二距离计算第二电子装置相对于第一电子装置的第一相对位置。

在本发明的一实施例中，上述根据与第二电子装置之间的无线信号，计算第二电子装置与第一电子装置的第一距离的步骤是在发送无线信号后，接收第二电子装置响应无线信号回传的反馈信号，再计算自发送无线信号至接收到上述反馈信号所经过的往返时间，而根据上述往返时间与无线信号的传送速度来计算第一距离。

在本发明的一实施例中，上述计算第一电子装置与第二电子装置之间的第一距离步骤是在发送无线信号后，接收第二电子装置响应无线信号回传的反馈信号，再将此反馈信号的信号强度与距离对照表比对以取得第一距离。

在本发明的一实施例中，上述计算第一电子装置与第二电子装置之间的第一距离步骤还包括开启一特定应用程序，以及以近场通讯方式与该第二装置进行沟通以进行认证及/或配对程序。

在本发明的一实施例中，上述计算第一电子装置于单位时间内移动的第一位移的步骤是利用加速度计、陀螺仪以及罗盘所接收的感测信息计算上述第一位移。

在本发明的一实施例中，在上述计算第一电子装置与第二电子装置之间的第一相对位置的步骤之后，所述方法还以参考点为中心，以图形化界面显示上述第一相对位置。

在本发明的一实施例中，在经过单位时间后，所述方法还利用定位单元对第一电子装置进行定位，以取得第一电子装置的第一绝对位置。然后，根据第一绝对位置与第一相对位置，计算第二电子装置的第二绝对位置。

在本发明的一实施例中，在经过单位时间后，所述方法还由第二电子装置利用定位单元进行定位，以取得第二绝对位置，并将第二绝对位置传送给第一电子装置，而由第一电子装置根据上述第二绝对位置与第一相对位置，计算第一电子装置的第一绝对位置。

本发明的装置相对位置的电子装置，此电子装置包括无线通讯单元、感测器、储存单元及处理单元，其中无线通讯单元用以与第二电子装置传送无线信号，储存单元用以记录模块。处理单元是连接无线通讯单元、感测器及储存单元，而用以存取并执行储存单元中记录的模块，上述模块包括距离计算模块、位移计算模块及相对位置计算模块，其中距离计算模块根据无线信号，计算第二电子装置与电子装置之间的第一距离。在经过第一单位时间后，距离计算模块根据无线信号以计算第二电子装置与电子装置的第二距离，以及位移计算模块利用感测器检测并计算电子装置于第一单位时间内移动的第一位移。再经过第二单位时间后，距离计算模块次根据该无线信号以计算第二电子装置与电子装置之间的第三距离，以及位移计算模块利用感测器检测并计算电子装置于第二单位时间内移动的第二位移。相对位置计算模块以电子装置的当前位置作为参考点，将第一距离、第一位移与第二距离，以及第二位移与第三距离计算第二电子装置相对于电子装置的第一相对位置。

在本发明的一实施例中，其中距离计算模块在经过k个单位时间后，利用无线通讯单元发送无线信号以检测第二电子装置，距离计算模块并依据无线信号计算第二电子装置与电子装置之间的第k距离，以及位移计算模块通过感测器计算电子装置于第k个单位时间内移动的第k位移，其中k为正整数。并且，相对位置计算模块依据第k位移、第k-1距离以及第k距离，且计算第k-1单位时间时第二电子装置相对于电子装置的第k-1相对位置以及第k单位时间后第二电子装置相对于电子装置的第k相对位置误差最小的值，并依据上述计算结果来确定第二电子装置相对于电子装置的第k相对位置。

在本发明的一实施例中，上述的电子装置还包括显示单元，且电子装置的模块还包括显示模块。其中，相对位置计算模块经由储存单元存取先前计算的第二电子装置相对于电子装置的第一相对位置至第k-1个相对位置，以电子装置的当前位置作为参考点，根据第一位移至第k-1位移，分别修正第一相对位置至第k-1个相对位置为相对于参考点的k-1个修正位置，以及显示模块以参考点为中心，利用图形化界面显示修正位置于显示单元，以表示第二电子装置相对于参考点的移动轨迹。

在本发明的一实施例中，上述的第二电子装置包括计算其于单位时间内所移动的第二位移，并传送给电子装置。其中，相对位置计算模块还以电子装置作为参考点，将第一距离、第一位移与第二位移的差以及第二距离作为三角形的三个边，利用三角不等式计算第二电子装置相对于电子装置的第一相对位置。

在本发明的一实施例中，上述的距离计算模块还利用无线通讯单元发送无线信号并接收第二电子装置响应无线信号回传的反馈信，且计算自发送无线信号至接收到反馈信号所经过的往返时间。并且，距离计算模块还根据往返时间与无线信号的传送速度来计算第一距离。

在本发明的一实施例中，上述的距离计算模块还利用无线通讯单元发送上述无线信号并接收第二电子装置响应无线信号回传的反馈信号。并且，距离计算模块还依据上述反馈信号的信号强度与距离对照表比对以取得第一距离。

在本发明的一实施例中，上述的电子装置还包括一特定应用程序，其中在该特定应用程序开启后，该电子装置以近场通讯方式与该第二装置进行沟通以进行认证及/或配对程序。

在本发明的一实施例中，上述的感测器包括加速度计、陀螺仪以及罗盘其中之一或其组合。

在本发明的一实施例中，上述的电子装置还包括定位***，此定位***连接处理单元。定位***定位电子装置，以取得电子装置的第一绝对位置，且上述模块还包括绝对位置计算模块，绝对位置计算模块还根据第一绝对位置与第一相对位置，计算第二电子装置的第二绝对位置。

在本发明的一实施例中，其中第二电子装置利用定位***进行定位，以取得一第二绝对位置，并传送给判定电子装置，且上述的模块还包括绝对位置计算模块，绝对位置计算模块根据上述第二绝对位置与第一相对位置，计算电子装置的第一绝对位置。

基于上述，本发明的装置相对位置的判定方法及电子装置在单位时间前后分别利用无线信号检测且计算与第二电子装置之间的距离，计算单位时间内此电子装置所移动的位移，且依据上述位移以及两个不同时间点计算的距离来计算第二电子装置相对于此电子装置的相对位置。藉此，使用者利用与其它装置的距离和自身的位移而不通过定位***，仍可得知其它装置相对于自己的相对位置。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明一实施例所绘示的装置相对位置的电子装置的方块图。

图2是依照本发明一实施例所绘示的装置相对位置的判定方法的流程图。

图3是依照本发明一实施例所绘示的装置相对位置的判定方法的示意图。

图4A及4B是依照本发明一实施例所绘示的装置相对位置的判定方法的范例。

图5是依照本发明另一实施例所绘示的装置相对位置的判定方法的示意图。

图6A及6B是依照本发明另一实施例所绘示的装置相对位置的判定方法的范例。

图7是依照本发明再一实施例所绘示的装置相对位置的判定方法的示意图。

图8是依照本发明再一实施例所绘示的装置相对位置的判定方法的范例。

图9是依照本发明再一实施例所绘示的装置相对位置的判定方法的示意图。

[标号说明]

10、20、50、55、70、75、91～99：电子装置

12：无线通讯单元 14：感测器

16：储存单元 161：距离计算模块

162：位移计算模块 163：相对位置计算模块

S210～S270：步骤 401、601～616：点

t：单位时间 r₀～r_k、L1、L2：距离

d₁～d₃、d_A，1、d_B，1：位移

向量

A₀、A₁、A₁’、B₀、B₁、P₀～P_k、Q：端点

E、e_d、e_r：误差

具体实施方式

本发明是由电子装置利用无线信号检测周围其它电子装置，并根据这些电子装置反馈信号的信号强度或信号往返时间等信息推算电子装置移动在单位时间前后与其它电子装置之间的距离。另一方面，本发明还利用电子装置本身配备的加速度计(accelerometer)、陀螺仪(gyro sensor)、电子罗盘(compass) 等感测器检测并计算电子装置在上述单位时间内移动的位移，从而与上述装置间的距离信息结合，利用例如三角关系推算出其它电子装置相对于电子装置本身的相对位置，最后再以图形化界面的方式将这些电子装置的相对位置显示在电子装置的屏幕上，也可显示这些电子装置的移动轨迹。藉此，使用者便可从电子装置显示的图形化界面得知其它电子装置的相对位置，也可参考移动的轨迹路线，让使用者更容易找到其它电子装置的使用者。

图1是依照本发明一实施例所绘示的用以电子装置相对位置的电子装置的方块图。请参照图1，本实施例的电子装置10包括无线通讯单元12、感测器14、储存单元16及处理单元18。电子装置10可以是例如移动电子装置，包括手机、平板计算机、笔记本型计算机等电子装置或车用电子装置，在此不设限。

无线通讯单元12可支持至少一种下列无线信号传输的技术：无线保真直连(WiFiDirect)、蓝牙、近场通讯(Near Field Communication；NFC)、装置到装置(Device todevice；D2D)通讯等无线通讯技术，但不仅限于此。

感测器14可以是加速度计、陀螺仪、电子罗盘等用以检测电子装置移动相关信息的感测器或这些感测器的组合。

储存单元16可以是任何型态的固定或可移动随机存取存储器(random accessmemory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、闪存(flash memory)或类似元件或上述元件的组合。在本实施例中，储存单元110用以记录距离计算模块161、位移计算模块162及相对位置计算模块163。这些模块例如是储存在储存单元16中的程序，其可加载电子装置10的处理单元18，而执行装置相对位置的判定功能。

处理单元18分别与无线通讯单元12、感测器14及储存单元16连接。处理单元18可以是中央处理单元(Central Processing Unit；CPU)，或是其它可编程的一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器 (Digital Signal Processor；DSP)、可编程控制器、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit；ASIC)或其它类似元件或上述元件的组合。在本实施例中，处理单元18用以存取并执行上述储存单元16中记录的模块，藉以实现本发明实施例的装置相对位置的判定方法。

图2是依照本发明一实施例所绘示的装置相对位置的判定方法的流程图。图3是依照本发明一实施例所绘示的装置相对位置的判定方法的示意图。请同时参照图1、图2及图3，本实施例的方法适用于上述的电子装置10，其中图3绘示电子装置10与其周围的另一个电子装置20之间的位置关系。以下即搭配图1中电子装置10的各项元件，说明本实施例方法的详细流程。

在步骤S210中，距离计算模块161依据无线通讯单元12与电子装置20 之间传送的无线信号，计算电子装置10与电子装置20的第一距离r₀。其中，在一实施例中，距离计算模块161可利用无线通讯单元12自发送无线信号至接收到电子装置20反馈信号所经过的时间或是信号强度推算电子装置10与电子装置20之间的距离。

详言之，在一实施例中，距离计算模块161利用无线通讯单元12发送无线信号，并接收电子装置20响应此无线信号回传的反馈信号，从而计算无线通讯单元12自发送无线信号至接收到反馈信号所经过的往返时间(Round Trip Time；RTT)。最后，根据此往返时间与无线信号的传送速度，距离计算模块 161即可计算出电子装置10与电子装置20之间的第一距离r₀。此第一距离 r₀例如是往返时间与无线信号的传送速度的乘积的一半。其中，距离计算模块161可通过无线通讯单元12传送因特网控制信息协议(internet control messageprotocol；ICMP)封包或其它数据给电子装置20，以便计算往返时间，在此不设限。

在另一实施例中，距离计算模块161亦可依据无线通讯单元12所检测到由电子装置20响应无线信号所发送的反馈信号的信号强度或是由电子装置 20本身主动发送的无线信号的信号强度，通过例如比对距离对照表以取得第一距离r₀。具体而言，距离计算模块161在利用无线通讯单元12接收反馈信号后，可依据此反馈信号的信号强度，查询预先储存在储存模块16中的一个信号强度与距离对照表，从而得到反馈信号的信号强度所对应的距离，而用以作为电子装置10与电子装置20之间的第一距离r₀。

需说明的是，在一实施例中，电子装置10在检测电子装置20之前，还可先利用无线通讯单元12所支持的无线通讯技术(例如，WiFi Direct、蓝牙、近场通讯等)，并可搭配特定的应用程序或网络服务，与电子装置20进行沟通以进行认证(authentication)或配对(pairing)程序，以建立信号传递的信道。此进行沟通的动作可代表电子装置10欲开始使用追踪电子装置20的相对位置的功能，亦即开始判定电子装置20的相对位置。配对后，电子装置10及电子装置20即可通过此信道传递无线信号，以便进行距离估测。例如，两位分别持有电子装置10及电子装置20的使用者，可预先进行沟通以完成认证或配对，并在需要知道对方相对位置的时候，启动判断对方相对位置的功能，或可在需要使用判断对方相对位置的功能时，再进行沟通以认证或是配对。例如，两位使用者可开启相关的应用程序，并可通过例如近场通讯(Near Field Communication，NFC)的方式进行配对，并直接以进行配对的位置作为起点，并开始追踪对方的相对位置，并可将起点以及彼此的移动轨迹显示在电子装置上。

而在其它实施例中，若电子装置10已知电子装置20的无线通讯单元的装置识别码(device ID)时，亦可于配对的过程中，依据电子装置20响应的反馈信号的信号强度，直接计算电子装置10与电子装置20之间的第一距离r₀。上述计算第一距离r₀的方法仅为示例，应用本实施例者可依其需求而调整测量往返时间及信号强度的方法或是使用其它方法计算第一距离r₀，本发明对此并不限制。

回到图2的流程，在经过单位时间t后，在步骤S230中，距离计算模块 161会再次利用无线通讯单元12发送无线信号以检测电子装置20，并据以计算电子装置10与电子装置20的第二距离r₁。同时，位移计算模块162还会计算电子装置于单位时间t内移动的第一位移d₁。其中，距离计算模块161 计算第二距离r₁的方法与上述计算第一距离r₀的方法相同，在此不再赘述。

在本实施例中，位移计算模块162可利用电子装置10本身配备的加速度计、陀螺仪或电子罗盘等感测器检测电子装置10在移动单位时间t内移动的第一位移d₁。具体而言，三轴加速度计的加速度计可检测三个轴向的加速度运动，而通过所检测到的加速度便可计算出每一个轴向的位移量。例如，加速度经过两次积分后即可得到位移量。此外，陀螺仪可检测电子装置10的旋转量，电子罗盘则可检测电子装置10的方位。藉此，电子装置10便可通过方位推估(Dead Reckoning；DR)或惯性导航(inertial navigation)等定位方式得知第一位移d₁的移动距离与移动方向。

在又经过单位时间t(即，总共经过2个单位时间t)后，在步骤S250中，距离计算模块161会再次利用无线通讯单元12发送无线信号以检测电子装置 20，并据以计算电子装置10与电子装置20的第三距离r₂。同时，位移计算模块162还会计算电子装置于此单位时间t内移动的第二位移d₂。其中，距离计算模块161计算第三距离r₂的方法与上述计算第一距离r₀的方法相同，在此不再赘述。

最后，在步骤S270中，相对位置计算模块163将以电子装置10的当前位置作为参考点，根据上述计算的第一距离r₀、第一位移d₁与第二距离r₁，以及第二位移d₂与第三距离r₂计算电子装置20相对于电子装置10的第一相对位置。其中，相对位置计算模块163例如会先将上述计算的第一距离r₀、第一位移d₁与第二距离r₁作为三角形的三个边，利用三角不等式计算在经过单位时间t之后，电子装置20相对于电子装置10的相对位置，然后再将上述计算的第二距离r₁、第二位移d₂与第三距离r₂作为三角形的三个边，利用三角不等式计算在经过2个单位时间t之后，电子装置20相对于电子装置10 的相对位置。其中，本实施例进一步利用第二距离r₁、第二位移d₂与第三距离r₂来计算电子装置20在第二个单位时间t后的位置，再将此位置与第一个单位时间t后所计算的电子装置20的位置进行比较，藉以更确认电子装置20 的位置。

具体而言，图4A及4B是依照本发明一实施例所绘示的装置相对位置的判定方法的范例。请同时参照图3及图4A，图4A是以图3中电子装置20 的位置作为Q端点(即，坐标(0,0))，并以P₀及P₁端点分别代表电子装置10 在单位时间t前的所在位置以及电子装置10的当前位置。

图4A中P₀端点至Q端点的距离r₀即为图3中的第一距离r₀，图4A中 P₁端点至Q端点的距离r₁即为图3中的第二距离r₁，图4A中向量即为图3中的第一位移d₁。假设P₁端点相对于Q端点为向量则向量符合下列方程式(1)及(2)：

将图4A 中距离r₁、r₂及向量作为三角形的三个边，则依据三角不等式的方程式(3)：

将方程式(1)及(2)代入方程式(3)中，即可计算出P₁端点的坐标(P_x,P_y)，其中

且其中

接着，以P₁端点为参考点，并依据计算的坐标(P_x,P_y)即可得知Q端点相对于P₁端点的相对位置(即，电子装置20相对于电子装置10的第一相对位置)。为方便使用者检视电子装置20相对于电子装置10的第一相对位置，电子装置10还可将此第一相对位置显示在显示单元(未绘示)上，此显示单元可以是液晶显示器(Liquid Crystal Display；LCD)、有机电激发光显示器(Organic Electro-Luminescent Display；OELD)等显示器，且不受限于此。

电子装置10例如由记录于储存单元16中的显示模块(未绘示)以参考点 (即电子装置10的当前位置)作为中心，而于显示单元上以图形化界面显示第一相对位置。请参照图4B，图4B中的多个同心圆代表相对于电子装置10的不同距离，例如，最靠近中心点的同心圆代表距离电子装置10十公尺的距离，其它同心圆依此类推。图4B中多个同心圆对应的实际距离仅为示例，在其它实施例中，同心圆对应的实际距离可依据电子装置20相对于电子装置10的相对位置而变动，且不受限于此。图4B中的点401即为电子装置20相对于电子装置10的第一相对位置。

藉此，使用者便可在不使用全球定位***的情况下，直接利用电子装置的点对点传输技术(例如，WiFi Direct、Bluetooth、近场通讯等)测量其与其它装置的距离，且利用电子装置的感测器(例如，加速度计、陀螺仪感测器及罗盘感应器等感测器的组合)的检测得知自己的位移，据此即可推算出周围其它装置相对于自己的相对位置。例如，当使用者与其它朋友在拥挤的室内演唱会或是卖场中，使用者便可通过本发明实施例中的电子装置得知朋友的所在位置；当使用者位于大型室内停车场时，使用者便可通过本发明实施例中的电子装置而得知自己车辆停放的位置，例如当电子装置判断与车辆的联机分离时，即代表使用者已下车离开车辆，此时电子装置则开始检测离开车辆之后的位移，以让使用者可以循着位移路径返回以寻找车辆的停放位置；或者，当使用者与小孩同在户外或是百货公司中，除了可通过本发明实施例中的电子装置而得知小孩的所在位置以及移动的轨迹路径，当小孩离开设定距离范围(例如，两百公尺)时，家长电子装置更可发出警示消息以通知使用者(例如，发出声响或于显示单元上显示警示消息)，或是小孩的电子装置发出警示消息提醒小孩已经远离了家长超过了设定的距离，此时家长即可参考家长电子装置所显示的小孩电子装置的位置，并可通过小孩电子装置的移动轨迹，快速地寻找到小孩。若家长电子装置本身有移动，也可同时参考家长电子装置以及小孩电子装置的移动轨迹以寻找小孩位置。

上述实施例中的电子装置是经由两次位移得知其它位置相对于自身的相对位置。而在另一实施例中，本发明实施例的装置相对位置的判定方法更可通过多次位移来提升所计算的相对位置的精确度。

举例来说，图5是依照本发明另一实施例所绘示的装置相对位置的判定方法的示意图。图5中的电子装置50是使用者所携带的装置，而电子装置 55则是使用者周围的装置，其中每经过一个单位时间t，电子装置50即会根据上述实施例中的方法检测电子装置55并据以计算其与电子装置55之间的距离r₁、r₂、r₃及r₄，并且还会计算其在每个单位时间t内的位移d₁、d₂及d₃。以此类推，在经过k个单位时间t后，电子装置50可通过发送或接收无线信号以检测电子装置55，并且计算其与电子装置55之间的第k+1距离，并计算其于第k个单位时间t内移动的第k位移，其中k为正整数。而依据上述的第k位移、第k距离以及第k+1距离，电子装置50即可计算出第k-1单位时间时电子装置55相对于电子装置50的第k-1相对位置以及第k单位时间后电子装置55相对于电子装置50的第k相对位置误差最小的值，藉以确定电子装置55相对于电子装置50的第k相对位置。

具体而言，图6A及6B是依照本发明另一实施例所绘示的装置相对位置的判定方法的范例。请同时参照图5及图6A，图6A是以图5中电子装置55 的位置作为Q端点(即，坐标(0,0))，并以P_k及P_k-1端点分别代表电子装置50 在第k及第k-1单位时间t的所在位置。

图6A中P_k-1端点与Q端点相距为距离r_k-1，图6A中P_k端点与Q端点相距为距离r_k，图6A中向量即代表电子装置50第k单位时间t内的位移。假设P_k端点相对于Q端点为向量P_k-1端点相对于Q端点为向量由于距离r_k与向量为分别通过无线通讯单元与感测器测量的值，因此通过下列方程式(6)及(7)分别计算其误差e_d及e_r：

并且依据最大相似估测(maximum likelihood estimation)法假设合并误差E为：

且误差E符合下列方程式(9)及(10)：

最后，通过最小化此误差E，而可得到：

藉此，本发明实施例的装置相对位置的判定方法便可将测量的误差最小化，以确定电子装置55相对于电子装置50的相对位置。而在一实施例中，电子装置50还可由显示模块更将所有先前计算的电子装置55相对于电子装置50的相对位置以图形化界面显示于显示单元上，以方便使用者检视电子装置55的移动轨迹。

举例而言，电子装置50可存取其先前计算的电子装置55相对于电子装置50的第一相对位置至第k-1个相对位置，而以电子装置50的当前位置作为参考点，根据其先前计算的第一位移至第k-1位移(分别以电子装置在经过第一至第k-1的单位时间后所在的当前位置作为参考点)，分别将上述的第一相对位置至第k-1个相对位置修正为相对于当前参考点的k-1个修正位置。例如，若以电子装置50的当前位置作为原点(0,0)，当电子装置55相对于电子装置50的第五相对位置为(7,8)，电子装置55相对于电子装置50的第四相对位置为(5,1)，且前一个单位时间的位移为(2,3)，则第四相对位置可修正为坐标(3,-2)。其余修正位置则依此类推，在此不再赘述。

此外，电子装置50还可由显示模块以参考点(即电子装置50的当前位置) 作为中心，而于显示单元上以图形化界面显示上述的修正位置，以表示电子装置55相对于参考点的移动轨迹。举例而言，请参照图6B，图6B中的点 601代表电子装置55当前相对于电子装置10的相对位置，而点611至616 分别代表修正后的电子装置55于之前各单位时间相对于电子装置50的当前位置的相对位置。

在一实施例中，电子装置50可预先存取或是实时下载所在位置的地图，例如，卖场、停车场等场所的地图，而可通过显示模块将此地图与上述移动轨迹合并显示在显示单元上，以方便使用者依据此“显示在地图上的移动轨迹”来快速找到前往电子装置55所在位置的最佳路经。在此实施例中，使用者可通过在地图上点选的方式或是通过选单的方式选择使用者电子装置50 目前的位置，或是可通过定位***定位电子装置50的目前位置，而显示在电子地图上。在其它实施例中，电子装置50还可由路径规划模块(未绘示)依据地图信息与移动轨迹计算使用者前往电子装置55所在位置的最佳路径。而在其它实施例中，也可通过距离计算模块，计算使用者与电子装置55之间的直线计离，也可根据路径规划模块所规划的路径计算路径距离。

藉此，本发明实施例的装置相对位置的判定方法可提供使用者周围其它装置相对于使用者当前位置的移动轨迹，以方便使用者了解其它装置的移动状态，进而方便使用者前往其它装置的所在位置。需说明的是，上述实施例皆应用在电子装置20固定不动，而电子装置10移动的情况。在另一实施例中，当电子装置10及电子装置20皆移动时，本发明实施例的装置相对位置的判定方法亦可取得电子装置20相对于电子装置10的相对位置。以下则再举一实施例详细说明。

图7是依照本发明再一实施例所绘示的装置相对位置的判定方法的示意图。图7中的电子装置70是使用者所携带的装置，而电子装置75则是使用者周围的装置，其中电子装置70例如会根据上述实施例中的方法在单位时间 t前后检测电子装置75并计算其与电子装置75之间的第一距离L1及第二距离L2，同时也计算其在单位时间t内移动的第一位移d_A,1。与前述实施例不同的是，在本实施例中，电子装置75会计算其于单位时间t内移动的第二位移d_B,1，并通过无线通讯单元传送给电子装置70，此第二位移d_B,1的计算方法亦可参照图2及3的相关说明，在此不再赘述。接着，电子装置70将以其当前位置作为参考点，将第一距离L1、第一位移d_A,1与第二位移d_B,1的差以及第二距离L2作为三角形的三个边，利用三角不等式计算电子装置75相对于参考点(即电子装置70的当前位置)的第一相对位置。

具体而言，图8是依照本发明再一实施例所绘示的装置相对位置的判定方法的范例。请同时参照图7及图8，图8是以图7中电子装置75的初始位置作为B₀端点(即，坐标(0,0))，并以图7中电子装置70的初始位置作为A₀端点。此外，A₁及B₁端点则分别代表单位时间t后电子装置70及75的所在位置。

图8中A₀端点至B₀端点的距离L₁即为图7中的第一距离L₁，图8中 A₁端点至B₁端点的距离L₂即为图7中的第二距离L₂，图8中向量代表图 7中的第一位移d_A,1，且图8中向量代表为图7中的第二位移d_B,1。假设 B₀端点向右平行于A₁端点与B₁端点的连线而延伸距离L₂可产生A₁’端点，且以A₀端点为基准至A₁’端点的向量为。由A₀、A₁、B₀及A₁’端点连线可形成平行四边形，而向量为向量与的差。将图8中距离L₁、L₂及向量作为三角形的三个边，则依据图4A说明的三角不等式即可得知 A₁’端点的坐标以及以B₀端点为基准至A₁’端点的向量。由于A₀、A₁、B₀及A₁’端点连线为平行四边形，故以B₁端点为基准至A₁端点的向量亦为。最后，再以A₁端点作为参考点，则可推得电子装置75当前相对于电子装置70的第一相对位置。

藉此，在使用者与其朋友都有移动的情况下，使用者依然可通过本发明实施例的装置相对位置的判定方法取得其朋友相对于自己的相对位置。

需说明的是，上述实施例均在不使用定位***的情况下取得其它装置相对于自己的相对位置。然而，在一实施例中，当使用者所携带的电子装置或其周围的其它装置其中一个能够使用定位***来定位时，本发明实施例的装置相对位置的判定方法还可将上述取得的相对位置与此处装置定位所得的绝对位置(例如，经纬度坐标)结合，从而推知所有装置的绝对位置。

举例而言，图9是依照本发明再一实施例所绘示的应用装置相对位置的判定方法的示意图。请参照图9，电子装置91至99可利用上述实施例的方法分别检测邻近的电子装置并取得其与这些电子装置的相对位置，取得相对位置的方法请参照图2至图8的相关说明，在此不再赘述。在一实施例中，假设使用者所携带的电子装置91配备有定位***(未绘示)，此定位***可支持至少一种下列***：全球定位***(Global Positioning System，GPS)、辅助全球卫星定位***(Assisted Global Positioning System，AGPS)、伽利略定位***(Galileo Positioning System)或全球导航卫星***(GLObal NAvigation SatelliteSystem，GLONASS)，但不受限于此，也可利用基站或是WiFi热点进行定位。其中，电子装置91可由定位***进行定位，以取得其所在的绝对位置(例如，GPS经纬度坐标)，且电子装置91可由绝对位置计算模块(未绘示) 根据其所在的绝对位置及电子装置95相对于电子装置91的相对位置，计算电子装置95的绝对位置(例如，将相对位置的坐标转换成经纬度坐标，再依据方向与绝对位置相加减)。其余电子装置依此类推，亦可取得各自的绝对位置。

在另一实施例中，假设使用者携带的电子装置91无法使用定位***，但电子装置92具备定位***。则电子装置92可利用定位***进行定位，以取得其所在的绝对位置，并将此绝对位置传送给电子装置91。藉此，电子装置 91即可由绝对位置计算模块(未绘示)根据所接收的电子装置92的绝对位置与电子装置92相对于电子装置91的相对位置，计算出电子装置91的绝对位置 (例如，相对位置的坐标转换成经纬度坐标，再依据方向与第一绝对位置相加减)。其余电子装置依此类推，亦可取得各自的绝对位置。

在另一实施例中，假设电子装置91至99的使用者无法使用，但电子装置91至99的使用者的其中之一知道目前其所在的绝对位置，则此使用者可通过在地图上点选的方式或是通过选单的方式选择目前的位置，并将此目前的绝对位置传送给其余电子装置，则其余电子装置亦可取得各自的绝对位置。

藉此，当电子装置彼此通过无线信号(例如，WiFi)建立连线后，即可形成如同图9中的拓扑网络，仅需要其中一台电子装置能够通过定位***定位或接受目前绝对位置的信息，则拓扑网络中的其它电子装置亦推知各自所在的绝对位置。

此外，在另一实施例中，当两位分别持有电子装置10及电子装置20的使用者启动判断对方相对位置的功能并利用例如NFC完成证证或配对后，电子装置10及20可以目前的位置当作起始点，并利用感测器，例如加速度计、陀螺仪以及罗盘等，分别检测并计算位移的轨迹路径，再将本身的位移轨迹路径互相分享给另一电子装置，如此电子装置10及20即可通过起始点的信息以及电子装置10及20的位移轨迹路径信息推算对方的相对位置；或者可单方向地由电子装置20将自己的位移轨迹路径分享给电子装置10，则电子装置10即可推算电子装置20的相对位置。如此，可单纯地利用两台电子装置的位移轨迹路径而推算对方的相对位置，而不需要以三角定位法计算。

并在需要知道对方相对位置的时候，启动判断对方相对位置的功能，或可在需要使用判断对方相对位置的功能时，再进行沟通以认证或是配对。例如，两位使用者可开启相关的应用程序，并可通过例如NFC的方式进行配对，并直接以进行配对的位置作为起点，并开始追踪对方的相对位置，并可将起点以及彼此的移动轨迹显示在电子装置上。

综上所述，本发明装置相对位置的判定方法及电子装置通过电子装置在两个不同时间点分别传送或接收无线信号以检测周围其它装置，并测量这些装置回传信号的信号强度或往返时间，从而可计算出电子装置与其它装置之间的距离。此外，通过感测器检测电子装置本身的位移，即可将上述计算的距离与此位移结合来计算其它装置相对于电子装置的相对位置，最后将这些电子装置的相对位置以图形化界面显示在电子装置的屏幕上。藉此，使用者便可在室内或其它无法或不欲使用定位***的地方，得知周围其它装置相对于自己的相对位置。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims

1.一种装置相对位置的判定方法，用于由一第一电子装置判定一第二电子装置的一相对位置，该方法包括下列步骤：

根据与该第二电子装置之间的一无线信号，计算该第二电子装置与该第一电子装置之间的一第一距离；

经过一第一单位时间后，根据该无线信号以计算该第二电子装置与该第一电子装置之间的一第二距离以及计算该第一电子装置于该第一单位时间内移动的一第一位移；

该第二电子装置计算其于该第一单位时间内所移动的一第三位移，并传送给该第一电子装置；以及

以该第一电子装置作为一参考点，根据该第一距离、该第一位移与该第三位移的差以及该第二距离计算该第二电子装置相对于该第一电子装置的一第一相对位置。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

开启一特定应用程序；以及

以近场通讯方式与一第二装置进行沟通以进行认证及/或配对程序。

3.根据权利要求1所述的方法，其中计算该第一电子装置与该第二电子装置之间的该第一距离的步骤包括：

发送该无线信号；

接收该第二电子装置响应该无线信号回传的一反馈信号；以及

依据该反馈信号的一信号强度，比对一距离对照表以取得该第一距离。

4.根据权利要求1所述的方法，其中计算该第一电子装置于该第一单位时间内移动的该第一位移的步骤包括：

利用加速度计、陀螺仪、电子罗盘或其组合所接收的感测信息计算该第一位移。

5.根据权利要求1所述的方法，其中计算该第一电子装置与该第二电子装置之间的该第一相对位置的步骤之后，还包括：

以该参考点为中心，以图形化界面显示该第一相对位置。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在经过该第一单位时间后，还包括：

利用一定位***定位该第一电子装置，以取得该第一电子装置的一第一绝对位置；以及

根据该第一绝对位置与该第一相对位置，计算该第二电子装置的一第二绝对位置。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在经过该第一单位时间后，还包括：

该第二电子装置利用一定位***进行定位，以取得一第二绝对位置，并传送给该第一电子装置；以及

该第一电子装置根据该第二绝对位置与该第一相对位置，计算该第一电子装置的一第一绝对位置。

8.一种电子装置，包括：

一距离计算模块，根据该电子装置的一无线通讯单元与另一电子装置传送的一无线信号，计算该另一电子装置与该电子装置之间的一第一距离，经过一第一单位时间后，根据该无线信号计算该另一电子装置与该电子装置的一第二距离；

一位移计算模块，利用至少一感测器检测并计算该电子装置于该第一单位时间内移动的一第一位移；以及

一相对位置计算模块，

其中该另一电子装置计算其于该第一单位时间内所移动的一第三位移，并传送给该电子装置，其中

该相对位置计算模块还以该电子装置作为一参考点，将该第一距离、该第一位移与该第三位移的差以及该第二距离作为一三角形的三个边，利用一三角不等式计算该另一电子装置相对于该电子装置的一第一相对位置。

9.根据权利要求8所述的电子装置，还包括一特定应用程序，其中在该特定应用程序开启后，该电子装置以近场通讯方式与一第二装置进行沟通以进行认证及/或配对程序。

10.根据权利要求8所述的电子装置，其中该距离计算模块还利用该无线通讯单元发送该无线信号并接收该另一电子装置响应该无线信号回传的一反馈信号，以及依据该反馈信号的一信号强度，比对一距离对照表以取得该第一距离。

11.根据权利要求8所述的电子装置，其中所述感测器包括加速度计、陀螺仪、罗盘其中之一或其组合。

12.根据权利要求8所述的电子装置，还包括：

一绝对位置计算模块，利用一定位***定位该电子装置，以取得该电子装置的一第一绝对位置，根据该第一绝对位置与该第一相对位置，计算该另一电子装置的一第二绝对位置。

13.根据权利要求8所述的电子装置，其中该另一电子装置还利用一定位***进行定位，以取得一第二绝对位置，并传送给该电子装置，且该电子装置还包括：

一绝对位置计算模块，根据该第二绝对位置与该第一相对位置，计算该电子装置的一第一绝对位置。