TWI606250B

TWI606250B - Indoor positioning system and mobile terminal device

Info

Publication number: TWI606250B
Application number: TW106108594A
Authority: TW
Inventors: qi-hong Lin; jian-long Xu; Wei-Cheng Wei
Original assignee: qi-hong Lin
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2017-11-21
Also published as: TW201835601A

Description

室內定位系統及移動端裝置

本發明是有關於一種定位系統，特別是指一種室內定位系統及移動端裝置。

隨著科技的發展，例如智慧型手機等移動設備的功能也日漸增加，而透過位置移動定位服務（Location Based Service，LBS）可讓持有移動設備的使用者確定當前的位置，並提供附近景點、餐館等訊息，大幅提升現代人的生活便利性，現有的位置移動定位服務主要是利用移動設備所內建的全球定位系統（Global Positioning System，GPS）來獲得移動設備當前的位置，但因為全球定位系統的定位訊號並無法穿透建築物，在室內環境下往往無法正確定位出當前的位置。

因此針對室內定位技術，目前已經出現Wi-Fi室內定位技術，由於Wi-Fi具有高速通信和低成本的優點，且在城市、車站、機場、百貨公司等大型的室內環境都已廣設訊號節點（Access Point，N），因此透過Wi-Fi室內定位技術不需另外加裝設備，就能利用已設置的訊號節點進行定位。然而室內空間的結構布局，以及人員的分佈都會對Wi-Fi的無線訊號產生影響，因此單純依靠Wi-Fi室內定位技術所達到定位功能並不佳。

因此，本發明之目的，即在提供一種可改善先前技術之至少一缺點的移動端裝置。

於是，本發明移動端裝置，適用於實施建構在一個移動設備，並包含一個節點擷取單元、一個地磁資料庫、一個地磁擷取單元、一個地磁比對單元，及一個整合定位單元。該節點擷取單元可驅使該移動設備感應至少一個覆蓋範圍涵蓋到該移動設備的訊號節點，而輸出至少一個對應該至少一個訊號節點的節點資料，該至少一個節點資料具有一個節點座標資訊。該地磁資料庫內建有至少一個地磁分佈資料，該至少一個地磁分佈資料具有數個映對於一個樓層地圖的地磁座標資訊，及數個分別對應該等地磁座標資訊的地磁測定量。該地磁擷取單元可驅使該移動設備感應該移動設備之當前位置的地磁，而輸出一個地磁測定量。該地磁比對單元會根據該地磁擷取單元所輸出之地磁測定量，自該地磁資料庫的該至少一個地磁分佈資料中比對出對應的至少一個地磁座標資訊。該整合定位單元根據該地磁比對單元所比對出之該至少一個地磁座標資訊與該至少一個節點資料的節點座標資訊分析出一個整合定位座標。

因此，本發明之另一目的，即在提供一種可改善先前技術之至少一缺點的移動端裝置。

於是，本發明移動端裝置，適用於實施建構在一個訊號連接一個伺服設備的移動設備，並包含一個節點擷取單元、一個第一通訊控制單元，及一個整合定位單元。該節點擷取單元可驅使該移動設備感應至少一個覆蓋範圍涵蓋到該移動設備的訊號節點，而輸出至少一個對應該至少一個訊號節點的節點資料，該至少一個節點資料具有一個節點座標資訊。該地磁擷取單元可驅使該移動設備感應該移動設備之當前位置的地磁，而輸出一個地磁測定量。該第一通訊控制單元可驅使該移動設備傳送一個具有該地磁測定量的請求訊息至該伺服設備，並驅使該移動設備接收該伺服設備對應該請求訊息回傳的一個夾帶有至少一個地磁座標資訊的回應訊息。該整合定位單元根據該回應訊息的該至少一個地磁座標資訊與該至少一個節點資料的節點座標資訊，分析出一個整合定位座標。

因此，本發明之又一目的，即在提供一種可改善先前技術之至少一缺點的室內定位系統。

於是，本發明室內定位系統，適用於實施建構在一個移動設備與一個訊號連接該移動設備的伺服設備間，並包含一個移動端裝置，及一個伺服端裝置。該移動端裝置用以實施建構於該移動設備，該移動端裝置包括一個節點擷取單元、一個地磁擷取單元、一個第一通訊控制單元，及一個整合定位單元，該節點擷取單元可驅使該移動設備感應至少一個覆蓋範圍涵蓋到該移動設備的訊號節點，而輸出至少一個對應該至少一個訊號節點的節點資料，該至少一個節點資料具有一個節點座標資訊，該地磁擷取單元可驅使該移動設備感應該移動設備之當前位置的地磁，而輸出一個地磁測定量，該第一通訊控制單元可驅使該移動設備傳送一個具有該地磁測定量的請求訊息至該伺服設備，並驅使該移動設備接收該伺服設備對應該請求訊息回傳的一個夾帶有至少一個地磁座標資訊的回應訊息，該整合定位單元根據該回應訊息的該至少一個地磁座標資訊與該至少一個節點資料的節點座標資訊，分析出一個整合定位座標。該伺服端裝置用以實施建構於該伺服設備，可控制該伺服設備接收該移動設備發送之該請求訊息，該伺服端裝置包括一個地磁資料庫、一個地磁比對單元，及一個第二通訊控制單元，該地磁資料庫內建有至少一個地磁分佈資料，該至少一個地磁分佈資料具有數個映對於一個樓層地圖的地磁座標資訊，及數個分別對應該等地磁座標資訊的地磁測定量，該地磁比對單元會根據該請求訊息之地磁測定量，自該地磁資料庫的該至少一個地磁分佈資料中比對出對應的至少一個地磁座標資訊，該第二通訊控制單元會驅使該伺服設備將該至少一個地磁座標資訊夾帶於該回應訊息傳送至該移動設備。

於是，本發明室內定位系統，適用於實施建構在一個移動設備與一個訊號連接該移動設備的伺服設備間，並包含一個移動端裝置，及一個伺服端裝置。該移動端裝置用以實施建構於該移動設備，該移動端裝置包括一個節點擷取單元、一個地磁擷取單元、一個第一通訊控制單元，該節點擷取單元可驅使該移動設備感應至少一個覆蓋範圍涵蓋到該移動設備的訊號節點，而輸出至少一個對應該至少一個訊號節點的節點資料，該至少一個節點資料具有一個節點座標資訊，該地磁擷取單元可驅使該移動設備感應該移動設備之當前位置的地磁，而輸出一個地磁測定量，該第一通訊控制單元可驅使該移動設備傳送一個具有該地磁測定量與該至少一個節點資料的請求訊息至該伺服設備，並驅使該移動設備接收該伺服設備對應該請求訊息回傳的一個夾帶有一個整合定位座標的回應訊息。該伺服端裝置用以實施建構於該伺服設備，可控制該伺服設備接收該移動設備發送之該請求訊息，該伺服端裝置包括一個地磁資料庫、一個地磁比對單元、一個整合定位單元，及一個第二通訊控制單元，該地磁資料庫內建有至少一個地磁分佈資料，該至少一個地磁分佈資料具有數個映對於一個樓層地圖的地磁座標資訊，及數個分別對應該等地磁座標資訊的地磁測定量，該地磁比對單元會根據該請求訊息之地磁測定量，自該地磁資料庫的該至少一個地磁分佈資料中比對出對應的至少一個地磁座標資訊，該整合定位單元根據該至少一個地磁座標資訊與該請求訊息之該至少一個節點資料的節點座標資訊，分析出一個整合定位座標，該第二通訊控制單元會驅使該伺服設備將該整合定位座標夾帶於該回應訊息傳送至該移動設備。

本發明之功效在於：能透過移動設備偵測取得地磁測定量與該節點資料，並從該地磁測定量比對出地磁定位位置，最後再綜合該地磁定位位置與該等節點資料來計算得到該當前位置，藉此能夠在室內環境下，利用地磁來取得當前位置。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、圖2與圖4，本發明室內定位系統之第一實施例，透過軟體程式及/或電子電路方式實施建構在一個移動設備800與一個伺服設備900間，而可在一棟具有數個樓層的建築物中進行定位。該移動設備800可為智慧型手機、智慧型手錶或智慧型眼鏡等可隨身攜帶的電子產品，並具有偵測訊號節點之無線訊號的功能，該訊號節點可為無線網路基地台或Wi-Fi分享器等訊號節點（Access Point，N）、藍芽或Zigbee等無線訊號設備，該移動設備800可透過無線通訊技術訊號連接該伺服設備900，此外，該移動設備800還包含一個地磁感應器而具有偵測地磁的功能，由於移動設備800偵測訊號節點、進行無線通訊以及偵測地磁的功能已為習知技術，且非本發明之重點，故在此不再詳述。

該室內定位系統包含一個用以實施建構於該移動設備800的移動端裝置1，及一個用以實施建構於該伺服設備900的伺服端裝置2。

該移動端裝置1可為手機應用程式（mobile Nplication，NP）型式，並包括一個節點擷取單元11、一個地磁擷取單元12，及一個第一通訊控制單元13。

該節點擷取單元11可驅使該移動設備800感應數個無線訊號的覆蓋範圍涵蓋到該移動設備800的訊號節點，而輸出數個分別對應該等訊號節點的節點資料，每一個節點資料包括一個節點名稱資訊、一個節點樓層資訊、一個節點座標資訊與一個訊號強度資訊，但不以上述內容為限。以圖1來說，該移動設備800附近有五個訊號節點N1、N2、N3、N4、N5，而其中四個訊號節點N1、N2、N3、N4之無線訊號的覆蓋範圍能涵蓋到該移動設備800，而其中另一個訊號節點N5之無線訊號的覆蓋範圍未能涵蓋到該移動設備800，因此該移動設備800僅能感應到該等訊號節點N1、N2、N3、N4。

該地磁擷取單元12可驅使該移動設備800的該地磁感應器感應當前位置的地磁並輸出一個地磁測定量，該地磁測定量包括該移動設備800在世界座標系x，y兩個方向上的地磁強度值。在本實施例中，該移動設備800在使用時若任意擺置，會使得該地磁感應器所感應的地磁方向與世界座標系不相吻合，因此該地磁擷取單元12會透過該移動設備800的加速度感應器取得x方向與y方向的加速度值，再經過座標系統轉換，而得到該移動設備800在世界座標系x，y兩個方向上的地磁強度值，但實施上不以此為限。

該第一通訊控制單元13內建有可控制該移動設備800與該伺服設備900進行無線通訊之相關通訊設定，並可驅使該移動設備800傳送一個具有該地磁測定量的請求訊息至該伺服設備900。以及可驅使該移動設備800接收該伺服設備900對應該請求訊息回傳的一個回應訊息。

該伺服端裝置2包括一個地磁資料庫21、一個樓層定位單元22、一個地磁比對單元23、一個整合定位單元24，及一個第二通訊控制單元25。

該地磁資料庫21內建有數個樓層資訊，及數個分別對應該等樓層資訊的地磁分佈資料211。每一個地磁分佈資料211具有數個映對於一個樓層地圖的地磁座標資訊，及數個分別對應該等地磁座標資訊的地磁測定量。由於該建築物的每一個樓層會因為地板和走廊的設計不同，而使每一個樓層分別建構各自的特定磁場分佈，因此，開發人員在建構該地磁資料庫21時，必須先於該建築物的每一個樓層移動，來收集每一個樓層地圖中的該等地磁座標資訊所對應的地磁測定量，圖2是將對應3樓的地磁分佈資料211以磁場等值線圖繪出。在本實施例中，該樓層地圖會與世界地圖相對應，而該等地磁座標資訊會以該世界地圖的經緯度資訊為座標。由於建構該地磁資料庫21的方式已為習知技術，非本發明之重點，故在此不再詳述。在本實施例中，該等地磁分佈資料211的數量對應該建築物的樓層為三，但實施上，亦可為一、二或四以上，不以本實施例為限。

該樓層定位單元22會根據該請求訊息的該等節點資料的節點樓層資訊分析出一個當前樓層資訊，在本實施例中，該樓層定位單元22會對該請求訊息的該等節點資料的樓層資訊進行統計，而以占多數的樓層資訊作為該當前樓層資訊，但實施上不以此為限。

該地磁比對單元23會根據該樓層定位單元22所輸出之當前樓層資訊，自該地磁資料庫21中比對出對應該當前樓層資訊的地磁分佈資料211，並根據該請求訊息的地磁測定量，自所比對出之地磁分佈資料211中比對出對應的數個地磁座標資訊。由於不同地磁座標資訊可能對應有相同的地磁測定量，因此該地磁比對單元23可能會比對出數量不止一個的該等地磁座標資訊，當然，實施上該地磁比對單元23也可能僅比對出一個地磁座標資訊，不以本實施例為限。

該整合定位單元24包括一個節點定位模組241、一個地磁定位模組242，及一個定位校正模組243。該節點定位模組241自該等節點資料挑選出其節點樓層資訊與該當前樓層資訊對應的節點資料，再根據所挑選之該等節點資料的節點座標資訊與訊號強度資訊，透過演算法分析計算出一個節點定位座標。在本實施例中，該節點定位模組241會將每一個節點資料的訊號強度作為加權值加權於節點座標資訊，而將該等節點資料以加權平均數計算出該節點定位座標，但實施上不以此為限。

該地磁定位模組242會將該地磁比對單元23所比對出的該等地磁座標資訊與該節點定位座標進行比較，而以距離該節點定位座標最近的地磁座標資訊作為一個地磁定位座標。在本實施例中，該地磁定位模組242是以畢氏定理來計算每一個地磁座標資訊與該節點定位座標的距離，但實施上不以此為限。

該定位校正模組243可根據該節點定位座標與該地磁定位座標分析出一個整合座標，在本實施例中，該定位校正模組243是取該地磁定位座標與該節點定位座標的中間值，來計算出該整合座標，但實施上不以此為限。該第二通訊控制單元25會驅使該伺服設備900將該整合座標夾帶於該回應訊息回傳給該移動設備800。

參閱圖1、圖4與圖5，以下說明本發明室內定位系統的定位流程包括以下步驟：

步驟70：偵測節點，該節點擷取單元11可供使用者操作而偵測附近的訊號節點，並從所感應到的每一個訊號節點取得其節點名稱資訊、節點樓層資訊與節點座標資訊，而輸出分別對應該等訊號節點的節點資料。具體來說，從圖1可看出有四個訊號節點N1、N2、N3、N4的覆蓋範圍涵蓋到該移動端裝置1，該節點擷取單元11可取得該訊號節點N1、N2、N3、N4的節點資料而輸出，其中，該訊號節點N1的節點樓層資訊為3樓、節點座標資訊為（x ₁,y ₁）、訊號強度資訊為s ₁。該訊號節點N2的節點樓層資訊為3樓、節點座標資訊為（x ₂,y ₂）、訊號強度資訊為s ₂。該訊號節點N3的節點樓層資訊為3樓、節點座標資訊為（x ₃,y ₃）、訊號強度資訊為s ₃。該訊號節點N4的節點樓層資訊為2樓、節點座標資訊為（x ₄,y ₄）、訊號強度資訊為s ₄。

步驟71：偵測地磁，該地磁擷取單元12可供操作而偵測當前位置的地磁而輸出一個地磁測定量。接著，該第一通訊控制單元13可供操作而將該地磁測定量與該等節點資料夾帶於該請求訊息，透過網路發送至該伺服設備900。

步驟72：以數量定位樓層，在該伺服端裝置2接收到該請求訊息時，該樓層定位單元22對該請求訊息的該等節點資料的樓層資訊進行統計，而以占多數的樓層資訊作為該當前樓層資訊。具體來說，該等節點資料中，樓層資訊為3樓的有三個；樓層資訊為2樓的有一個，因此統計出來樓層資訊為3樓占多數，該樓層定位單元22會將3樓作為當前樓層資訊。

參閱圖2、圖4與圖5，步驟73：比對地磁，該地磁比對單元23會根據該當前樓層資訊，自該地磁資料庫21中比對出對應該當前樓層資訊的地磁分佈資料211，再根據該請求訊息的地磁測定量，自所比對出之地磁分佈資料211中比對出對應的數個地磁座標資訊。具體來說，該當前樓層資訊為3樓，該地磁比對單元23會自該地磁資料庫21中比對出3樓的地磁分佈資料211，然後自3樓的地磁分佈資料211中比對出對應該地磁測定量的地磁座標資訊，如圖2與圖3所示，3樓的地磁分佈資料211中有兩個地磁座標資訊G1、G2對應該地磁測定量，該等地磁座標資訊G1、G2分別為（x _G1,y _G1）和（x _G2,y _G2）。

參閱圖3、圖4與圖5，步驟74：節點定位，該節點定位模組241自該等節點資料挑選出其節點樓層資訊與該當前樓層資訊對應的節點資料，再根據所挑選出之節點資料的節點座標資訊與訊號強度資訊計算出該節點定位座標。具體來說，該當前樓層資訊為3樓，該節點定位模組241會挑選出節點樓層資訊為3樓的節點資料，再透過式(1)以加權平均數計算出該節點定位座標L _N，圖3示意出該節點定位座標L _N的位置。 (1)

由於偵測到之訊號強度資訊越大，代表該移動設備800越靠近該訊號節點，因此透過加權計算的方式可定位出較準確的節點定位座標，但實施上，該移動端裝置1亦可不偵測出該等訊號節點的訊號強度資訊，而僅透過算數平均數來計算出該節點定位座標，當然，實施上該移動端裝置1亦可透過其他演算法來計算出該節點定位座標，不以本實施例為限。

補充說明的是，本實施例是以3樓所感應到的節點資料N1、N2、N3為例，但實施上該移動設備800可感應到n個訊號節點，n≧1，而該節點資料具有該等訊號節點的節點名稱N1、N2……Nn、節點位置（x ₁,y ₁）、（x ₂,y ₂）……（x _n,y _n）與訊號強度s ₁、s ₂……s _n，並透過加權平均計算出節點定位座標，或者透過其他演算法來進行計算，不以本實施例為限。

步驟75：地磁定位，該地磁定位模組242會將該地磁比對單元23所比對出的該等地磁座標資訊與該節點定位座標進行比較，而以距離該節點定位座標最近的地磁座標資訊作為該地磁定位座標。具體來說，透過畢氏定理可分別計算出該地磁座標資訊G1與該節點定位座標L _N的距離，以及該地磁座標資訊G2與該節點定位座標L _N的距離，由於該地磁座標資訊G1與該節點定位座標L _N的距離＜該地磁座標資訊G2與該節點定位座標L _N的距離，該地磁定位模組242會將該地磁座標資訊G1作為該地磁定位座標L _G。

步驟76：整合定位，該定位校正模組243根據該節點定位座標與該地磁定位座標分析出該整合座標。具體來說，該定位校正模組243是取該地磁定位座標與該節點定位座標的中間值，來計算出該整合座標。接著，該第二通訊控制單元25會驅使該伺服設備900將該整合座標夾帶於該回應訊息回傳給該移動設備800。

本發明能透過偵測地磁與節點，而加以整合來進行更加精確的定位，讓室內定位更加準確。此外，目前市面上內建有該地磁感應器的移動設備800已逐漸普及，而本發明的該移動端設備是以手機應用程式的方式直接實施建構於移動設備800，任何持有該移動設備800的使用者都能自行安裝而直接使用，不需加裝或另外購買其他輔助偵測地磁的硬體設備，相當方便且實用。

且值得一提的是，由於現有移動設備800的主流趨勢要輕薄且省電，因此本發明將該地磁資料庫21、該樓層定位單元22、該地磁比對單元23、該整合定位單元24皆實施建構於該伺服設備900，僅有步驟70、步驟71是在移動設備800上進行，而需要複雜運算的步驟72、步驟73、步驟74、步驟75與步驟76是在伺服設備900上進行，以透過該伺服設備900來快速地執行複雜的演算法，而能快速地計算得到該整合座標。

綜上所述，本發明室內定位系統，透過該移動端裝置1與該伺服端裝置2的設計，該移動端裝置1可偵測取得該地磁測定量與該等節點資料，該伺服端裝置2可根據該地磁測定量比對出地磁座標資訊，最後再將該等地磁座標資訊與該等節點資料來整合計算出該整合座標，藉此能夠在無法接收到全球定位系統的定位訊號的室內環境下，利用地磁來取得當前位置，相當方便且實用。此外，該伺服端裝置2還可根據該等節點資料判斷輸出代表該移動端裝置1之所在樓層的當前樓層資訊，而針對對應該當前樓層資訊的地磁座標資訊與節點資料來進行定位，故確實能達成本發明之目的。

參閱圖6，本發明室內定位系統之第二實施例，與該第一實施例大致相同，不同之處在於：該樓層定位單元22會對該請求訊息的該等節點資料的訊號強度資訊進行比較，而以具有最強之訊號強度資訊的節點資料的樓層資訊作為該當前樓層資訊，由於無線訊號穿過樓板後會大幅降低訊號強度，所以可透過訊號強度資訊來判斷目前所在的樓層。本發明室內定位系統的定位流程不包括步驟72，而包括一個介於步驟71與步驟73之間的步驟77：以強度定位樓層，在該伺服端裝置2接收到該請求訊息時，該樓層定位單元22會對該請求訊息的該等節點資料的訊號強度資訊進行比較，而以具有最強之訊號強度資訊的節點資料的樓層資訊作為該當前樓層資訊。具體來說，該等節點資料中， s ₁＞s ₃＞s ₂＞s ₄，該樓層定位單元22可判斷該訊號節點N1與該移動設備800位於同一樓層，而將該訊號節點N1所對應的節點樓層資訊3樓作為當前樓層資訊。

參閱圖7，本發明室內定位系統之第三實施例，與該第一實施例大致相同，不同之處在於：該樓層定位單元22會於統計出該等節點資料之樓層資訊的數量一樣多時，對該請求訊息的該等節點資料的訊號強度資訊進行比較，而以具有最強之訊號強度資訊的節點資料的樓層資訊作為該當前樓層資訊。本發明室內定位系統的定位流程還包括一個介於步驟71與步驟72之間的步驟78：判斷該等節點資料之樓層資訊的數量是否一樣多，在該等節點資料之樓層資訊的數量不一樣多時，執行步驟72；在該等節點資料之樓層資訊的數量一樣多時，執行步驟77：以強度定位樓層，在該伺服端裝置2接收到該請求訊息時，該樓層定位單元22會對該請求訊息的該等節點資料的訊號強度資訊進行比較，而以具有最強之訊號強度資訊的節點資料的樓層資訊作為該當前樓層資訊。

參閱圖8，本發明室內定位系統之第四實施例，與該第二實施例大致相同，不同之處在於：該樓層定位單元22會於從該等節點資料的訊號強度資訊比較不出最強的訊號強度資訊時，透過RSSI技術（Received Signal Strength Indicator）來找出該當前樓層資訊。本發明室內定位系統的定位流程還包括一個介於步驟71與步驟77之間的步驟79：判斷該等節點資料之訊號強度資訊是否皆相同，在該等節點資料的訊號強度資訊不相同時，執行步驟77；在該等節點資料之訊號強度資訊皆相同時，執行步驟60：透過RSSI技術來找出該當前樓層資訊

參閱圖9，本發明室內定位系統之第五實施例，適用於透過軟體程式及/或電子電路方式實施建構在一個移動設備800與一個伺服設備900間，本實施例與該第一實施例大致相同，不同之處在於：該樓層定位單元22與該整合定位單元24是包括於該移動端裝置1。在該移動端裝置1中：該第一通訊控制單元13可驅使該移動設備800傳送一個具有該地磁測定量的請求訊息至該伺服設備900，並驅使該移動設備800接收該伺服設備900對應該請求訊息回傳的一個夾帶有數個地磁座標資訊的回應訊息。該樓層定位單元22能根據該節點擷取單元11所輸出的該等節點資料的節點樓層資訊分析出該當前樓層資訊。該整合定位單元24根據該回應訊息的該等地磁座標資訊，與該等節點資料分析出該整合定位座標。在該伺服端裝置2中：該第二通訊控制單元25會驅使該伺服設備900將該地磁比對單元23所比對出的該等地磁座標資訊夾帶於該回應訊息傳送至該移動設備800。

也就是說，步驟70、步驟71、步驟72、步驟74、步驟75與步驟76是在移動設備800上進行，而僅步驟73在伺服設備900上進行。

參閱圖10，本發明室內定位系統之第六實施例，適用於透過軟體程式及/或電子電路方式實施建構在一個移動設備800，本實施例與該第一實施例不同之處在於：本實施例不包含該伺服端裝置2，而該移動端裝置1不包括該第一通訊控制單元13，而還包括一個地磁資料庫21、一個樓層定位單元22、一個地磁比對單元23、一個整合定位單元24。也就是說步驟70~步驟76都在移動設備800上進行，但透過本實施例的設計，該室內定位系統能夠在離線狀態也就是未連接網際網路的情況下定位出當前位置，而能便於使用者在無網路連線室內空間下使用。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧移動端裝置
11‧‧‧節點擷取單元
12‧‧‧地磁擷取單元
13‧‧‧第一通訊控制單元
2‧‧‧伺服端裝置
21‧‧‧地磁資料庫
211‧‧‧地磁分佈資料
22‧‧‧樓層定位單元
23‧‧‧地磁比對單元
24‧‧‧整合定位單元
241‧‧‧節點定位模組
242‧‧‧地磁定位模組
243‧‧‧定位校正模組
25‧‧‧第二通訊控制單元
60‧‧‧步驟
70~79‧‧‧步驟
N1‧‧‧訊號節點
N2‧‧‧訊號節點
N3‧‧‧訊號節點
N4‧‧‧訊號節點
N5‧‧‧訊號節點
L_N‧‧‧節點定位座標
L_G‧‧‧地磁定位座標
800‧‧‧移動設備
900‧‧‧伺服設備

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一個側視示意圖，說明本發明室內定位系統之第一實施例一個移動端裝置實施建構在一個移動設備，並位於一個建築物內；圖2是一個立體示意圖，說明該第一實施例的該移動端裝置位於該建築物內；圖3是一個俯視示意圖，說明該第一實施例的該移動端裝置位於該建築物的一個樓層；圖4是一個功能方塊圖，說明該實施例的系統架構；圖5是一個步驟流程圖，說明該實施例使用時的步驟流程；圖6是一個步驟流程圖，說明本發明室內定位系統之第二實施例使用時的步驟流程；圖7是一個步驟流程圖，說明本發明室內定位系統之第三實施例使用時的步驟流程；圖8是一個步驟流程圖，說明本發明室內定位系統之第四實施例使用時的步驟流程；圖9是一個功能方塊圖，說明本發明室內定位系統之第五實施例的系統架構；及圖10是一個功能方塊圖，說明本發明室內定位系統之第六實施例的系統架構。

1‧‧‧移動端裝置

11‧‧‧節點擷取單元

12‧‧‧地磁擷取單元

13‧‧‧第一通訊控制單元

2‧‧‧伺服端裝置

21‧‧‧地磁資料庫

211‧‧‧地磁分佈資料

22‧‧‧樓層定位單元

23‧‧‧地磁比對單元

24‧‧‧整合定位單元

241‧‧‧節點定位模組

242‧‧‧地磁定位模組

243‧‧‧定位校正模組

25‧‧‧第二通訊控制單元

800‧‧‧移動設備

900‧‧‧伺服設備

Claims

一種移動端裝置，適用於實施建構在一個移動設備，並包含：一個節點擷取單元，可驅使該移動設備感應至少一個覆蓋範圍涵蓋到該移動設備的訊號節點，而輸出至少一個對應該至少一個訊號節點的節點資料，該至少一個節點資料具有一個節點座標資訊；一個地磁資料庫，內建有至少一個地磁分佈資料，該至少一個地磁分佈資料具有數個映對於一個樓層地圖的地磁座標資訊，及數個分別對應該等地磁座標資訊的地磁測定量；一個地磁擷取單元，可驅使該移動設備感應該移動設備之當前位置的地磁，而輸出一個地磁測定量；一個地磁比對單元，會根據該地磁擷取單元所輸出之地磁測定量，自該地磁資料庫的該至少一個地磁分佈資料中比對出對應的至少一個地磁座標資訊；及一個整合定位單元，根據該地磁比對單元所比對出之該至少一個地磁座標資訊與該至少一個節點資料的節點座標資訊分析出一個整合定位座標。
如請求項1所述的移動端裝置，其中，該整合定位單元還包括一個節點定位模組、一個地磁定位模組，及一個定位校正模組，該節點定位模組會根據該至少一個節點資料的節點座標資訊分析出一個節點定位座標，該地磁定位模組會將該地磁比對單元所比對出之至少一個地磁座標資訊與該節點定位座標進行比較，而以距離該節點定位座標最近的地磁座標資訊作為一個地磁定位座標，該定位校正模組可根據該節點定位座標與該地磁定位座標分析出該整合座標。
如請求項2所述的移動端裝置，其中，該至少一個節點資料還具有一個訊號強度資訊，該節點定位模組會根據該至少一個節點資料的節點座標資訊與訊號強度資訊分析出該節點定位座標，該至少一個節點資料還具有一個節點樓層資訊，該移動端裝置還包含一個樓層定位單元，該樓層定位單元能根據該至少一個節點資料的節點樓層資訊分析出一個當前樓層資訊，該地磁資料庫內建有至少一個樓層資訊，及對應該至少一個樓層資訊的該至少一個地磁分佈資料，該地磁比對單元會根據該樓層定位單元所輸出之當前樓層資訊，自該地磁資料庫中比對出對應該當前樓層資訊的地磁分佈資料，並根據該地磁擷取單元所輸出之地磁測定量，自所比對出之地磁分佈資料中比對出對應的該至少一個地磁座標資訊。
一種移動端裝置，適用於實施建構在一個訊號連接一個伺服設備的移動設備，並包含：一個節點擷取單元，可驅使該移動設備感應至少一個覆蓋範圍涵蓋到該移動設備的訊號節點，而輸出至少一個對應該至少一個訊號節點的節點資料，該至少一個節點資料具有一個節點座標資訊；一個地磁擷取單元，可驅使該移動設備感應該移動設備之當前位置的地磁，而輸出一個地磁測定量；一個第一通訊控制單元，可驅使該移動設備傳送一個具有該地磁測定量的請求訊息至該伺服設備，並驅使該移動設備接收該伺服設備對應該請求訊息回傳的一個夾帶有至少一個地磁座標資訊的回應訊息；及一個整合定位單元，根據該回應訊息的該至少一個地磁座標資訊與該至少一個節點資料的節點座標資訊，分析出一個整合定位座標。
如請求項4所述的移動端裝置，其中，該整合定位單元還包括一個節點定位模組、一個地磁定位模組，及一個定位校正模組，該節點定位模組會根據該至少一個節點資料的節點座標資訊分析出一個節點定位座標，該地磁定位模組會將該回應訊息的該至少一個地磁座標資訊與該節點定位座標進行比較，而以距離該節點定位座標最近的地磁座標資訊作為一個地磁定位座標，該定位校正模組可根據該節點定位座標與該地磁定位座標分析出該整合座標。
如請求項5所述的移動端裝置，其中，該至少一個節點資料還具有一個訊號強度資訊，該節點定位模組會根據該至少一個節點資料的節點座標資訊與訊號強度資訊分析出該節點定位座標。
如請求項6所述的移動端裝置，其中，該節點擷取單元可驅使該移動設備感應數個覆蓋範圍涵蓋到該移動設備的訊號節點，而輸出數個分別對應該等訊號節點的節點資料，每一個節點資料還具有一個節點樓層資訊，該移動端裝置還包含一個樓層定位單元，該樓層定位單元會對該節點擷取單元所輸出的該等節點資料的樓層資訊進行統計，而以占多數的樓層資訊作為一個當前樓層資訊，該節點定位模組會自該等節點資料挑選出其節點樓層資訊與該當前樓層資訊對應的節點資料，再根據所挑選之節點資料定位出該節點定位座標。
如請求項6所述的移動端裝置，其中，該節點擷取單元可驅使該移動設備感應數個覆蓋範圍涵蓋到該移動設備的訊號節點，而輸出數個分別對應該等個訊號節點的節點資料，每一個節點資料還具有一個節點樓層資訊，該移動端裝置還包含一個樓層定位單元，該樓層定位單元會對該節點擷取單元所輸出的該等節點資料的訊號強度資訊進行比較，而以具有最強之訊號強度資訊的節點資料的樓層資訊作為一個當前樓層資訊，該節點定位模組會自該等節點資料挑選出其節點樓層資訊與該當前樓層資訊對應的節點資料，再根據所挑選之節點資料定位出該節點定位座標。
一種室內定位系統，適用於實施建構在一個移動設備與一個訊號連接該移動設備的伺服設備間，並包含：一個移動端裝置，用以實施建構於該移動設備，該移動端裝置包括一個節點擷取單元、一個地磁擷取單元、一個第一通訊控制單元，及一個整合定位單元，該節點擷取單元可驅使該移動設備感應至少一個覆蓋範圍涵蓋到該移動設備的訊號節點，而輸出至少一個對應該至少一個訊號節點的節點資料，該至少一個節點資料具有一個節點座標資訊，該地磁擷取單元可驅使該移動設備感應該移動設備之當前位置的地磁，而輸出一個地磁測定量，該第一通訊控制單元可驅使該移動設備傳送一個具有該地磁測定量的請求訊息至該伺服設備，並驅使該移動設備接收該伺服設備對應該請求訊息回傳的一個夾帶有至少一個地磁座標資訊的回應訊息，該整合定位單元根據該回應訊息的該至少一個地磁座標資訊與該至少一個節點資料的節點座標資訊，分析出一個整合定位座標；及一個伺服端裝置，用以實施建構於該伺服設備，可控制該伺服設備接收該移動設備發送之該請求訊息，該伺服端裝置包括一個地磁資料庫、一個地磁比對單元，及一個第二通訊控制單元，該地磁資料庫內建有至少一個地磁分佈資料，該至少一個地磁分佈資料具有數個映對於一個樓層地圖的地磁座標資訊，及數個分別對應該等地磁座標資訊的地磁測定量，該地磁比對單元會根據該請求訊息之地磁測定量，自該地磁資料庫的該至少一個地磁分佈資料中比對出對應的至少一個地磁座標資訊，該第二通訊控制單元會驅使該伺服設備將該至少一個地磁座標資訊夾帶於該回應訊息傳送至該移動設備。
如請求項9所述的室內定位系統，其中，該整合定位單元還包括一個節點定位模組、一個地磁定位模組，及一個定位校正模組，該節點定位模組會根據該至少一個節點資料的節點座標資訊分析出一個節點定位座標，該地磁定位模組會將該回應訊息的該至少一個地磁座標資訊與該節點定位座標進行比較，而以距離該節點定位座標最近的地磁座標資訊作為一個地磁定位座標，該定位校正模組可根據該節點定位座標與該地磁定位座標分析出該整合座標。
如請求項10所述的室內定位系統，其中，該至少一個節點資料還具有一個訊號強度資訊，該節點定位模組會根據該至少一個節點資料的節點座標資訊與訊號強度資訊分析出該節點定位座標，該至少一個節點資料還具有一個節點樓層資訊，該移動端裝置還包含一個樓層定位單元，該樓層定位單元能根據該至少一個節點資料的節點樓層資訊分析出一個當前樓層資訊，該地磁資料庫內建有至少一個樓層資訊，及對應該至少一個樓層資訊的該至少一個地磁分佈資料，該地磁比對單元會根據該樓層定位單元所輸出之當前樓層資訊，自該地磁資料庫中比對出對應該當前樓層資訊的地磁分佈資料，並根據該地磁擷取單元所輸出之地磁測定量，自所比對出之地磁分佈資料中比對出對應的該至少一個地磁座標資訊。
如請求項11所述的室內定位系統，其中，該節點擷取單元可驅使該移動設備感應數個覆蓋範圍涵蓋到該移動設備的訊號節點，而輸出數個分別對應該等訊號節點的節點資料，該樓層定位單元會對該請求訊息的該等節點資料的樓層資訊進行統計，而以占多數的樓層資訊作為該當前樓層資訊，該節點定位模組會自該等節點資料挑選出其節點樓層資訊與該當前樓層資訊對應的節點資料，再根據所挑選之節點資料定位出該節點定位座標。
如請求項11所述的室內定位系統，其中，該節點擷取單元可驅使該移動設備感應數個覆蓋範圍涵蓋到該移動設備的訊號節點，而輸出數個分別對應該等個訊號節點的節點資料，該樓層定位單元會對該請求訊息的該等節點資料的訊號強度資訊進行比較，而以具有最強之訊號強度資訊的節點資料的樓層資訊作為該當前樓層資訊，該節點定位模組會自該等節點資料挑選出其節點樓層資訊與該當前樓層資訊對應的節點資料，再根據所挑選之節點資料定位出該節點定位座標。
一種室內定位系統，適用於實施建構在一個移動設備與一個訊號連接該移動設備的伺服設備間，並包含：一個移動端裝置，用以實施建構於該移動設備，該移動端裝置包括一個節點擷取單元、一個地磁擷取單元、一個第一通訊控制單元，該節點擷取單元可驅使該移動設備感應至少一個覆蓋範圍涵蓋到該移動設備的訊號節點，而輸出至少一個對應該至少一個訊號節點的節點資料，該至少一個節點資料具有一個節點座標資訊，該地磁擷取單元可驅使該移動設備感應該移動設備之當前位置的地磁，而輸出一個地磁測定量，該第一通訊控制單元可驅使該移動設備傳送一個具有該地磁測定量與該至少一個節點資料的請求訊息至該伺服設備，並驅使該移動設備接收該伺服設備對應該請求訊息回傳的一個夾帶有一個整合定位座標的回應訊息；及一個伺服端裝置，用以實施建構於該伺服設備，可控制該伺服設備接收該移動設備發送之該請求訊息，該伺服端裝置包括一個地磁資料庫、一個地磁比對單元、一個整合定位單元，及一個第二通訊控制單元，該地磁資料庫內建有至少一個地磁分佈資料，該至少一個地磁分佈資料具有數個映對於一個樓層地圖的地磁座標資訊，及數個分別對應該等地磁座標資訊的地磁測定量，該地磁比對單元會根據該請求訊息之地磁測定量，自該地磁資料庫的該至少一個地磁分佈資料中比對出對應的至少一個地磁座標資訊，該整合定位單元根據該至少一個地磁座標資訊與該請求訊息之該至少一個節點資料的節點座標資訊，分析出一個整合定位座標，該第二通訊控制單元會驅使該伺服設備將該整合定位座標夾帶於該回應訊息傳送至該移動設備。
如請求項14所述的室內定位系統，其中，該整合定位單元包括一個節點定位模組、一個地磁定位模組，及一個定位校正模組，該節點定位模組會根據該至少一個節點資料的節點座標資訊分析出一個節點定位座標，該地磁定位模組會將該地磁比對單元所比對出的該至少一個地磁座標資訊與該節點定位座標進行比較，而以距離該節點定位座標最近的地磁座標資訊作為一個地磁定位座標，該定位校正模組可根據該節點定位座標與該地磁定位座標分析出該整合座標。
如請求項15所述的室內定位系統，其中，該至少一個節點資料還具有一個訊號強度資訊，該節點定位模組會根據該至少一個節點資料的節點座標資訊與訊號強度資訊分析出該節點定位座標，該至少一個節點資料還具有一個節點樓層資訊，該伺服端裝置還包含一個樓層定位單元，該樓層定位單元能根據該請求訊息的該至少一個節點資料的節點樓層資訊分析出一個當前樓層資訊，該地磁資料庫內建有至少一個樓層資訊，及對應該至少一個樓層資訊的該至少一個地磁分佈資料，該地磁比對單元會根據該樓層定位單元所輸出之當前樓層資訊，自該地磁資料庫中比對出對應該當前樓層資訊的地磁分佈資料，並根據該請求訊息的地磁測定量，自所比對出之地磁分佈資料中比對出對應的該至少一個地磁座標資訊。