室内语音导航系统及室内语音导航方法与流程

1.本发明系有关于一种室内导航系统及室内导航方法，特别是有关于一种结合语音与图资辨识功能的室内导航系统及其室内导航方法。


背景技术：

2.现有的导航系统系以全球定位系统(global positioning system，gps)来进行定位，此gps由空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分组成，并利用三角定位方式来计算出用户设备部份在地球表面上所移动的距离，然而此种演算法使得gps只能被限制于在户外使用，一但到了室内，gps将无法发挥作用。
3.在实际的生活应用中充满了室内导航的需求，举例来说，在万坪展览会馆中寻找特定地点的摊位、在大卖场中寻找特定种类的商品、在学校中寻找老师的研究办公室，或是在多层楼的停车场中寻找自己的车位位置等等，搜寻者在该些场域中多采用路标辨识的方式来到达目的地，然而此种方式除了必须在室内场域建置不同的路标标识之外，搜寻者仍可能花费许多时间自行摸索方可到达目的地，对于商家或是搜寻者本身均极为不便。
4.综观前所述，本发明之发明人思索并设计一种室内语音导航系统及室内语音导航方法，以期针对习知技术之缺失加以改善，进而增进产业上之实施利用。


技术实现要素：

5.基于上述目的，本发明系提供一种室内语音导航系统，其适用于在室内环境进行导航之行动装置上，系包含图资储存模组、路径导航模组、路径运算模组、语音提示模组、影像撷取剖析模组、路径重定位模组以及路径显示模组。图资储存模组包含对应于室内环境之二维平面地图。路径导航模组用以输入室内环境之起始位置及目的位置，以计算出从起始位置出发至目的位置之实际导航路径，并在二维平面地图上计算出对应于起始位置至目的位置之图资导航路径，实际导航路径中系包含至少一定位位置，且至少一定位位置的每一个上系具有二维条码。路径运算模组在图资导航路径上寻找距离行动装置最近之至少一定位位置之其中之一，并自动将其设定为候选位置，且路径运算模组系动态计算行动装置与候选位置之间之间距距离及前进方向。语音提示模组系使用语音以提示间距距离及前进方向。影像撷取剖析模组系用以撷取候选位置之二维条码以读取候选位置之地点资讯。当行动装置到达候选位置并读取候选位置之地点资讯后，路径重定位模组系将候选位置设定为起始位置并输入至路径导航模组，使路径导航模组重新计算出从候选位置出发至目的位置之实际导航路径及图资导航路径。路径显示模组用以更新显示二维平面地图以及图资导航路径。
6.较佳地，语音提示模组更包含在实际导航路径中提示将会行经过之地点或供使用者语音输入目的位置以及可辨识标志。
7.较佳地，至少一定位位置系包含路口、转弯处、电梯口或是楼梯处之其中之任一。
8.较佳地，二维条码系包含qr-code。
9.较佳地，间距距离包含水平距离以及垂直距离。
10.基于上述目的，本发明再提供一种室内语音导航方法，其系应用在安装有室内语音导航系统之行动装置上，室内语音导航系统包含图资储存模组、路径导航模组、路径运算模组、语音提示模组、影像撷取剖析模组、路径重定位模组以及路径显示模组，室内语音导航方法系包含以下步骤。
11.储存对应于室内环境之二维平面地图。
12.输入室内环境之起始位置及目的位置，以计算出从此起始位置出发至目的位置之实际导航路径，并在二维平面地图上计算出对应于此起始位置至目的位置之图资导航路径。
13.在图资导航路径上寻找距离此行动装置最近之至少一定位位置之其中之一，并自动将其设定为候选位置。
14.动态计算此行动装置与候选位置之间之间距距离及前进方向，并语音提示间距距离及前进方向。
15.当行动装置到达候选位置时，撷取候选位置之二维条码以读取候选位置之地点资讯。
16.将候选位置设定为起始位置并输入至路径导航模组，使路径导航模组重新计算出从候选位置出发至目的位置之实际导航路径及图资导航路径。
17.利用路径显示模组以更新显示二维平面地图以及图资导航路径。
18.较佳地，本发明之室内语音导航方法更包含在实际导航路径中提示将会行经过之地点或供使用者语音输入此目的位置以及可辨识标志。
19.较佳地，至少一定位位置系包含路口、转弯处、电梯口或是楼梯处之其中之任一。
20.较佳地，二维条码系包含qr-code。
21.较佳地，间距距离包含水平距离以及垂直距离。
22.由上述可以得知，本发明所提出之室内语音导航系统及室内语音导航方法具有以下之技术功效：
23.(1)透过和使用者对话以取得使用者欲前往之目的地，再以语音之方式引导使用者到达目的地。
24.(2)更进一步地，本发明可将单一楼层之地点(如商场、展览馆)转换为一电脑二维平面图，此电脑二维平面图可以由行走之通道及多个定位位置所组成，当使用者透过本发明在此地点进行导航时，每行走经过一定位位置时将会得到适当的语音回馈，以得知前往下一定位位置之距离或方向，而精准地到达欲到达之目的地。
25.(3)此外，本发明更可结合现有之室外导航系统，如google map，当使用者在室外欲导航至建筑物内之位置时，本发明将会先以室外导航系统以引导使用者到上述之建筑物，到达后再转换成为本发明所提出之室内语音导航系统，以顺利引导使用者从室外到达室内的目的地。
附图说明
26.图1为本发明之室内语音导航系统之方块图。
27.图2a为本发明之室内语音导航系统之第一示意图。
28.图2b为本发明之室内语音导航系统之第二示意图。
29.图2c为本发明之室内语音导航系统之第三示意图。
30.图3为本发明之室内语音导航方法之流程图。
31.【符号说明】
32.100:室内语音导航系统
33.10:图资储存模组
34.11:二维平面地图
35.20:路径导航模组
36.21:起始位置
37.22:目的位置
38.23:定位位置
39.24:图资导航路径
40.25:实际导航路径
41.30:路径运算模组
42.31:候选位置
43.32:间距距离
44.33:前进方向
45.40:语音提示模组
46.50:影像撷取剖析模组
47.60:路径重定位模组
48.70:路径显示模组
49.a:行动装置
50.q:二维条码
具体实施方式
51.为利了解本发明之发明特征、内容与优点及其所能达成之功效，兹将本发明配合附图，并以实施例之表达形式详细说明如下，而其中所使用之图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后之真实比例与精准配置，故不应就所附之图式的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围。
52.本发明之优点、特征以及达到之技术方法将参照例示性实施例及所附图式进行更详细地描述而更容易理解，且本发明可以不同形式来实现，故不应被理解仅限于此处所陈述的实施例，相反地，对本领域技术人员而言，所提供的实施例将使本发明揭露更加透彻与全面且完整地传达本发明的范畴，且本发明将仅为所附加的权利要求书所定义。
53.请参阅图1，其为本发明之室内语音导航系统之方块图。如图所示，本发明之室内语音导航系统100系适用在室内环境r中进行导航的行动装置a上，其中行动装置可以为智慧型手机或是平板电脑，而室内语音导航系统100则可包含图资储存模组10、路径导航模组20、路径运算模组30、语音提示模组40、影像撷取剖析模组50、路径重定位模组60以及路径显示模组70。其中此语音提示模组40可以为喇叭，影像撷取剖析模组50可以为包含摄影镜头的影像剖析程式，路径显示模组70用以显示图资资讯在行动装置a之显示萤幕上，而其余
模组则可为行动装置a上之软体应用程式或是被执行呼叫的副程式，兹叙述该些模组之技术特征内容如下。
54.图资储存模组10可以为小型之资料储存系统，且内系储存有对应于室内环境r的二维平面地图11，其中此二维平面地图11可以预先储存或由使用者自行输入。路径导航模组20可供搜寻者输入在室内环境r内之起始位置21及目的位置22，此路径导航模组20则将会尝试找出从起始位置21出发至目的位置22之一实际导航路径25，而其计算的方式则是在图资储存模组10的二维平面地图11上计算出对应于起始位置21至目的位置22的图资导航路径24，其中图资导航路径24将相对应至室内环境r的实际导航路径25，而实际导航路径25中将包含至少一定位位置23，且每个定位位置23上系具备有二维条码q，而前述二维条码q可以为qr-code，且其内所嵌入的资讯则为定位位置23的实际地理资讯，例如教室名称、会议室编号、停车场入口处、展览摊位编号等等。
55.值得一提的是，在初始设定此定位位置23时，其较佳的决定方式是依据是否必须让搜寻者作出选择路径的判断决定，例如在具有多条路线的路口或转弯处，或者是可供搜寻者向上或向下前进的电梯口或是楼梯处等等，并在该些地方的墙上或是易识别处贴上各自的二维条码q，而透过读取该些二维条码q，可让本室内语音导航系统100精确得知目前搜寻者在室内的实际位置处于何处。
56.而在建立出图资导航路径24之后，路径运算模组30可在图资导航路径24上寻找距离行动装置a(即搜寻者)最近之一定位位置23，并自动将其设定为候选位置31，而路径运算模组30将进一步地动态计算行动装置a与候选位置31之间的间距距离32及前进方向33，并由语音提示模组40利用语音的方式提醒搜寻者目前与此候选位置31之间距距离32及前进方向33。
57.而当搜寻者根据间距距离32及前进方向33的提示而到达候选位置31之后，此时搜寻者可以使用行动装置a上的影像撷取剖析模组50撷取候选位置31之二维条码q，以读取到候选位置31之地点资讯。
58.之后，路径重定位模组60可将候选位置31视为起始位置21，并输入起始位置21至路径导航模组20，使路径导航模组20重新计算出从候选位置31出发至目的位置22之实际导航路径25及图资导航路径24，而此最新的二维平面地图11之图资导航路径24将由路径显示模组70重新更新，并显示在行动装置a的显示萤幕上。
59.简而言之，当搜寻者在室内的导航路径中必须作出抉择方向时，可以由本发明中所定义之定位位置及其所显示之二维条码，利用语音提示的方式提醒搜寻者下一个定位位置之距离及前进方向，递回地在导航路径中前进，直到到达目的地为止。
60.值得一提的是，本发明之室内语音导航系统100除了可以提供搜寻者在水平方向的指引(如于路口处转弯)，亦可以提供在垂直方向的指引(如于楼梯步行上至三楼)，透过此种方式来提供在三维空间内的方向指引，可以使得在室内环境的导航效果更为精确。
61.另外，在一较佳的实施例中，本发明室内语音导航系统100之语音提示模组40更包含在实际导航路径25中提示将会行经过之地点，以供搜寻者在此导航路线中之参考，且此语音提示模组40也可供搜寻者利用语音输入的方式以设定其目的位置以及可辨识标志。
62.值得一提的是，本发明之室内语音导航系统更可于一般的室外导航系统合并，例如google map等，当搜寻者的所在位置处于远端时，当其设定一建筑物内的一目的位置之
后，其前半段可以在本发明之系统上执行一般的室外导航系统，以进行方向及距离的指引，而一但到达建筑物时，则可以切换至本发明所提供之室内语音导航系统，如此一来，无论搜寻者处于室内或是室外的环境，均可以顺利地使用到本发明所提供的语音导航系统服务。
63.值得一提的上，上述从室外导航系统切换至室内语音导航系统的方式可以透过点选在室外导航系统的建筑物图示，或是当到达建筑物时自动以语音、文字的方式来提醒搜寻者进行切换，而上述切换之触发时机点则可以由判断室外导航系统到达该建筑物时而产生，而切换至室内语音导航系统之软体实作方式因属电脑软体程式领域中具通常知识者所熟知，故此处将不进行赘述。
64.请参阅图2a至图2c，其为本发明之室内语音导航系统之示意图，并请同时参阅图1。图2a显示使用者在平面楼层使用此室内语音导航系统100之情境，当使用者设定目的地后，路径显示模组70将会在行动装置a的萤幕上显示二维平面地图11，其中亦包含了具有起始位置21及目的位置22之图资导航路径24，由图可以得知，在此路径中将会遭遇到定位位置231及定位位置232，而由于定位位置231距离起始位置21较近，故其亦将被视为候选位置31。
65.当使用者到达定位位置231后，可以利用影像撷取剖析模组50撷取此定位位置231上的二维条码，使路径运算模组30得知目前的位置资讯，之后，本发明之室内语音导航系统100将会把定位位置231重设为起始位置21，并进一步地将另一定位位置232设定为候选位置31，并由路径运算模组30计算出前往候选位置31之前进方向33及间距距离32，并由语音提示模组40利用语音的方式提示此前进方向33及间距距离32，其示意图如图2b所示。
66.而使用者到达定位位置232后，此时可以如上之步骤撷取定位位置232上的二维条码，而此时在图资导航路径24中前往目的位置22的路径中并不存在任何定位位置，故路径运算模组可直接计算出前往目的位置22的前进方向33及间距距离32，使用者即可以直接前往并到达。值得一提的是，在此路径中，路径运算模组30可以依据图资导航路径24中所经过的标的位置给予使用者适当的提示，在此实施例中，路径运算模组30可以控制语音提示模组40提示使用者，在路径中将会先经过厕所91后，即可到达位于右方之目的位置22，其示意图如图2c所示。
67.值得一提的是，若是使用者并未按照图资导航路径24之建议行走时，例如临时前往洗手间或是前往另一办公室之位置，则本发明之室内语音导航系统100将会语音提示使用者执行「重新定位」之选项，待使用者确定后，则将会重新计算并产生新的图资导航路径24，以确保使用者可以从新的位置到达欲前往的目的位置22。
68.请参阅图3，其为本发明之室内语音导航方法之流程图。如图3所示，本发明之室内语音导航方法，系应用在安装有室内语音导航系统之行动装置a上，并利用室内语音导航系统在室内环境中进行导航，前述室内语音导航系统100包含有图资储存模组、路径导航模组、路径运算模组、语音提示模组、影像撷取剖析模组、路径重定位模组以及路径显示模组。图3所示的磁场检测方法可适用于图1所示的室内语音导航系统100，但不以此为限。以下示例地以图1所示的室内语音导航系统100说明室内语音导航方法包含以下之步骤：
69.s11：在图资储存模组10内储存对应于室内环境之二维平面地图11，其中室内环境可以为停车场、卖场或是展场，而前述二维平面地图11可以包含此室内环境中不同楼层之平面地图。
70.s12：从路径导航模组20输入此室内环境之起始位置21及目的位置22，以计算出发至目的位置22之实际导航路径25，并在二维平面地图11上计算出对应于起始位置21至目的位置22之图资导航路径24，其中二维平面地图11及图资导航路径24均可由路径显示模组70进行显示，以呈现在行动装置a之显示萤幕上。
71.s13：由路径运算模组30在图资导航路径24上寻找距离行动装置a最近之定位位置23，并自动将其设定为候选位置31，其中定位位置23可以包含路口、转弯处、电梯口或是楼梯处之其中之任一。
72.s14：再由路径运算模组30动态计算行动装置a与候选位置31之间之间距距离32及前进方向33，并由语音提示模组40利用语音之方式提示间距距离32及前进方向33，其中间距距离32可包含水平距离以及垂直距离。
73.s15：当行动装置a到达候选位置31时，利用影像撷取剖析模组50撷取候选位置31处之二维条码q，以读取此候选位置31之地点资讯，其中此二维条码q可以为一qr-code。
74.s16：此时，路径重定位模组60将此候选位置31设定为新的起始位置并输入至路径导航模组20，使路径导航模组20重新计算出从候选位置31出发至目的位置22之另一实际导航路径25及另一图资导航路径24。
75.s17：再由路径显示模组70更新显示二维平面地图11以及图资导航路径24于行动装置a之显示萤幕上。
76.一较佳的实施例中，本发明之室内语音导航方法更包含在实际导航路径中提示将会行经过之地点，或是供搜寻者语音输入欲前往之目的位置以及可辨识标志。
77.由上述可以得知，本发明所提出之室内语音导航系统及室内语音导航方法的确可以改善习知技术中之缺失，其可以利用语音之方式来和搜寻者进行对话，以引导搜寻者前往在室内环境中之目的地，同时透过扫描定位位置上的二维条码，来进一步地指引前进之距离、方向或楼层，以防止搜寻者在此室内环境中迷失方向，此外，本发明更可结合现有之室外导航系统，让搜寻者于室外时先以室外导航系统进行导航，直到到达特定之室内建筑物时，再转换成为本发明所提出之室内语音导航系统，以顺利引导搜寻者到达此室内之目的地。
78.本发明可广泛应用于室内环境之导航应用中，例如学生寻找上课地点或教授研究室、顾客于停车场中寻找特定的停车位编号、游客于展览会场寻找特定的摊位区域、顾客于百货公司寻找特定的专柜或服饰店、仓储人员寻找某一商品之摆放位置等等，故相较于习知技术之方式，本发明所提出之室内语音导航系统及室内语音导航方法实应符合了专利法中之新颖性、进步性以及产业利用性等专利要件。
79.以上所述之实施例仅系为说明本发明之技术思想及特点，其目的在使本领域技术人员能够了解本发明之内容并据以实施，当不能以之限定本发明之专利范围，即大凡依本发明所揭示之精神所作之均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明之权利要求书内。

技术特征：
1.一种室内语音导航系统，适用于在室内环境进行导航之行动装置上，所述室内语音导航系统，其特征在于包含：图资储存模组，包含对应于所述室内环境之二维平面地图；路径导航模组，用以输入所述室内环境之起始位置及目的位置，以计算出从所述起始位置出发至所述目的位置之实际导航路径，并在所述二维平面地图上计算出对应于所述起始位置至所述目的位置之图资导航路径，其中所述实际导航路径中系包含至少一定位位置，且每一所述至少一定位位置的每一个上具有二维条码；路径运算模组，在所述图资导航路径上寻找距离所述行动装置最近之所述至少一定位位置之其中之一，并自动将其设定为候选位置，所述路径运算模组系动态计算所述行动装置与所述候选位置之间之间距距离及前进方向；语音提示模组，使用语音以提示所述行动装置与所述候选位置之所述间距距离及所述前进方向；影像撷取剖析模组，用以撷取所述候选位置之所述二维条码以读取所述候选位置之地点资讯；路径重定位模组，当所述行动装置到达所述候选位置并读取所述候选位置之地点资讯后，所述路径重定位模组系将所述候选位置设定为所述起始位置并输入至所述路径导航模组，使所述路径导航模组重新计算出从所述候选位置出发至所述目的位置之所述实际导航路径及所述图资导航路径；以及路径显示模组，用以更新显示所述二维平面地图以及所述图资导航路径。2.如权利要求1所述之室内语音导航系统，其特征在于，所述语音提示模组更包含在所述实际导航路径中提示将会行经过之地点或供使用者语音输入所述目的位置以及可辨识标志。3.如权利要求1所述之室内语音导航系统，其特征在于，所述至少一定位位置包含路口、转弯处、电梯口或是楼梯处之其中之任一。4.如权利要求1所述之室内语音导航系统，其特征在于，所述二维条码系包含qr-code。5.如权利要求1所述之室内语音导航系统，其特征在于，所述间距距离包含水平距离以及垂直距离。6.一种室内语音导航方法，应用在安装有室内语音导航系统之行动装置上，所述室内语音导航系统系包含图资储存模组、路径导航模组、路径运算模组、语音提示模组、影像撷取剖析模组、路径重定位模组以及路径显示模组，所述室内语音导航方法，其特征在于包含：储存对应于室内环境之二维平面地图；输入所述室内环境之起始位置及目的位置，以计算出从所述起始位置出发至所述目的位置之实际导航路径，并在所述二维平面地图上计算出对应于所述起始位置至所述目的位置之图资导航路径；在所述图资导航路径上寻找距离所述行动装置最近之至少一定位位置之其中之一，并自动将其设定为候选位置；动态计算所述行动装置与所述候选位置之间之间距距离及前进方向，并语音提示所述间距距离及所述前进方向；
当所述行动装置到达所述候选位置时，撷取所述候选位置之二维条码以读取所述候选位置之地点资讯；将所述候选位置设定为所述起始位置并输入至所述路径导航模组，使所述路径导航模组重新计算出从所述候选位置出发至所述目的位置之所述实际导航路径及所述图资导航路径；以及利用所述路径显示模组以更新显示所述二维平面地图以及所述图资导航路径。7.如权利要求6所述之室内语音导航方法，其特征在于，更包含在所述实际导航路径中提示将会行经过之地点或供使用者语音输入所述目的位置以及可辨识标志。8.如权利要求6所述之室内语音导航方法，其特征在于，所述至少一定位位置系包含路口、转弯处、电梯口或是楼梯处之其中之任一。9.如权利要求6所述之室内语音导航方法，其特征在于，所述二维条码系包含qr-code。10.如权利要求6所述之室内语音导航方法，其特征在于，所述间距距离包含水平距离以及垂直距离。

技术总结
本发明系揭露一种室内语音导航系统及室内语音导航方法，其适用于在室内环境进行导航之行动装置上，此室内语音导航系统可输入起始位置及目的位置，以计算出从起始位置出发至目的位置之实际导航路径，此实际导航路径中可包含至少一个定位位置，且每一个定位位置上系具有二维条码以载明其位置资讯。此导航系统可自动于实际导航路径中寻找下一个定位位置，在到定位位置后即可将其重新设定为新的起始位置，并以语音提示前往实际导航路径中下一个定位位置之前进方向及距离，直到到达目的位置为止。透过此种方式，本发明可以使用低成本建置的方式来完成室内语音导航之目的。的方式来完成室内语音导航之目的。的方式来完成室内语音导航之目的。


技术研发人员：王昭能 许闻廉
受保护的技术使用者：王昭能 许闻廉
技术研发日：2023.03.15
技术公布日：2023/9/20