專利名稱：具有有源元件的便攜式導(dǎo)航裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過用戶握住便攜式導(dǎo)航裝置的殼體行進(jìn)(主要是步行)的同時幫助用戶導(dǎo)航的便攜式導(dǎo)航裝置和方法。
背景技術(shù)：
近年來，使用GPS (全球定位系統(tǒng))為車輛的乘客提供到目的地的路線以輔助到達(dá)目的地的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)已被廣泛使用。同時，在現(xiàn)有技術(shù)中地圖通常用于為步行者導(dǎo)航。近年來，蜂窩電話已被廣泛使用，在便攜式終端的屏幕上顯示地圖信息等以引導(dǎo)步行者的導(dǎo)航系統(tǒng)已投入實際使用。作為針對使用便攜式終端的步行者的這種導(dǎo)航系統(tǒng)，PTL I和PTL 2均提出了一種目的地引導(dǎo)裝置。在該目的地引導(dǎo)裝置中，當(dāng)蜂窩電話終端的用戶向目的地行進(jìn)時，在蜂窩電話終端的屏幕上通過箭頭等顯示以用戶的當(dāng)前位置為基準(zhǔn)的到目的地的行進(jìn)方向。在用戶僅依賴屏幕上顯示的指示來識別目的地的方向的情況下，用戶不得不在步行的同時盯著屏幕上的地圖。對視覺的依賴可能使用戶疏于觀察前方和周圍，這會為用戶帶來危險。也就是說，如果用戶在盯著屏幕上顯示的地圖的同時步行(或者甚至是駕駛)， 則用戶可能發(fā)生交通事故或者為其它步行者帶來麻煩。為了解決這些問題，已提出使用觸覺刺激引導(dǎo)方向的技術(shù)。例如，PTL 3提出一種根據(jù)目的地方向和行進(jìn)方向之差控制便攜式終端內(nèi)部的振動器的系統(tǒng)。PTL 4提出一種設(shè)置于電動輪椅中并使用向用戶的手指、手、肘等提供觸覺刺激的致動器為用戶提供目的地方向的方向提供系統(tǒng)。引用列表專利文獻(xiàn)[PTLI]日本未審專利申請公開No.2003-083762
[PTL2]日本未審專利申請公開No.2005-241385
[PTL3]日本未審專利申請公開No.2002-168647
[PTL4]日本未審專利申請公開No.2008-180652
[PTL5]日本未審專利申請公開No.2001-025510

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題根據(jù)使用觸覺刺激作為用戶接口的現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)還具有下面的問題。也就是說，在根據(jù)PTL 3的終端使用振動提供方向的情況下，通過振動的有無僅向用戶通知終端(以及用戶)是否朝向目標(biāo)方向。因此，雖然在用戶朝向目的地方向的情況下可以向用戶通知他或她朝向這種方向，但在其它情況下用戶需要通過改變終端的朝向自己主動探索目的地方向。因此，實際上，屏幕上顯示的指示主要用作用于引導(dǎo)方向的用戶接口，并且振動僅起到輔助性的作用。
在根據(jù)PTL 4的系統(tǒng)中，用于致動器自身的控制裝置可能很復(fù)雜，從而增加該裝置的成本。本發(fā)明的發(fā)明者認(rèn)識到前述背景的限制，從而提供一種能夠利用相對簡單的結(jié)構(gòu)不借助于視覺向用戶提供目的地方向的便攜式導(dǎo)航裝置。問題的示例性解決方案在一個非限制性方面,本發(fā)明使用振動PS (phantom sensation,幻感覺)提供目的地方向，所述振動PS是人類的一種振動感知特征。振動PS是這樣一種現(xiàn)象當(dāng)在皮膚上的多個點施加振動刺激時，這些振動刺激被共同地感知為位于中間點的單個振動，通過改變這些振動刺激的各振動強度比率可改變所述中間點的位置。PTL 5公開了一種使用電刺激引起振動PS的系統(tǒng)，通過引用將其全部內(nèi)容包含于此。本發(fā)明的一方面在于它利用振動PS，并移動使用位于便攜式終端的殼體的不同位置處的至少三個振動元件在用戶的手掌中引起的振動PS的位置。根據(jù)本發(fā)明的便攜式導(dǎo)航裝置的一個示例性實施例，該裝置包括殼體；當(dāng)前位置檢測部分，檢測當(dāng)前位置；輸入部分，接收目的地的輸入；目的地方向檢測部分，檢測以所檢測到的當(dāng)前位置為起點的至目的地的目的地方向；終端方向檢測部分，檢測殼體的朝向作為終端方向；至少三個振動元件，布置在殼體的不同位置處；角度差計算部分，計算所述目的地方向和所述終端方向之間的角度差；和振動控制部分，基于所計算的角度差確定所述至少三個振動元件的各自的振動強度，以根據(jù)所確定的振動強度來分別控制所述至少三個振動元件。有益的效果根據(jù)本發(fā)明的便攜式導(dǎo)航裝置的實施例，可以通過振動向握住終端的用戶提供目的地方向。結(jié)果，可以實現(xiàn)流暢且安全的導(dǎo)航系統(tǒng)，該導(dǎo)航系統(tǒng)直觀且容易并且不依賴視覺。


圖1是顯示根據(jù)實施例的便攜式終端的主要功能的框圖。圖2是顯示圖1中顯示的便攜式終端的示例性硬件結(jié)構(gòu)的框圖。圖3顯示便攜式終端的朝向和目的地方向之間的角度差e的關(guān)系。圖4是顯示本發(fā)明的實施例中由公式1表示的？1(9)至？4(9)的曲線圖。圖5示出角度差e、各振動元件的振動強度比率和振動PS的位置之間的關(guān)系。圖6顯示本發(fā)明的實施例中的示例性屏幕顯示。圖7是顯示由本發(fā)明的實施例的便攜式終端執(zhí)行的處理的概要的流程圖。圖8是顯示圖7中顯示的地圖信息提供處理(SlO)的具體處理例子的流程圖。圖9是顯示圖7中顯示的導(dǎo)航處理(S20)的具體處理例子的流程圖。圖10是顯示圖9中顯示的目的地方向矢量計算處理(SM)的具體處理例子的流 程圖。圖11是顯示圖9中顯示的角度差計算處理(S25)的具體處理例子的流程圖。圖12是顯示圖9中顯示的振動輸出處理(S^)的具體處理例子的流程圖。圖13是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的導(dǎo)航系統(tǒng)的總體操作例子的序列圖。
圖14是顯示作為圖12中顯示的振動輸出處理(S263)的變型的振動輸出處理 (S263a)的處理例子的流程圖。
具體實施例方式以下將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例。在實施例中，例示便攜式終端作為便攜式導(dǎo)航裝置的例子。圖I是顯示根據(jù)實施例的便攜式終端的主要功能的框圖。以下，便攜式終端可簡單稱為終端。便攜式終端100包括處理部分10、當(dāng)前位置檢測部分20、終端方向檢測部分30、 輸入部分35、地圖數(shù)據(jù)庫(DB) /目的地位置檢測部分40、顯示部分50和振動部分60。處理部分10包括中央處理單元(CPU)，并執(zhí)行便攜式終端100的總體控制和必要處理。例如，在執(zhí)行導(dǎo)航開始操作的情況下，處理部分10管理便攜式終端100的總體控制。 具體地講，處理部分10包括多種功能塊，諸如地圖信息提供處理部分11、目的地方向矢量計算部分12、角度差計算部分13和振動控制部分14。稍后將討論所述多種功能塊的操作。當(dāng)前位置檢測部分20檢測便攜式終端100的當(dāng)前位置，即，便攜式終端100在地球上的位置的維度和經(jīng)度。作為當(dāng)前位置檢測部分20，可使用位置檢測裝置，諸如GPS接收部分。然而，根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前位置檢測部分不限于GPS接收部分。終端方向檢測部分30檢測終端方向Vd，終端方向Vd是便攜式終端100沿縱向方向的末端所朝向的方向。具體地講，例如，方向檢測裝置(諸如地磁傳感器)可用于獲得相對于參考方向(諸如經(jīng)線(或緯線))終端的末端所朝向的方向作為終端方向Vd。通常，在用戶使用便攜式終端100的情況下，用戶握住便攜式終端100并且使它的殼體的縱向方向相對于垂直方向稍微傾斜以觀看顯示屏幕。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明通過振動引導(dǎo)方向時，不必觀看屏幕，因此認(rèn)為用戶可以水平地(或幾乎水平地)握住殼體。在任何情況下，地磁傳感器使得可以在這種狀態(tài)下識別終端方向Vd。在終端方向Vd不在水平平面上的情況下，通過在水平平面上投影實際終端方向可獲得終端方向Vd。在這種情況下，加速度傳感器可用于檢測終端的姿態(tài)(殼體相對于垂直方向的傾斜)。輸入部分35允許用戶向便攜式終端100輸入命令或信息。輸入部分35可由諸如操作鍵和觸摸面板的任何輸入裝置形成。目的地位置檢測部分40檢測由用戶使用地圖數(shù)據(jù)庫選擇的目的地在地圖上的位置(維度和經(jīng)度)。使用的地圖數(shù)據(jù)庫可存儲在便攜式終端中或者存儲于外部并通過通信網(wǎng)絡(luò)獲得該地圖數(shù)據(jù)庫?？紤]到存儲大量地圖數(shù)據(jù)的存儲空間(存儲器容量)的需要、更新地圖數(shù)據(jù)的需要等，使用后一選擇被認(rèn)為更實際。顯示部分50是在顯示屏幕上顯示信息(諸如文本和圖像)的顯示裝置，諸如液晶顯示裝置0XD)。在實施例中，顯示部分50具體地顯示從便攜式終端100看到的用于目的地的選擇的地圖信息和目的地的方向。振動部分60是產(chǎn)生振動以經(jīng)由觸覺向握住殼體的用戶提供信息的裝置。在實施例中，四個(至少三個)振動元件布置在便攜式終端的殼體的不同位置(在實施例中，布置在殼體的四個角部)作為振動部分60，以通過驅(qū)動這些振動元件向用戶通知目的地的方向。振動元件基本上以共同的預(yù)定頻率(例如,大約200Hz)振動。本文使用的振動元件可以是產(chǎn)生振動的任何裝置。振動元件可以是但不具體限于例如振動電機、壓電元件或線性致動器。處理部分10的各部分執(zhí)行下面的處理。在用戶從輸入部分35執(zhí)行導(dǎo)航開始操作的情況下，地圖信息提供處理部分11從地圖DB獲取地圖信息并在顯示屏幕上顯示地圖信息以把地圖信息提供給用戶用于目的地位置的確定。關(guān)于確定的目的地位置的信息被存儲在存儲器(圖I中未示出)中。目的地方向矢量計算部分12形成利用檢測的當(dāng)前位置作為開始點檢測朝著目的地的目的地方向的目的地方向檢測部分。具體地講，目的地方向矢量計算部分12基于地圖信息提供處理部分11中存儲的目的地位置信息和來自當(dāng)前位置檢測部分20的當(dāng)前位置信息，利用便攜式終端100的當(dāng)前位置作為開始點，在由經(jīng)線和緯線定義的平面上獲得目的地方向矢量Vn。角度差計算部分13計算由目的地方向矢量計算部分12計算的目的地方向矢量Vn 和參考方向(例如，沿經(jīng)線的北方向)之間形成的角度與從終端方向檢測部分30獲得的終端方向Vd和該參考方向之間形成的角度之差(角度差Θ)。換句話說，角度差Θ只不過是目的地方向矢量Vn和終端方向Vd之間的角度。振動控制部分14基于由角度差計算部分13計算的角度差Θ，計算安裝在終端的四個角部的振動元件的振動強度的比率。振動控制部分14還根據(jù)振動強度比率控制振動元件的驅(qū)動。通過改變這四個振動元件的振動強度，在握住便攜式終端的用戶的手掌中引起振動PS。稍后將討論振動強度比率的具體例子。圖2是顯示圖I中顯示的便攜式終端100的示例性硬件結(jié)構(gòu)的框圖。這種便攜式終端結(jié)構(gòu)能夠應(yīng)用于現(xiàn)有的蜂窩電話終端。處理部分10由中央處理單元(CPU)、存儲器等形成。存儲器存儲由CPU執(zhí)行的程序和各種數(shù)據(jù)。存儲器還用作CPU的工作區(qū)域和用于暫時存儲數(shù)據(jù)的區(qū)域。GPS接收部分21是當(dāng)前位置檢測部分20的例子，并具有從多個衛(wèi)星接收無線電波 (GPS衛(wèi)星信號)以檢測當(dāng)前位置(維度和經(jīng)度)的功能。地磁傳感器31是終端方向檢測部分30的例子，并能夠檢測當(dāng)前位置的地磁的方向(例如，北方向)，以基于檢測的方向檢測終端當(dāng)前所朝向的方向。操作部分36是輸入部分35的例子，并由多個鍵(諸如，數(shù)字鍵、控制鍵和方向指示鍵)形成。除了操作部分36之外還可使用在顯示屏幕上放置觸摸輸入?yún)^(qū)域的觸摸面板， 或者可以替代于操作部分36使用該觸摸面板。通信部分41用于與外部通信網(wǎng)絡(luò)(諸如互聯(lián)網(wǎng))連接，并且除了蜂窩電話通信部分之外，諸如無線LAN和藍(lán)牙的通信裝置可用作通信部分41。在圖2的結(jié)構(gòu)的情況下，地圖 DB/目的地位置檢測部分40的地圖DB存在于外部通信網(wǎng)絡(luò)上，由處理部分10使用從地圖 DB獲得的地圖信息與操作部分36和顯示部分50協(xié)作地檢測目的地位置。振動元件60a至60d是振動部分60的例子,在這個例子中包括四個振動元件。雖然未示出，但便攜式終端100可還包括普通蜂窩電話終端中設(shè)置的組成元件， 諸如輸出音頻信號作為聲音或語音的揚聲器和把聲音或語音轉(zhuǎn)換成音頻信號的麥克風(fēng)。圖3顯示由用戶握住的便攜式終端100的朝向(便攜式終端100的末端的方向)和目的地方向之間的角度差Θ的關(guān)系。在該圖中，形成振動部分60的四個振動元件60a、 60b、60c和60d位于便攜式終端的基本上為長方體的殼體70的四個角部。在該圖中，振動元件60a、60b、60c和60d以夸張的方式顯示為從殼體70向外突出。實際上，振動元件60a、 60b、60c和60d不必如圖中所示向外突出。利用從GPS接收部分21獲得的當(dāng)前位置(維度和經(jīng)度)作為開始點，作為由用戶基于地圖數(shù)據(jù)庫確定的目的地的位置(維度和經(jīng)度)的方向計算目的地方向矢量Vn。如以上所討論的，角度差Θ是目的地方向矢量Vn和經(jīng)線(北方向)之間形成的角度Θ2與由地磁傳感器獲得的終端方向Vd和經(jīng)線(北方向)之間形成的角度Θ I之差。
系O V4
將參照圖5描述角度差Θ、各振動元件的振動強度比率和振動PS的位置之間的關(guān)通過例如下面的公式(I)使用角度差Θ計算各振動元件的振動強度V1、V2、V3和
vl ( Θ ) = (1/4) X {1+sin Θ sin ( π/4)+cos Θ sin ( π/4)} ν2 ( θ ) = (1/4) X {1+sin θ sin ( π/4)-cos θ sin ( π/4)}ν3 ( θ ) = (1/4) X {1—sin θ sin ( π/4)+cos θ sin ( π/4)}ν4 ( θ ) = (1/4) X {1—sin θ sin ( π/4)—cos θ sin ( π/4)} (I)Vl( θ )至V4( θ )代表相互比例(振動強度比率)的值，它們的總和為I。實際上， 也可使用通過把ν (θ)至ν4(θ)的各個值乘以共同的系數(shù)而獲得的值。已知振動的強度和由人對振動感知的強度具有對數(shù)關(guān)系而非線性關(guān)系。因此，也可使用滿足ν ( Θ ) = Iog(Vl)的這種VI。這也適用于ν2 ( Θ )、ν3 ( Θ )和ν4( θ )。圖4是顯示由公式I表示的ν (θ)至ν4(θ)的曲線圖。橫軸代表角度Θ，縱軸代表ν (θ)至ν4(θ)中的每一個的幅度。角度Θ具有O度到360度的范圍。通過以這種方式分別基于ν ( Θ )至ν4( Θ )控制四個振動元件60a至60d,如圖5 中所示獲得由振動元件60a至60d引起的振動PS61。作為混合了所有振動元件60a至60d 的振動的結(jié)果而獲得的振動PS 61的位置被用戶感覺到。也就是說，在握住便攜式終端的用戶的手掌中識別振動PS 61，就好像在取決于四個振動元件60a至60d的各振動強度的位置處僅存在單個振動元件。在行進(jìn)方向改變或者終端的方向隨著握住終端的用戶而改變的情況下，或者在目的地方向在行進(jìn)過程中改變的情況下，角度差Θ也改變。結(jié)果，四個振動元件60a至60d的振動強度的比例改變以在用戶的手掌中把振動PS的位置移至指示目的地方向的位置。這允許用戶不借助于視覺而通過觸覺識別目的地方向。由于如上所述通過振動PS把目的地方向提供給用戶，所以不需要顯示屏幕上的顯示。然而，例如可以實現(xiàn)如圖6中所示的屏幕顯示51以用于確認(rèn)。在該例子中，以屏幕的大體上的中心作為基點顯示指示目的地方向Vn的箭頭。終端方向Vd是沿著縱向方向朝著終端的上部的方向。屏幕顯示51不限于這種箭頭顯示。因為地圖顯示在本發(fā)明中不是必需的，所以此時不執(zhí)行地圖顯示。然而，本發(fā)明不排除在用于確認(rèn)的箭頭的背景中顯示以當(dāng)前位置為中心的地圖。將參照圖7至12描述由根據(jù)實施例管理便攜式終端的操作的處理部分10執(zhí)行的處理。
如圖7中所示，由根據(jù)實施例的處理部分10執(zhí)行的處理大體包括地圖信息提供處理SlO和導(dǎo)航處理S20。地圖信息提供處理SlO由地圖信息提供處理部分11執(zhí)行。在用戶執(zhí)行導(dǎo)航開始操作的情況下，從地圖DB提取地圖信息并在屏幕上顯示以提供給用戶用以目的地位置的確定。另外，關(guān)于由用戶確定的目的地位置的信息被暫時存儲在存儲器中。導(dǎo)航處理S20由目的地方向矢量計算部分12、角度差計算部分13和振動控制部分 14執(zhí)行。具體地講，導(dǎo)航處理S20是基于在地圖信息提供處理SlO中存儲的目的地位置信息執(zhí)行一直到振動輸出處理而執(zhí)行的一系列處理。圖8是顯示地圖信息提供處理(SlO)的具體處理例子的流程圖。首先，該處理等待用戶使用操作部分36執(zhí)行導(dǎo)航開始操作(S11)。接下來，GPS接收部分21接收GPS衛(wèi)星信號以在GPS衛(wèi)星信號的基礎(chǔ)上檢測當(dāng)前位置(當(dāng)前位置的維度和經(jīng)度)(S12)。接下來，執(zhí)行地圖渲染以從地圖DB提取關(guān)于以當(dāng)前位置的附近為中心的地圖的信息并在屏幕上顯示該地圖信息(S13)。該處理接受由用戶使用操作部分36執(zhí)行的針對這樣提供的地圖的目的地選擇操作，包括地圖區(qū)域的更新、滾動、改變比例等(S14)。處理部分 10在目的地選擇操作的基礎(chǔ)上根據(jù)需要再次獲取新的地圖信息或者再次執(zhí)行地圖渲染。當(dāng)目的地選擇操作完成時，目的地位置信息被存儲在存儲器中(S15)。其后，該處理返回到圖7的處理以前進(jìn)至下一步驟S20。圖9是顯示導(dǎo)航處理(S20)的具體處理例子的流程圖。首先，確定GPS接收部分21當(dāng)前是否能夠接收GPS衛(wèi)星信號(S21)。如果未接收到GPS衛(wèi)星信號，則通過屏幕顯示、語音或聲音輸出預(yù)定錯誤消息(S22)，并且嘗試再次接收GPS衛(wèi)星信號。如果接收到GPS衛(wèi)星信號，則在GPS衛(wèi)星信號的基礎(chǔ)上獲取關(guān)于當(dāng)前位置的信息以把當(dāng)前位置信息暫時存儲在存儲器中(S23)。其后，執(zhí)行目的地方向矢量計算處理(S24)、角度差計算處理(S25)和振動輸出處理(S26)。稍后將詳細(xì)討論這些處理。接下來，執(zhí)行屏幕渲染以提供指示目的地方向的屏幕顯示51，諸如以上討論的箭頭(S27)。所述渲染還可包括沿著多段路徑的逐路段(turn-by-turn)的指示，使得目的地方向矢量可最初指向一個路徑點(waypoint)(例如,第一個轉(zhuǎn)彎處)，然后一旦用戶已到達(dá)該第一個轉(zhuǎn)彎處則改變至不同的方向。這在用戶在城市街道上步行(其中必須跟隨諸如人行道的某些預(yù)定路徑)時特別有用。該處理返回到步驟S21以重復(fù)執(zhí)行以上討論的處理，直至執(zhí)行導(dǎo)航結(jié)束操作 (S28)。在重復(fù)的周期中更新振動PS的位置。例如，如果步驟S21和S23至S27的處理的重復(fù)的周期設(shè)置得較短，則可基本上連續(xù)地提供目的地方向的改變。圖10是顯示目的地方向矢量計算處理(S24)的具體處理例子的流程圖。該處理由目的地方向矢量計算部分12執(zhí)行。首先，參考存儲器中存儲的關(guān)于當(dāng)前位置和目的地位置的信息(S241)。接下來， 參考分別在以上步驟S23和S15中存儲的當(dāng)前位置和目的地位置以在當(dāng)前位置和目的地位置的基礎(chǔ)上計算目的地方向矢量Vn (S242)。
圖11是顯示角度差計算處理(S25)的具體處理例子的流程圖。該處理由角度差計算部分13執(zhí)行。首先，在地磁傳感器31的輸出的基礎(chǔ)上計算指示終端的方向的終端方向矢量Vd 和參考方向之間形成的角度0 1(S251)。接下來，計算目的地方向矢量Vn和參考方向之間形成的角度Θ 2 (S252)。另外，計算角度Θ I和角度Θ 2之間的角度差Θ (S253)。圖12是顯示振動輸出處理(S26)的具體處理例子的流程圖。該處理由振動控制部分14執(zhí)行。首先，參考在步驟S253中計算的角度差Θ (S261)。接下來，使用以上公式⑴在角度差Θ的基礎(chǔ)上計算四個振動元件的振動強度比率(S262)。然后，在振動強度比率的基礎(chǔ)上驅(qū)動這四個振動元件(S263)。圖13是顯示這種導(dǎo)航系統(tǒng)的總體操作例子的序列圖。當(dāng)用戶對便攜式終端執(zhí)行導(dǎo)航開始操作時(SlOl)，在便攜式終端中開始地圖信息提供處理。然后，便攜式終端接收GPS衛(wèi)星信號(S102)，并從當(dāng)前位置檢測部分20參考當(dāng)前
位置信息。接下來，執(zhí)行地圖信息提供處理以使用地圖DB開始地圖渲染(S103)從而在屏幕上顯示地圖。另外，響應(yīng)于由用戶執(zhí)行的目的地選擇操作的完成(S104)，地圖信息的顯示完成， 并且存儲目的地位置信息(S106)。其后，開始導(dǎo)航處理(S107)。在導(dǎo)航處理中，首先，參考由當(dāng)前位置檢測部分20獲得的當(dāng)前位置信息(S108)。 接下來，參考早前存儲的目的地位置信息(S109)。然后，由終端方向檢測部分30在地磁傳感器的輸出的基礎(chǔ)上確認(rèn)終端方向矢量 Vd(SllO)。作為這些處理的結(jié)果，在基于目的地位置信息和當(dāng)前位置信息的目的地方向矢量 Vn和終端方向矢量Vd的基礎(chǔ)上計算四個振動元件的振動強度比率，以根據(jù)該振動強度比率通過振動輸出處理驅(qū)動振動元件(Slll)。連同振動元件的驅(qū)動一起，例如使用以上描述的箭頭通過屏幕渲染以視覺方式顯示基于便攜式終端100的當(dāng)前位置的目的地方向(S112)。在以上描述中，振動部分60的頻率是恒定的。然而,振動部分60的頻率可以根據(jù)情況變化。例如，振動的特性可根據(jù)當(dāng)前位置和目的地位置之間的距離而變化。圖14顯不作為以上描述的振動輸出處理(S263)的變型的振動輸出處理(S263a) 的處理例子。在該變型中，目的地方向矢量計算部分12還用作計算當(dāng)前位置和目的地位置之間的距離的距離計算部分。首先，計算從當(dāng)前位置到目的地位置的距離(S31)。接下來，根據(jù)該距離確定振動部分60 (振動元件60a至60d)的振動的特性(S32)。在這種情況下，該距離可被分類為多個范圍(例如，短距離、中距離和長距離)，并且振動的特性可根據(jù)計算出的距離所屬于的范圍而不同。所述多個范圍的數(shù)量至少為兩個以上。振動的特性可以是以下的至少一個振動的頻率、振動的斷續(xù)頻率、斷續(xù)模式和振動的強度。根據(jù)在步驟S32中確定的振動的特性控制四個振動元件(S33)。例如，當(dāng)距離變短時可通過降低頻率來修改振動頻率。振動的斷續(xù)頻率是重復(fù)的周期的頻率，每個周期包括振動時間段和休息時間段。 也就是說,在重復(fù)包括m秒(例如，O. 5秒)的振動和η秒(例如，O. 5秒)的休息的斷續(xù)模式的情況下，斷續(xù)頻率被定義為(m+n)秒。例如，當(dāng)?shù)侥康牡氐木嚯x變短時通過降低斷續(xù)頻率可根據(jù)該距離修改振動的斷續(xù)頻率。修改斷續(xù)模式意味著可切換地使用與上述振動時間段和休息時間段的長度的組合不同的模式。例如，當(dāng)距離變短時通過使用對用戶給出更大緊迫感的這種模式，可根據(jù)該距離修改斷續(xù)模式。作為振動的特性，振動的強度等同于上述四個振動元件的振動強度比率所共同乘以的系數(shù)。在本發(fā)明中，通過將振動強度比率乘以該系數(shù)獲得振動時間段，并且通過振動時間段和休息時間段的比例改變振動的最終強度。然而，改變振動的強度的方法不限于此。例如，當(dāng)?shù)侥康牡氐木嚯x變短時，通過增大該系數(shù)可根據(jù)該距離修改振動的強度，由此增大振動的強度。根據(jù)實施例，如上所述，不僅可以識別關(guān)于終端方向是否與目的地方向匹配的信息，即使終端方向和目的地方向彼此不一致也可以通過振動識別目的地方向。另外，該系統(tǒng)能夠連續(xù)地把目的地方向提供給用戶。根據(jù)本發(fā)明通過振動來識別目的地方向防止了由于對目的地方向的探索導(dǎo)致對周圍環(huán)境的注意力的分散，這能夠更安全地輔助到達(dá)目的地。作為另一實施例，振動元件可以由其它觸覺有源元件(諸如，發(fā)熱元件、收縮元件或電刺激元件)替代或者由所述其它觸覺有源元件補充，所述其它觸覺有源元件中的每一個施加可控程度的觸覺。發(fā)熱元件是電流敏感的并以分布式方式產(chǎn)生熱量以沿特定方向引導(dǎo)用戶。例如，用戶能夠感知兩個元件產(chǎn)生比另外兩個元件多很多的熱量，并且感知的元件的熱量之間的比率為用戶提供了關(guān)于目的地方向矢量Vn的朝向的觸覺提示。作為另一實施例，目的地方向矢量Vn可由穿戴具有壓力收縮換能器的手套或其它衣服的用戶感知，所述壓力收縮換能器“擠壓”或“刺痛”各個手指、腕部等，作為關(guān)于所希望的導(dǎo)航方向的觸覺提示。諸如US 5，067，478中描述的手套可容易地適于輔助這種功能，通過引用將其全部內(nèi)容包含于此。與致動器自身的控制裝置可能很復(fù)雜的PTL 4中公開的系統(tǒng)相比，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)在裝置結(jié)構(gòu)方面簡單并且能夠容易地使用。如果在確定目的地之后不顯示地圖，則可減少地圖信息獲取和顯示處理所需的負(fù)荷和時間。盡管以上描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但能夠做出除上述變化和變型之外的多種變化和變型。例如，在振動的頻率、強度和模式固定的情況下，可允許用戶可變地設(shè)置振動的頻率、強度和模式。在以上描述中，通過使用四個振動元件控制四個點的振動來控制振動PS。然而， 通過修改振動強度比率的計算算法(計算公式)能夠通過控制在多于或少于四個點的振動來控制振動PS。在三個點的振動的情況下，可能產(chǎn)生一些約束，諸如由于更少數(shù)量的振動元件導(dǎo)致的在控制振動PS方面的困難以及在功能和設(shè)計上高效地布置振動元件方面的困難。然而，通過在三角形的頂點的位置布置振動元件并修改計算算法，可以如使用四個點的振動的情況那樣在二維平面上提供關(guān)于方向的信息。在這種情況下，雖然精度和效率稍微降低，但仍然獲得本發(fā)明的效果。
0124]標(biāo)號列表0125]10:處理部分0126]11:地圖信息提供處理部分0127]12:目的地方向矢量計算部分0128]13:角度差計算部分0129]14:振動控制部分0130]20:當(dāng)前位置檢測部分0131]21=GPS接收部分0132]30:終端方向檢測部分0133]31:地磁傳感器0134]35:輸入部分0135]36:操作部分0136]40:地圖DB/目的地位置檢測部分0137]41:通信部分0138]50:顯示部分0139]51:屏幕顯示0140]60:振動部分0141]60a、60b、60c、60d :振動元件0142]70:殼體0143]IOC:便攜式終端。
權(quán)利要求
1.一種便攜式導(dǎo)航裝置，包括殼體；位置檢測部分，檢測當(dāng)前位置；輸入部分，接收用于指定目的地的輸入；目的地方向檢測部分，檢測從當(dāng)前位置到目的地的目的地方向；終端方向檢測部分，檢測殼體的終端方向；至少三個有源元件，布置在殼體上或殼體中的不同位置；角度差計算部分，計算所述目的地方向和所述終端方向之間的角度差；和有源元件控制部分，基于所述角度差確定所述至少三個有源元件的各自的觸覺強度以根據(jù)所述觸覺強度來控制所述至少三個有源元件。
2.如權(quán)利要求I所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述至少三個有源元件是至少三個振動元件，所述有源元件控制部分是確定所述至少三個振動元件的各自的振動強度以根據(jù)所述振動強度來控制所述至少三個振動元件的振動控制部分。
3.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，還包括距離計算部分，計算當(dāng)前位置和目的地位置之間的距離，其中所述振動控制部分基于計算的距離改變所述至少三個振動元件的屬性。
4.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，還包括顯示部分，顯示地圖以用于輸入所述目的地。
5.如權(quán)利要求4所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述顯示部分顯示所述目的地方向。
6.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述輸入部分設(shè)置所述目的地作為沿著多段路徑的一段的初始路徑點。
7.如權(quán)利要求6所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述目的地方向檢測部分沿著所述多段路徑在不同路段改變所述目的地方向以提供逐路段的振動指示從而通過所述多段路徑。
8.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述至少三個振動元件關(guān)于所述殼體被布置為使得當(dāng)所述殼體被握住時，所述至少三個振動元件的各自的振動強度把幻感覺施加于用戶。
9.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述振動控制部分使所述幻感覺與所述目的地方向?qū)?zhǔn)。
10.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述殼體是移動電話殼體。
11.如權(quán)利要求I所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述至少三個有源元件包括發(fā)熱元件、收縮元件和電刺激元件中的至少一種。
12.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述角度差計算部分計算終端方向和參考方向之間的角度Θ 1，目的地方向和所述參考方向之間的角度Θ2，以及基于角度Θ1和角度Θ 2計算所述角度差。
13.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述振動控制部分計算所述至少三個振動元件之間的振動強度比率，作為確定所述各自的振動強度的一部分。
14.如權(quán)利要求2所述的便攜式導(dǎo)航裝置，其中所述至少三個振動元件實質(zhì)上由四個振動元件構(gòu)成。
15.一種觸覺導(dǎo)航方法，包括利用便攜式導(dǎo)航裝置的位置檢測部分檢測所述便攜式導(dǎo)航裝置的當(dāng)前位置；接收用于指定目的地的輸入；檢測從當(dāng)前位置到目的地的目的地方向；檢測所述便攜式導(dǎo)航裝置的終端方向，所述有源裝置包括布置在所述便攜式導(dǎo)航裝置的殼體上或殼體中的不同位置處的至少三個有源元件；利用處理器計算所述目的地方向和所述終端方向之間的角度差；利用有源元件控制部分基于所述角度差確定所述至少三個有源元件的各自的觸覺強度；根據(jù)所確定的觸覺強度驅(qū)動所述至少三個有源元件。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述至少三個有源元件是至少三個振動元件，所述確定包括確定所述至少三個振動元件的各自的振動強度，并且所述驅(qū)動包括根據(jù)各自的振動強度驅(qū)動所述至少三個振動元件。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括利用所述處理器計算當(dāng)前位置和目的地位置之間的距離，其中所述控制基于由所述處理器計算的距離改變所述至少三個振動元件的屬性。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括在所述便攜式導(dǎo)航裝置的顯示器上顯示地圖以用于輸入所述目的地。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述顯示包括顯示目的地方向。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括設(shè)置所述目的地作為沿著多段路徑的第一段的初始路徑點。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有有源元件的便攜式導(dǎo)航裝置和方法。該便攜式導(dǎo)航裝置和方法能夠用相對簡單的結(jié)構(gòu)不借助于視覺向用戶提供目的地方向。將振動元件布置在殼體的不同位置上或不同位置中?；谀康牡胤较騐n和終端方向Vd之間的角度差θ確定振動元件的各自的振動強度。根據(jù)確定的振動強度分別控制這些振動元件。作為混合了這些振動元件的振動的結(jié)果而獲得的振動的位置被用戶感覺到。
文檔編號G01C21/26GK102589555SQ201110328310
公開日2012年7月18日 申請日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者大丘達(dá)也 申請人:索尼移動通信日本株式會社