具有觸控螢幕的導航裝置的製作方法

2023-05-10 15:46:06

專利名稱：具有觸控螢幕的導航裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及可顯示導航數據的觸控螢幕控制的導航裝置。該裝置尤其應用於車載導 航系統。
背景技術：
基於GPS的裝置廣為人知，而且被廣泛應用於汽車導航系統。可參考來自本受讓 人TomTom B. V.的Navigator系列軟體。這種軟體在連接到外部GPS接收機的PDA(如 Compaq iPaq)上運行時，使用戶能將出發和目的地址輸入PDA。然後軟體計算兩端點間的 最佳路線，並顯示如何在該路線行駛的指示。通過利用從GPS接收機獲得的定位信息，軟體 能夠按一定的時間間隔確定PDA(通常安裝在汽車的儀錶盤上)的位置，並且能夠在地圖上 顯示汽車的當前位置，以及顯示(和報出)合適的導航指示(例如，在100米處左轉)。表 示要實現的動作的圖形(例如，左箭頭表示前方左轉)可顯示在狀態條上，並還疊加在地圖 本身示出的道路上的合適的十字路口 /轉彎處等之上。還可參考一種將GPS接收機整合到 用地圖資料庫編程的計算裝置中，並能在顯示器上生成導航指示的裝置。術語「導航裝置」 是指能將用戶導航到預定目的地的裝置。該裝置可具有用於接收定位數據的內置系統，如 GPS接收機，或者僅可連接到可接收定位數據的接收機。PDA通常採用觸控螢幕，以使用戶能使用虛擬鍵盤來選擇菜單選項或輸入文本/數 字。通常，因為各個虛擬鍵或其他可選項的尺寸相對較小，所以觸摸輸入意味著使用細觸筆 (stylus)。當從關於應用中的一種功能或一種類型的功能的屏幕導航到不同種的功能或不 同類型的功能時，因為相關聯的觸摸控制區相對較小，所以假定是使用觸筆對虛擬鍵、控制 面板、複選框等進行選擇。然而，對於一些個別的應用，如計算器應用，相對於觸筆，每個數字鍵可能大到足 以使用手指進行選擇。然而，當大量的鍵需要同時顯示時(例如，對於QWERTY或其他形式 的帶有所有字母的虛擬鍵盤)，不得不使用小得多的虛擬鍵盤；於是，各個鍵不得不用觸筆 選取。因而，現有技術的裝置可能將在一個屏幕上的大的數字鍵同在其他屏幕上的小得多 的鍵混在一起，即使這些鍵具有同等重要性。因為所假定的是用戶大多數時候使用觸筆，所 以說，核心功能不是為了高效且可靠的手指操作而被始終如一地、一致地設計。

發明內容
第一方面，提供了一種利用地圖資料庫和能夠在用戶限定的兩個地點之間制訂路 線的軟體來編程的導航裝置，其中，對該裝置進一步編程以使屬於核心功能組的任何功能 都能夠與非重疊觸摸輸入區相關聯，該非重疊觸摸輸入區大到足以用手指可靠地激活。因而，本發明基於識別一組核心功能，進而使得通過手指觸摸大到足以可靠激活 的觸摸輸入區而能夠可靠地選擇/激活這些功能。這特別有利於車載導航裝置，其中，當該 裝置安裝在儀錶盤上時，核心功能是那些駕駛員可能要激活的功能，並且當實際駕駛時駕 駛員向前觸摸(例如，是路況允許靜止或實際移動足夠安全的地方)。優選地，核心功能包括不能從同一屏幕選擇或激活的功能(即，核心功能不僅僅限制於在顯示器上同時顯示的 某些鍵)。因而，核心功能必然存在於多個不同的屏幕。本用戶交互方法比現有技術中的方法更簡單、更靈活和更直觀。


下面將參照附圖描述本發明，其中圖1是應用本發明的導航裝置的屏幕截圖，該屏幕截圖示出了一個地圖平面圖和 一個運行於顯示器底部的狀態條；圖2是應用了 3-D視圖的導航裝置的屏幕截圖；圖3是示出了各種路線制訂功能的導航裝置的屏幕截圖，這些功能使用戶能讓裝 置繪製一條到達目的地的新路線(i)是一條替代路線；(ii)避開眼前的路障；(iii)避開 預定道路；(iv)是初始路線的返回(reversion)；圖4是示出虛擬AB⑶形式鍵盤的導航裝置的屏幕截圖。
具體實施例方式系統概述本發明的一個實施例是iTomTom B. V.的稱為Navigator的軟體。Navigator軟體 在裝有Pocket PC的觸控螢幕(即觸筆控制)式PDA裝置上運行，如Compaq iPaq。當PDA與 GPS接收機連接時，提供基於GPS的導航系統。這種組合的PDA和GPS接收機的系統被設計 用於車載導航系統。本發明也可在任何其他配置的導航裝置上實現，如帶有整體GPS接收 機/計算機/顯示器的裝置，或設計用於非汽車使用(例如，步行者使用)的裝置，或是除 汽車外的其他交通工具(如飛機)。該導航裝置可使用任何類型的位置檢測技術，而不限 制於GPS ；因而該導航裝置能使用其他類型的GNSS (全球導航衛星系統)，如歐洲伽利略系 統(European Galileo system)。同樣地，該導航裝置也不限制於基於衛星的定位/速度系 統，而是可同樣使用基於地面的燈塔或任何其他能夠使該裝置確定其地理位置的系統。當Navigator軟體運行在PDA上時，就得到了導航裝置，導致顯示如圖1所示的標 準導航模式屏幕。這種視圖使用文本、符號、聲音引導和移動地圖的組合來提供駕駛指示。 關鍵用戶界面元素如下2-D地圖1佔據了大部分屏幕。地圖示出了用戶的汽車和其當前 的周圍環境，並且以汽車移動的方向總是「向上」的方式旋轉。在屏幕底部區域運行的是狀 態條2。由裝置本身利用常規的GPS定位測定所確定的裝置當前的位置，以及其方向(從其 行駛方向推斷出)用箭頭3來表示。由裝置計算的路線(利用裝置存儲器中儲存的，並應 用於裝置存儲器中的地圖資料庫中儲存的地圖數據的路線計算算法)被表示為疊加了指 示行駛方向的箭頭的顏色加深路線4。在顏色加深路線4上，所有主要動作(例如，拐角、十 字路口、環形路等)用覆蓋路線4的箭頭5示意性示出。狀態條2還在其左手側包括示出 下一個動作(這裡是右轉)的示意圖6。狀態條2還示出到下一個動作的距離(即右轉， 這裡的距離是220米)，該距離從裝置計算出來的整條路線的資料庫中取得(即，定義選定 路線的所有道路和相關動作的表)。狀態條2還示出當前道路的名稱8，到達前的估計時間 9 (這裡是2分40秒)，估計實際到達時間10(11:36am)，和距離目的地的距離11(1. 4Km)。 GPS信號強度用行動電話式樣的信號強度指示器12表示。
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如果用戶觸控螢幕幕的中心13，則顯示導航屏幕菜單；可從這個菜單啟動或控制 Navigator應用程式中的其他核心導航功能。允許從本身很容易調出(例如，從地圖顯示到 菜單屏幕只要一步)的菜單屏幕選擇核心導航功能，這顯著地簡化了用戶交互，並且使用 戶交互更快更容易。需要用戶觸摸的觸摸區的面積比大多數基於觸筆的觸控螢幕系統大得多。觸摸區被 設計得大到足以用單個手指可靠地選擇，而不用特別精確；即，模擬了駕駛員當駕駛汽車時 的現實情況；他或她沒有多少時間看帶有小控制項圖標的非常精細的屏幕，更沒有時間去精 確地按這些小控制項圖標中的一個。因而，使用與給定的軟鍵(或隱藏的軟鍵，如在屏幕的中 央13)相關聯的很大的觸控螢幕區是本實施例的一個深思熟慮的設計特徵。不像其他基於觸 筆的應用，該設計特徵始終如一地在整個Navigator中使用，來選擇駕駛員在實際駕駛時 可能需要的核心功能。因而，一旦給以用戶選擇機會以選取屏幕上的圖標(例如，控制項圖 標，或用於輸入目的地址的虛擬鍵盤的鍵)，則這些圖標/鍵的設計保持簡單，並且將相關 聯的觸控螢幕幕區擴展到每個圖標/鍵能明顯地用手指選擇那麼大。實際上，相關聯的觸摸 屏幕區面積至少為0. 7cm2級別，並且通常為正方形。在標準導航模式下，該裝置顯示地圖。 在屏幕中心附近(在其他實施例中或者是屏幕的任何部分)觸摸地圖(即觸摸感應顯示 器)一次(或在不同的實施例中是兩次)會調出具有對應於各種導航功能的大圖標的導航 菜單(見圖3)，例如用於計算替代路線，和重新計算路線以避開下一個路口(在碰到障礙物 或嚴重交通堵塞時有用)的選項；或重新計算路線以避開特定的、列出的道路。除了整體GPS接收機或從外部GPS接收機供給GPS數據以外，裝置本身實際的物 理結構可基本上與任何常規手持式計算機沒有區別。因而，存儲器儲存路線計算算法，地圖 資料庫和用戶接口軟體；微處理器解釋和處理用戶輸入(例如使用裝置觸控螢幕輸入出發和 目的地址以及所有其他控制輸入)，並應用路線計算算法計算最優路線。「最優」可指諸如 最短時間、或最短距離、或其他一些用戶相關因素的標準。更特別地，用戶使用虛擬鍵盤以標準方式將其出發位置和期望目的地輸入PDA 中運行的Navigator軟體中。然後用戶選擇計算旅行線路的方式提供了各種模式，如 "fast (快速)，，模式，非常快速地計算路線，但這條路線可能不是最短的；「full (完全)」 模式，考察所有可能的路線並找到最短的路線，但這要花費更長的時間計算等。可以有其 他選項，讓用戶定義景色優美的路線，例如，經過最多的標記為特別美麗的POKpoints of interest，關注地點)，或經過最多孩子感興趣的Ρ0Ι、或使用最少的十字路口等。道路本身在地圖資料庫(該地圖資料庫是運行在PDA中的Navigator的一部分) 中被描述為線，即矢量(例如，道路的起點、終點、方向，整條道路由成千上萬個這樣的部分 組成，每個部分都由起點/終點/方向參數唯一限定)。地圖就是這樣的道路矢量，加上關 注地點(POI)，加上道路名稱，加上其他地理特徵如公園邊界、河流邊界等的集合，所有這些 都是按照矢量限定。所有地圖特徵(例如，道路矢量，POI等)在與GPS坐標系統相對應或 相關聯的坐標系統中限定，使通過GPS系統確定的裝置位置能夠定位在在地圖上所示的相 應道路上。路線計算使用複雜的算法，該算法是Navigator軟體的一部分。該算法用於給大 量可能的不同路線打分。然後Navigator軟體以用戶限定的標準(或裝置預設值)，如全模 式掃描、風景線路、經過博物館、以及沒有測速儀，來評估這些路線。由PDA中的微處理器算出最符合限定標準的路線，然後儲存在RAM中的資料庫中，儲存為一系列矢量，道路名稱、 和在矢量端點要做的動作(例如，沿該路線的每條道路，對應於預先決定的距離，如100米 之後，左轉到χ街)。手指UI設計方法本發明使每個核心功能與一個觸摸激活區相關聯；這個區大到足以不用特別精確 就可用單個手指進行可靠地選擇。這模擬了駕駛員當駕駛汽車時的現實情況；他或她沒有 多少時間看帶有小控制項圖標的非常精細的屏幕，更沒有時間去精確地按下其中的一個小控 件圖標。這種UI設計特徵始終如一地應用於整個Navigator 2. 0中，並且關聯了所有定義 的核心功能，而不是碰巧屏幕的設計允許顯示大的控制項圖標，因而，一旦給以用戶選擇機會 以選取出現在屏幕上的、與核心功能相關聯的圖標(例如，控制項圖標，或虛擬鍵盤的鍵，以 輸入目的地址)，則這些圖標/鍵的設計可保持簡單，並且將相關聯的觸控螢幕幕區擴展到每 個圖標/鍵能明顯地用手指選擇那麼大。而且，一旦屏幕包括可選擇的圖形選項(如圖標、 名字、複選框等)，則這些選項中的每個選項關聯到一個非重疊觸摸輸入區，該輸入區大到 足以用手指可靠地激活。因此，這種裝置不會在不同的時間呈現給用戶與核心功能相關聯的可選圖形選項 的混合，該混合即一些大到足以用手指可靠地激活，而一些太小需要觸筆激活。關鍵是用戶 互動設計基於分析當駕駛員駕駛時可能需要激活什麼核心功能，並且保證這些核心功能能 夠通過選擇連結到非常大的觸控螢幕激活區域的選項(例如，大圖標)激活。現有技術的UI 設計方法不能始終如一地識別核心功能並以這種方處理它們。實際上，相關聯的觸控螢幕區域最小為0. 7cm2 (遠大於標準觸控螢幕激活區域)，並且 通常為方形。—個始終如一應用這種方法的核心功能的實例包括(i)在菜單層次的最高級到下一級之間移動；(ii)從標準導航模式屏幕任務轉移開；(iii)選擇啟動路線重計算功能的選項；(iv)設置當前位置為要標註在地圖上的位置；該方法可在上下文中闡明。首先，為了便於訪問啟動計算替代路線的功能，通過在 菜單屏幕上設置用於這些功能(或任何其他種類的允許功能選擇的方式或選項，如列表、 複選框等)的圖形化圖標菜單來實現，其中，該菜單屏幕易於從主導航屏幕訪問，即，該屏 幕為在實際或模擬/預覽導航中顯示的屏幕(圖1或2)。如上面所提到的，在標準導航 模式中，該裝置顯示隨著旅程的行進而示出該導航裝置位置的動畫地圖。在屏幕中心附近 (或在其他應用中為屏幕的任何部分)觸摸地圖(即觸摸感應顯示屏)一次(或在不同應 用中為二次)，則將調出Recalculate (重新計算)菜單(見圖3)，上面的大圖標對應各種 路線重新計算功能，如計算替代路線的選項；重新計算路線以避開道路的下一段(在碰到 障礙物或嚴重交通堵塞時有用)；以及重新計算路線以避開特定的列出的道路。這些替代 路線功能通過觸摸Recalculate菜單屏幕中適當的圖標進行啟動(這是一個用戶交互，如 屏幕觸摸，切換標準模式的導航屏幕)。可在菜單結構的更深層訪問到其他路線重新計算功 能。然而，所有功能都可通過選擇如圖標、列表、複選框等選項訪問到，這些選項與觸控螢幕區域明顯地關聯，觸控螢幕區域大到足以允許用戶在安全駕駛的同時用指尖選擇，通常面積至 少為 0. 7cm2。虛擬鍵盤如上面所提到的，一個關鍵特徵是對於每個圖標都使用大的觸控螢幕區，用於啟動 駕駛員在駕駛過程中可能需要的核心功能。該方法也用於虛擬鍵盤的鍵(例如，ABCD，如圖 4所示，QffETY等形式)。因為該裝置能顯示大的字母鍵盤，遠大於PDA上基於標準屏幕的 鍵盤，這讓用戶更容易輸入文本，並且不用將裝置從支架中取出來或從儀錶盤取下來，甚至 可使用手指而不是觸筆。在iPaq040x320像素，或106像素每英寸，48像素每釐米)上的最優尺寸為QWERTY/^ERTY 鍵盤圖像水平間距25像素中心到中心(按鈕到按鈕)垂直間距32像素中心到中心(按鈕到按鈕)ABC鍵盤圖像水平間距40像素中心到中心垂直間距32像素中心到中心注數字鍵盤圖像是混合的(小鍵和大鍵都有)。而且，一些鍵可比其他鍵小一個 像素(為了美觀)，因此中心到中心可不同於鍵到鍵。單個鍵的尺寸以像素為單位是(寬，高)36x^(ABC 鍵盤圖像)21x28 (QWERTY/ASERTY 鍵盤圖像)46x28 (QWERTY/AZERTY鍵盤圖像中的箭頭鍵)70x28 (QWERTY/AZERTY鍵盤圖像中的空格/退格鍵)注一些鍵可能比其他鍵的寬度少一個像素(為了美觀)不同鍵盤的整體圖像尺寸(寬，高)如下240x155 (ABC 鍵盤圖像)240x155 (QWERTY 鍵盤圖像)240x155 (AZERTY 鍵盤圖像)240x62 (2 行 NUM/ 箭頭鍵圖像)240x31 (1行箭頭鍵圖像)注其中包括1-3個像素的空白邊。以上尺寸使軟鍵盤能這樣顯示當裝置安裝在儀錶盤支架上時，當駕駛汽車時，用 戶可以容易地用一個手指操作，而不用注意力太偏離駕駛。上述尺寸的公差值大約為25% (正或負)。道路點如果駕駛員經過路途中感興趣的地方(例如駕駛時)，則他可用一個非常簡單的 動作保存當前位置，如快速雙擊屏幕上預先限定的區域，比如裝置上以顯示的當前汽車位 置為中心的0. 7cm2的區域(或通過發出聲音命令)。這樣在道路點的資料庫中儲存一個記 號；實質上是這個感興趣位置的坐標。這是另一個即使用戶是在駕駛中利用觸控螢幕區域大 到足以允許可靠的手指選擇來激活核心功能(將當前位置標識為道路點)的實例。道路點本身可用一個POKpointof interest，關注地點)圖標標記在地圖上。以後，用戶可找回並 使用它(或甚至標註並保存它)。例如，如果在地圖上標記為P0I，則用戶可在地圖上選擇 該P0I，這會打開一個標註窗口，用戶可向裡面錄入文本(例如，「這裡有個很好的書店」)。
權利要求
1.一種利用地圖資料庫和能夠在用戶限定的兩個地點之間制訂路線的軟體來編程的 導航裝置，其中對所述裝置進一步編程以使屬於核心功能組的任何功能都能夠與非重疊觸 摸輸入區相關聯，所述非重疊觸摸輸入區大到足以用手指可靠地激活。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中每個功能都通過選擇圖形化選項啟動，並且一旦 屏幕包括圖形化選項，則所述選項中的每個選項都連結到大到足以使用手指可靠激活的非 重疊觸摸輸入區。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其中所述裝置安裝在汽車儀錶盤上，並且所述核心 功能是駕駛員可能在駕駛中要激活的功能。
4.根據上述任一項權利要求所述的裝置，其中所述核心功能組包括不能從相同屏幕選 擇或激活的功能。
5.根據權利要求1或2所述的裝置，其中所述核心功能組包括以下功能中的一個或多 個功能(i)在菜單層次的最高級到下一級之間移動；( )從所述標準導航模式屏幕任務轉移開；(iii)選擇啟動路線重計算功能的選項；(iv)設置當前位置為要標註在地圖上的位置；
6.根據權利要求5所述的裝置，其中所述可選的選項與以下功能中的一個或多個功能 相關聯(a)計算替代路線；(b)計算不包括前面的預定範圍的道路的替代路線；(c)計算不包括預定道路的路線；(d)返回初始路線。
7.根據權利要求2所述的裝置，其中所述選項是圖形化圖標。
8.根據上述任一項權利要求所述的裝置，其中所述觸摸輸入區的面積至少為0.7cm2。
9.根據上述任一項權利要求所述的裝置，其中所述觸摸區通過單單擊或雙擊激活。
10.根據權利要求1所述的裝置，其中對所述裝置進一步編程，以使屬於虛擬鍵盤的鍵 中的任何鍵與大到足以用手指可靠激活的非重疊觸摸輸入區相關聯。
11.一種顯示導航信息的方法，所述方法在一種導航裝置上應用，所述裝置利用地圖數 據庫和能夠在用戶限定的兩個地點之間制訂路線的軟體來編程，其中對所述裝置進一步編 程以使屬於核心功能組的任何功能都能夠與非重疊觸摸輸入區相關聯，所述非重疊觸摸輸 入區大到足以用手指可靠地激活。
12.適用於導航裝置的計算機軟體，所述裝置利用地圖資料庫和能夠在用戶限定的兩 個地點之間制訂路線並且顯示在觸控螢幕顯示器上的導航地圖上的軟體來編程，所述地圖更 新所述紙張的當前位置；其中對所述裝置進一步編程以使屬於核心功能組的任何功能都能 夠與非重疊觸摸輸入區相關聯，所述非重疊觸摸輸入區大到足以用手指可靠地激活。
全文摘要
對一種導航裝置編程，使屬於核心功能集的任何功能都能夠與非重疊觸摸輸入區相關聯，所述非重疊觸摸輸入區大到足以用手指可靠地激活。因而，本發明基於識別一組核心功能，進而使得通過手指觸摸大到足以可靠激活的觸摸輸入區而能夠可靠地選擇/激活這些功能。這特別有利於車載導航裝置，其中，核心功能是那些駕駛員正在駕駛時可能要激活的功能。
文檔編號G06F1/16GK102128633SQ20101060188
公開日2011年7月20日 申請日期2004年2月26日 優先權日2003年2月26日
發明者埃德溫·內夫, 斯文-埃裡克·尤爾根斯, 阿亞爾·平庫斯, 馬克·格雷頓 申請人:通騰科技股份有限公司