CN101329181A - 可对复杂路口进行语音导航的导航装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可对复杂路口语音导航的导航装置及其工作方法。导航装置的地图数据库存储单元中存储有各复杂路口模型，语音数据库存储单元中存储有包括关键词数据库的语音数据库和由各地址码组构成语音数据地址码库；与每个地址码组相对应的一组关键词表示的是在行驶中通过相对应的复杂路口时依次进行的所有驾驶动作的语句；每个地址码组的地址码与相应一个复杂路口模型的一个总编号相关联。导航装置在按引导路径进行实时导航中，CPU单元在读取前方最近的复杂路口的模型编号后，即可根据引导路径得出通过路口的行驶路线，而得出通过该路口的一个总编号，从而通过显示屏显示该路口图案的同时还通过语音输出装置播出提示语音。
Description
技术领域
本发明涉及一种可对复杂路口进行语音导航的导航装置及其工作方法。
背景技术
现有的导航装置具有用户选项的功能，以使当执行路径寻找任务时，导航装置能够确定由起点到达终点的符合用户期望的引导路径。用户选项可包括“主要道路优先”、“距离优先”、“无通行费优先”和“高速路优先”等，用户可从中选择期望的选项以确定到达终点的符合用户期望的引导路径。
语音导航是导航装置的必选功能。现有技术中的语音导航***只有“向左转”、“向右转”等简单的语音提示功能，该功能对于复杂路口是不够的，例如在上高架桥的路口，往往具有4至5条道路，简单的语音提示功能不能满足实际需要。
中国专利文献CN1350158A公开了一种车辆卫星导航***在立交桥的导航方法，该方法将立交桥的所有由入口到所有出口相应道路上的转弯信息和出口名称存入导航用数字地图，通过GPS信号，确定前方需经过立交桥的入口处和出口处，使用语音提示在桥上第x个路口“左转”或者“右转”，进入立交桥区域后，使用语音提示“请从xx方向下桥”；反复提示下桥的方向，直到车辆驶离立交桥。
中国专利文献CN1350157A公开了一种车辆卫星导航***在复杂路口的语音导航方法，该方法在只提示“左”、“右”不能确定是指哪一条道路的复杂路口，采用“前面n米请走右方第x条道路”或“前面n米请走左方第x条道路”或“前面直行”的语音提示方法。
中国专利文献CN1493851A公开一种车辆卫星导航***在复杂路口的语音导航方法，包括：1)接受用户输入的出发地和目的地地址；2)根据事先制作的导航用数字地图，选择从出发地到目的地的最佳路径；3)通过车辆卫星导航***接收全球定位***(GPS)信号，确定当前在数字地图上的位置；4)依据所选路径，当距下一个复杂路口的距离达到语音提示的阈值时，则根据事先存储的该复杂路***通标牌所标识的各车道到达的方向，直接利用语音提示“前面请走XX方向”。
上述现有技术的不足之处在于：在进入复杂路口前不能使驾驶人员形成一个整体的路口概念，播报的提示语音不能适应多种不同的复杂路口的不同情况，从而在帮助驾驶人员经过各种复杂路口时不能做到迅速和准确无误。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在使用中可迅速准确地向驾驶人员提供经过复杂路口的导航信息、且驾驶人员可方便地接受这种信息的导航装置及该导航装置的工作方法。
实现本发明目的中的导航装置的技术方案是：本导航装置具有CPU单元、GPS接收器、地图数据库存储单元、程序数据库存储单元、语音输出装置、语音数据库存储单元和显示单元；程序数据库存储单元存储有导航用程序；GPS接收器与CPU单元双向电连接；CPU单元分别与地图数据库存储单元、程序数据库存储单元，语音数据库存储单元和显示单元双向电连接；CPU单元的语音信号输出端接语音输出装置的语音信号输入端；其特点是：
第一、程序数据库存储单元所存储的导航用程序包括导航主程序、路径规划模块、线路引导模块、地图显示模块和语音模块；其中的线路引导模块包括普通引导程序段和路口引导程序段。
第二、地图数据库存储单元存储有电子地图数据库、复杂路口模型库和简单路口模型；复杂路口模型库由各个复杂路口模型组成；简单路口模型和每个复杂路口模型均有一个模型编号，模型编号中包含所对应的路口是属于简单路口还是复杂路口的信息；每个复杂路口模型还包括相对应的路口图案数据、表示通过该复杂路口时的各条不同的行驶路线的相应的箭头图案数据以及各种附加编号；附加编号包含进入复杂路口的道路信息以及离开复杂路口的道路的信息；每个复杂路口模型的附加编号的数量与通过该路口的行驶路线的数量相同；同一个复杂路口模型中，其模型编号与任何一个附加编号的组合则构成一个表示通过该复杂路口的相应一条行驶路线的总编号；电子地图数据库中包括各路口的路口模型的模型编号的地址码。
第三、语音数据库存储单元存储有语音数据库和语音数据地址码库；语音数据库包括关键词数据库，关键词数据库包括按一定地址放置的各关键词数据，与每个关键词数据相对应的关键词表示的是在行驶中的一个驾驶动作的词语；语音地址码数据库由按一定地址放置的各地址码组构成，每个地址码组由表示一组关键词数据所处地址的相应的一列有序的地址码构成，与每个地址码组相对应的一组关键词表示的是在行驶中通过相对应的复杂路口时依次进行的所有驾驶动作的语句；每个地址码组的地址码与相应一个复杂路口模型的一个总编号相关联。
上述关键词数据库的关键词数据还包括排扰关键词数据；语音地址码数据库中的相应的地址码组在存在干扰道路的情况下还包括排扰关键词数据的地址码；与每个排扰关键词数据相对应的排扰关键词表示的是当车辆离开路口的同一方向上还有称为干扰道路的其它道路时，而对正确道路进行区别性描述的词语。
上述程序数据库存储单元所存储的语音模块可以是语音引导模块；语音数据库存储单元所存储的关键词数据库的各关键词数据则相应为录音数据。
上述程序数据库存储单元所存储的语音模块也可以是语音匹配模块；语音数据库存储单元所存储的语音数据库则还包括中文单字语音数据库；中文单字语音数据库中的中文单字包括常用的中文单字；每个关键词数据则为包括中文单字语音数据库中的数个中文单字语音数据的地址码在内的一段代码。
上述导航装置的工作方法，包括如下步骤：
①在启动导航装置后，CPU单元调出再运行程序数据库存储单元中的导航主程序，而使CPU单元处于不断接收GPS信号而计算出当前位置以及当前的行进速度的状态；当由人工或***对路径选择原则的优先次序、最接近的路口的距离的阈值进行选择，再由人工输入目的地点后，则引发CPU单元调出再运行程序数据库存储单元中的路径规划模块而计算出引导路径；CPU单元计算出该引导路径后则在运行导航主程序的同时，从程序数据库存储单元中调出再运行路线引导模块中的普通引导程序段，而按引导路径动态匹配从地图数据库存储单元中取出的电子地图数据而进行实时导航：一是调出再运行程序数据库存储单元中的地图显示模块，二是不断判断当前位置与引导路径上的前方的最接近的包括路口在内的提示点的距离是否达到所设定的阈值，三是判断车辆在行驶中是否偏离了上述引导路径；
若车辆在行驶中偏离了上述引导路径，则CPU单元重新调出再运行程序数据库存储单元中的路径规划模块而计算出新的引导路径，然后调出再运行数据库存储单元中的路线引导模块的普通引导程序段，按新计算出的引导路径进行实时导航。
②步骤①中，在CPU单元运行地图显示模块的过程中，先从所述地图数据库存储单元中读取与当前位置相对应的电子地图数据，再将这些电子地图数据、车辆所处的位置数据以及引导路径的数据输送至显示单元，显示单元则在显示屏上显示车辆当前所在位置、包括当前位置在内的电子地图以及相应的引导路径，且随着车辆的行进所显示的电子地图及引导路径做相应变动。
③步骤①中，在CPU单元运行路线引导模块中的普通引导程序段的过程中，当CPU单元判断当前位置与引导路径上的前方的最接近的路口的距离为设定阈值或小于设定阈值时，则CPU单元从与引导路径相匹配的电子地图数据中读取该路口的模型编号的地址码，再由该地址码从地图数据库存储单元3中读取该路口的模型编号；对该模型编号进行识别后，而判断该路口是简单路口还是复杂路口；若是复杂路口则在运行路线引导模块的普通引导程序段的同时，从程序数据库存储单元中调出再运行路线引导模块的路口引导程序段：根据引导路径通过该复杂路口时的行驶路线，而得到进入路口的道路的编号和离开路口的道路的编号，将这两个编号进行组合后则得到了附加编号，从而也就得到了本次行驶通过该复杂路口的总编号。
④步骤③中，在CPU单元运行路线引导模块的路口引导程序段而判断前方最接近路口为复杂路口、然后得到了复杂路口的模型编号和表示通过路口的行驶路线的总编号的情况下，一方面CPU单元继续运行地图显示模块而使显示单元的显示屏显示车辆当前所在位置以及包括当前位置在内的电子地图以及引导路径，同时继续运行路线引导模块的路口引导程序段，而根据模型编号在复杂路口模型库中调出该复杂路口模型的标注有道路编号的路口图案数据，根据总编号在复杂路口模型库中调出相应的箭头图案数据，再将这些调出的数据输至显示单元的显示屏，在显示屏上叠加显示标注有道路编号的路口图案，以及在该路口图案上叠加显示表示行驶路线的箭头图案；另一方面CPU单元继续运行路线引导模块的路口引导程序段，而根据总编号在语音数据库存储单元的相关联的地址处调出所存放的语音数据地址码库的一个地址码组，再通过该地址码组的一列有序的地址码依次从关键词数据库中调出相对应的关键词数据而形成一组关键词数据，然后CPU单元调出再运行程序数据库存储单元中的语音模块：对调出的这组关键词数据进行处理后，输送至与其相连的语音输出装置；再由语音输出装置发出通过所述复杂路口的语音提示。
上述工作方法中，在导航装置中的关键词数据库的关键词数据还包括排扰关键词数据、语音数据地址码库中的相应的地址码组在存在干扰道路的情况下还包括排扰关键词数据的地址码、与每个排扰关键词数据相对应的排扰关键词表示的是当车辆离开路口的同一方向上还有称为干扰道路的其它道路时而对正确道路进行区别性描述的词语的情况下，在步骤④中，若前方复杂路口存在干扰道路，则当CPU单元根据总编号在语音数据库存储单元的相关联的地址处调出所存放的语音数据地址码库的一个地址码组时，该地址码组所对应的一组关键词数据中还包括排扰关键词数据；在由语音输出装置发出通过所述复杂路口的提示语音中也包括排扰关键词。上述工作方法中，在导航装置的程序数据库存储单元所存储的语音模块为语音引导模块、语音数据库存储单元所存储的关键词数据库的各关键词数据为录音数据的情况下，在步骤④中，CPU单元运行程序数据库存储单元中的语音引导模块而对所调出的一组关键词数据所进行处理是：依次将各条录音数据输送至与其相连的语音输出装置。
上述工作方法中，在导航装置的程序数据库存储单元所存储的语音模块为语音匹配模块、语音数据库存储单元所存储的语音数据库还包括中文单字语音数据库、中文单字语音数据库中的中文单字包括常用的中文单字、每个关键词数据为包括中文单字语音数据库中的数个中文单字语音数据的地址码在内的一段代码的情况下，在步骤④中，CPU单元运行程序数据库存储单元中的语音匹配模块而对所调出的一组关键词数据所进行处理是：根据所述一组关键词数据所包含的各中文单字语音数据的地址码按顺序从中文单字语音数据库中取出相应的语音数据，进行语音合成后输送至与其相连的语音输出装置；再由语音输出装置发出通过所述复杂路口的中文语音提示。
本发明具有积极的效果：
(1)本发明的导航装置中，设置了专门的复杂路口模型库。使得导航装置在使用中遇到复杂路口时，可以将路口图案在显示屏上显示出来，而使驾驶人员可以获得前方路口情况的清晰的视觉信息，与此同时还能得到如何通过路口的语音提示；在双重提示信息的作用下，可以使得驾驶人员迅速准确了解如何通过前方路口，有利于提前做好准备。
(2)本发明的导航装置中，语音数据库包括关键词数据库，而关键词数据库中的每个关键词数据所对应的关键词是表示行驶中的一个驾驶动作的词语，而地址码组所包含的一组关键词数据的地址码所对应的一组关键词则是表示通过相应的复杂路口时的所有驾驶动作的语句。通过设置包括关键词数据库在内的语音数据库和语音数据地址码库的方式可以实现只用几十条至数百条关键词数据，归纳数十个至数百个复杂路口模型，对每个复杂路口模型设置十多个至数十个表示各种不同行驶路线的各个总编号，再配合相应的程序即可实现对所有复杂路口进行专门的语音导航和图形显示，不仅导航全面而且提示及时，所得到的产品是导航装置的一种升级换代产品。
(3)本发明的导航装置的语音数据库具有两种语音生成模式，一种是录音数据，另一种是中文单字语音数据的地址码；对于前者来说，CPU单元运行相应的语音模块时将所选择的录音数据依次输送至语音输出装置即可；对于后者来说，CPU单元运行相应的语音模块时，先要根据一组关键词数据所表示的众多的中文单字语音数据的地址码将各个中文单字从中文单字语音数据库取出，然后再进行机器语音合成，最后输送至语音输出装置。后者虽然看起来复杂，但是更有发展前途。
(4)本发明的方法在导航程序中设置了对最接近的路口的距离的阈值的选择的程序段，对于该阈值在相应的程序段中有一定的限制条件。当CPU单元算得当前位置距离所述前方最近的复杂路口的路程距离小于预设阈值时，CPU单元读取前方最近的复杂路口的模型编号，再根据预设引导路径得出行进方向；该方法仅读取在预设引导路径上的前方最近的复杂路口的模型编号，排除了在预设引导路径上的其他复杂路口对实施导航的影响；也就是说当遇到前后两个路口之间的距离小于设定阈值时，则位于前方的路口的提示以前后两个路口的距离作为阈值，只有在车辆通过当前路口后，才对前方路口进行语音提示等导航，从而可以避免***的混乱语音。同时，CPU单元仅根据预设引导路径得出行进方向，从而得出相应的方向语音编号，使本发明导航装置的语音提示的可靠性较好。
(5)若复杂路口的某一条行驶路线上存在干扰道路，本发明的导航装置在使用中能给出表示行驶路线的箭头和排除干扰道路(产生歧义)的提示语音，进一步方便了使用。对于关键词数据库来说，排扰关键词数据可以在建立关键词数据库时就设置在其中；而对于各复杂路口的各种不同的行驶路线来说，有的行驶路线存在干扰道路，则在设置这些行驶路线的地址码组时，就将排扰关键词数据的地址码加入到相应的地址码组中；当然对于一些所有的行驶路线均无干扰道路的复杂路口来说，则其地址码组中不包括排扰关键词数据的地址码。
附图说明
图1为本发明的导航装置的结构示意图；
图2为本发明实施例2中的复杂路口模型的叠加有表明行进方向的箭头图案的路口图案的示意图；
图3为本发明实施例3中的复杂路口模型的叠加有表明行进方向的箭头图案的路口图案的示意图；
图4为本发明实施例4中的复杂路口模型的叠加有表明行进方向的箭头图案的路口图案的示意图；
图5为本发明的导航装置工作时的程序框图。
具体实施方式
(实施例1、导航装置)
如图1，本发明的导航装置在使用时，安装在车辆上，该导航装置包括：CPU单元1、GPS接收器2、地图数据库存储单元3、程序数据库存储单元4、语音输出装置5、语音数据库存储单元6和显示单元7。显示单元7的显示屏为触摸显示屏。GPS接收器2与CPU单元1双向电连接；CPU单元1分别与地图数据库存储单元3、程序数据库存储单元4，语音数据库存储单元6和显示单元7双向电连接；CPU单元1的语音信号输出端接语音输出装置5的语音信号输入端。
地图数据库存储单元3存储有电子地图数据库、复杂路口模型库和简单路口模型。复杂路口模型库由各个复杂路口模型组成；简单路口模型和每个复杂路口模型都有一个模型编号，模型编号中包含所对应的路口是属于简单路口还是复杂路口的信息。
每个复杂路口模型除模型编号外，还包括相对应的路口图案数据、表示通过该复杂路口时的各条不同的行驶路线的相应的箭头图案数据以及各种附加编号。附加编号包含进入复杂路口的道路信息以及离开复杂路口的道路的信息。每个复杂路口模型的附加编号的数量与通过该路口的行驶路线的数量相同；同一个复杂路口模型中，其模型编号与任何一个附加编号的组合则构成一个表示通过该复杂路口的相应一条行驶路线的总编号。也就是说，当CPU单元1得出了将要经过的某一个复杂路口的一个总编号后，即获得了进行如下操作的可能性：调出相应的按照习惯方向进行显示的路口图案，再在该路口图案上标识行驶方向的箭头图案等。电子地图数据库中包括各路口的路口模型的模型编号的地址码。
所谓的简单路口，是指位于同一平面上的转弯路口、三岔路口和四岔路口，而复杂路口则是除了简单路口以外的其它路口，包括：各种上、下高架立交桥的路口，多个高架立交桥交叉的路口，各种道路数多于4的路口以及转盘路口等。
对各个复杂路口进行实地拍摄和采集，对采集来的照片进行归类，抽象归纳出不同种类的复杂路口的路口图案，其中，属于同一种类的复杂路口的路口图案相同，在将路口图案变换成路口图案数据时，还对路口所连接的各条道路用一定的符号进行标识。把所有不同种类的复杂路口的路口图案数据按一定规则进行编号则得到模型编号。
每种复杂路口连接有多条道路，对于各条道路来说，每条道路的流向有2个，一个是进入路口的流向，另一个离开路口的流向；所有的道路流向中，有的是允许行驶的流向，有的是不允许行驶的流向。在允许行驶的离开路口的流向中还有的是附加有一定条件的流向。将各种允许的进入路口的行驶流向与符合条件的各种允许的离开路口的行驶流向进行两两组合则得到各种通过路口的行驶路线，各行驶路线用附加编号以及箭头图案表示。
属于同一种的复杂路口用一个复杂路口模型表示。复杂路口模型的模型编号可称为复杂路口ID号、或直接称为ID号。复杂路口ID号可由7位数码组成，可用其中的第1位数码表示路口的类型，1表示路口为复杂路口，0表示路口为简单路口。可用第2位和第3位数码表示路口的复杂程度，也就是路口所连接道路的数目。可用第4至第7位数码表示该复杂路口模型在复杂路口模型库中位置序号。
确定同一种类的复杂路口的各种行驶路线的方法是：(1)将复杂路口所连接不同道路依次作为入口、而同时将所连接的其余道路依次作为出口(也可以将同一条道路既作为入口也作为出口)而得到所有的道路流向；(2)去掉这些所有的道路流向中的禁行的道路流向而得到所有可能的行驶路线。
对这些行驶路线进行表示的方法是：(1)按照在形成路口图案数据时的同样的符号对复杂路口所连接不同道路进行标识，本实施例用小写字母a-z进行标识，也就是对每一条道路用一个字母进行标识(从而本实施例的路口图案数据中对路口所连接的各条道路进行标识的符号也为单个字母)。(2)对于每一条行驶路线用两个字母表示，其中的第一个字母表示作为入口处的道路的编号，第二个字母表示出口处的道路的编号；将这两个字母放在一起，则表示相应的行驶路线的编号，该编号则作为复杂路口模型的所有附加编号中的一个附加编号；例如附加编号aa所表示的行驶路线为原路返回，ab表示的行驶路线为从道路a进入路口，再从道路b离开路口等。
对于简单路口来说，其模型的建立比较简单，所有的简单路口都归纳成一个模型，且简单路口模型只包括一个信息——模型编号。简单路口的模型编号的位数与复杂路口模型的模型编号的位数相同，其中的第1位为0，其余各位可以选择任意的数字，例如都选为0；该模型编号放置在地图数据库存储单元3中的一个特定的地址，简单路口模型的模型编号的地址码也作为一个数据置于电子地图数据库中。
程序数据库存储单元4存储有导航主程序、路径规划模块、线路引导模块、地图显示模块和语音匹配模块。
线路引导模块包括普通引导程序段和路口引导程序段。
语音数据库存储单元6存储有语音数据库和语音数据地址码库。语音数据库包括关键词数据库；关键词数据库包括按一定地址码放置的各关键词数据。与每个关键词数据相对应的关键词表示的是在行驶中的一个驾驶动作的词语。关键词数据库的关键词数据还包括排扰关键词数据。与每个排扰关键词数据相对应的排扰关键词表示的是当车辆离开路口的同一方向上还有称为干扰道路的其它道路时，而对正确道路进行区别性描述的词语。
语音数据地址码库由按一定地址放置的各地址码组构成，每个地址码组由表示一组关键词数据所处地址的相应一列有序的地址码构成，与每个地址码组相对应的一组关键词表示的是在行驶中通过相对应的复杂路口时依次进行的所有驾驶动作的语句。每个地址码组的地址码与相应一个复杂路口模型的一个总编号相关联。若任一复杂路口具有与行驶路线相同方向的干扰道路时，则所对应的地址码组还包括排扰关键词数据的地址码。
(实施例2、导航装置)
本实施例的导航装置是在实施例1所得到的导航装置的基础上，对有关部件细化后得到。也即语音数据库存储单元6所存储的关键词数据库的各关键词数据为录音数据。程序数据库存储单元4所存储的语音模块为语音引导模块，CPU单元1运行该语音引导模块时，在该模块的控制下，依次将各条录音数据输送至与其相连的语音输出装置5。
(实施例3、导航装置)
本实施例的导航装置是在实施例1所得到的导航装置的基础上，对有关部件细化后得到。具体情况如下：
语音数据库存储单元6所存储的语音数据库还包括中文单字语音数据库；中文单字语音数据库中的中文单字包括常用的中文单字；每个关键词数据为包括中文单字语音数据库中的数个中文单字语音数据的地址码在内的一段代码。程序数据库存储单元4所存储的语音模块为语音匹配模块；CPU单元1运行该语音匹配模块时，在该模块的控制下，根据所调出的一组关键词数据所包含的各中文单字语音数据的地址码按顺序从中文单字语音数据库中取出相应的语音数据，进行语音合成后输送至与其相连的语音输出装置5。此时，语音输出装置5发出通过所述复杂路口的语音提示为中文语音提示。
(实施例4、导航装置的工作方法)
见图5，本实施例的导航装置的工作方法中的导航装置，采用实施例3所得到的导航装置，该导航装置工作时包括如下步骤：
①在启动导航装置后，CPU单元1调出再运行程序数据库存储单元4中的导航主程序，而使CPU单元1处于不断接收GPS信号而计算出当前位置以及当前的行进速度的状态；当由人工或***对路径选择原则的优先次序、最接近的路口的距离的阈值进行选择，再由人工输入目的地点后，则引发CPU单元1调出再运行程序数据库存储单元4中的路径规划模块而计算出引导路径；CPU单元1计算出该引导路径后则在运行导航主程序的同时，从程序数据库存储单元4中调出再运行路线引导模块中的普通引导程序段，而按引导路径动态匹配从地图数据库存储单元3中取出的电子地图数据后进行实时导航：一是调出再运行程序数据库存储单元4中的地图显示模块，二是不断判断当前位置与引导路径上的前方的最接近的包括路口在内的提示点的距离是否达到所设定的阈值，三是判断车辆在行驶中是否偏离了上述引导路径；
若车辆在行驶中偏离上述引导路径，则CPU单元1重新调出再运行程序数据库存储单元4中的路径规划模块而计算出新的引导路径，然后调出再运行程序数据库存储单元4中的路线引导模块的普通引导程序段，按新计算出的引导路径进行实时导航。
②步骤①中，在CPU单元1运行地图显示模块的过程中，先从地图数据库存储单元3中读取与当前位置相对应的电子地图数据，再将这些电子地图数据、车辆所处的位置数据以及引导路径的数据输送至显示单元7，显示单元7则在触摸显示屏上显示车辆当前所在位置、包括当前位置在内的电子地图以及相应的引导路径，且随着车辆的行进所显示的电子地图及引导路径做相应变动。
③步骤①中，在CPU单元1运行路线引导模块中的普通引导程序段的过程中，当CPU单元1判断当前位置与引导路径上的前方最接近的路口的距离为设定阈值或小于设定阈值(本实施例为200米，其他实施例中可以是100、150、300或400米等)时，则CPU单元1从与引导路径相匹配的电子地图数据中读取该路口的模型编号的地址码，再由该地址码从地图数据库存储单元3中读取该路口的模型编号；对该模型编号进行识别后，而判断该路口是简单路口还是复杂路口；若是复杂路口则在运行路线引导模块的普通引导程序段的同时，从程序数据库存储单元4中调出再运行路线引导模块的路口引导程序段：根据引导路径通过该复杂路口时的行驶路线，而得到进入路口的道路的编号和离开路口的道路的编号，将这两个编号进行组合后则得到了附加编号，从而也就得到了本次行驶通过该复杂路口的总编号。所述设定阈值可根据不同的道路类型而采用不同的值，例如在普通公路上为150米，在高速公路上为400米；也可以由用户设定。当两个路口之间的距离小于设定阈值时，因为程序设定导航装置只对前方最接近的路口的距离用设定阈值进行对比，即便前方非最接近路口的距离也等于或小于设定阈值，CPU单元1也不会对此进行理睬。但是若车辆一旦通过当前路口，则此时在前方存在距离小于设定阈值的路口的情况下，才即刻对该路口运行路线引导模块的路口引导程序段。
④步骤③中，在CPU单元1运行路线引导模块的路口引导程序段而判断前方最接近路口为复杂路口、然后得到了复杂路口的模型编号和表示通过路口的行驶路线的总编号的情况下，
一方面CPU单元1继续运行地图显示模块而使显示单元7的触摸显示屏显示车辆当前所在位置以及包括当前位置在内的电子地图以及引导路径，同时继续运行路线引导模块的路口引导程序段，而根据模型编号在复杂路口模型库中调出该复杂路口模型的标注有道路编号的路口图案数据，根据总编号在复杂路口模型库中调出相应的箭头图案数据，再将这些调出的数据输至显示单元7的显示屏，在触摸显示屏上叠加显示标注有道路编号的路口图案，以及在该路口图案上叠加显示表示行驶路线的箭头图案。
另一方面CPU单元1继续运行路线引导模块的路口引导程序段，而根据总编号在语音数据库存储单元6的相关联的地址处调出所存放的语音数据地址码库的一个地址码组，再通过该地址码组的一列有序的地址码依次从关键词数据库中调出相对应的关键词数据而形成一组关键词数据。然后CPU单元1调出再运行程序数据库存储单元4中的语音匹配模块，而根据所述一组关键词数据所包含的各中文单字的语音数据地址码从语音数据库存储单元6的中文字符语音数据库中取出相应的中文字符语音数据，进行语音合成后输送至与其相连的语音输出装置5；再由语音输出装置5发出通过所述复杂路口的中文语音提示。
⑤步骤③中，在CPU单元1得到前方路口的模型编号，再对该模型编号进行识别后而判断前方路口是简单路口时，则继续运行路线引导模块中的普通引导程序段，由CPU单元1根据引导路径对通过该简单路口的行驶角度进行判定后而确定在“前方直行”、“前方左转”、“前方右转”、“前方进入左侧道路”、“前方进入右侧道路”和“前方掉头”这六个关键词中选择其中的一个关键词数据的地址码；如果前方路口为普通的四岔路口或在一条直行路上出现一条分岔口的三岔路口，则采用“前方直行”、“前方左转”或“前方右转”的关键词，若前方路口为Y形路口时，则采用“前方进入左侧道路”或“前方进入右侧道路”的关键词。CPU单元1通过该地址码从语音数据库存储单元6的关键词数据库中调出相对应的关键词数据，然后CPU单元1调出再运行语音匹配模块：根据该关键词数据中所包含的中文字符的语音数据地址码从中文字符语音数据库中取出相应的中文字符语音数据，进行语音合成后输送至与其相连的语音输出装置5；再由语音输出装置5发出通过该简单路口的中文语音提示。
CPU单元1继续在运行导航主程序的同时，继续运行路线引导模块中的普通引导程序段，而按引导路径动态匹配从地图数据库存储单元3中取出的电子地图数据后进行实时导航，直至到达所述引导路径的终点。
见图2，具体来说，当载有本发明的导航装置的汽车在道路上行驶时，导航装置的CPU单元1在运行导航主程序的过程中不断根据GPS接收器2中获得GPS信号计算出当前位置以及当前的行进速度的状态；还同时运行路线引导模块的普通引导程序段不断计算出车辆在引导路径上的所处位置与引导路径上前方的最接近的路口的距离。
若车辆行驶于道路a上时，前方存在一个复杂路口，该复杂路口具有一个由道路a、b、c和e构成十字路口和一个上高架立交桥d的道口f，引导路径在引导车辆通过该复杂路口时的行驶路线为上高架并向右拐。当车辆距离图2中的复杂路口的路程距离到达200m的阈值时，CPU单元1根据电子地图数据中该复杂路口的模型编号的地址码信息从复杂路口模型库中读取图2中所示的复杂路口模型的模型编号为1050001，对该模型编号进行路口类型的识别后，判断为复杂路口。
然后开始运行路线引导模块的路口引导程序段，而根据所述引导路径通过该复杂路口时的行驶路线而得到进入路口的道路的编号为a，离开路口的道路的编号为f，道路f也是进入高架桥的入口道路，于是形成了1050001af的总编号，其中的af为附加编号。
然后，CPU单元1一方面继续运行程序数据库存储单元4中的地图显示模块而使显示单元7的显示屏显示车辆当前所在位置以及包括当前位置在内的电子地图以及引导路径，同时继续运行路线引导模块的路口引导程序段，而根据模型编号1050001在复杂路口模型库中调出该复杂路口模型的标注有道路编号的路口图案数据，根据总编号1050001af在复杂路口模型库中调出相应的箭头图案数据，再将这些调出的数据输至显示单元7的显示屏，在显示屏所显示的电子地图上叠加显示该复杂路口模型的路口图案，该路口图案全部覆盖或部分覆盖在电子地图上，在路口图案上叠加显示有表示从道路a进入路口，在路口中直行至上高架桥的道路f而离开路口的行驶路线的箭头图案。
另一方面CPU单元1继续运行路线引导模块的路口引导程序段，而根据总编号在语音数据库存储单元6的语音数据地址码库中调出相关联的地址码组，再通过该地址码组的每个地址码依次从关键词数据库中调出相对应的关键词数据而形成一组关键词数据。
然后CPU单元1调出再运行程序数据库存储单元4中的语音匹配模块，而根据所述一组关键词数据所包含的各中文字符的语音数据地址码从中文字符语音数据库中取出相应的中文字符语音数据，进行语音合成后输送至与其相连的语音输出装置5；再由语音输出装置5发出通过该复杂路口的如下语音提示：“前方进入路口，然后直行，靠右侧行驶，上高架桥”。这段提示语音中的“靠右侧行驶”即为排扰关键词，可以明确地排除前方直行方向中对干扰道路e的选择。
(实施例5、导航装置的工作方法)
见图3，其余与实施例4相同，不同之处在于：当车辆行驶至如图3所示的复杂路口时，CPU单元1得到了复杂路口模型的编号和附加编号后，在步骤④中，由显示单元7的显示屏叠加显示图3所示图形的路口图案及箭头图案；由语音输出装置5输出的提示语音为：“前方进入路口，然后在左侧的第三条道路转弯”。提示语音中的“第三条”为排扰关键词。
(实施例6、导航装置的工作方法)
见图3，其余与实施例4相同，不同之处在于：当车辆行驶至如图4所示的复杂路口时，CPU单元1得到了复杂路口模型的编号和附加编号后，步骤④中，由显示单元7的显示屏叠加显示图4所示图形的路口图案及箭头图案；由语音输出装置5输出的提示语音为：“前方进入路口，然后在左侧的第一条道路转弯”。提示语音中的“第一条”为排扰关键词。
(实施例7、导航装置及其工作方法)
本实施例的导航装置的其余部分与实施例1相同，不同之处在于：模型编号还可以包括复杂路口的大类的信息，例如：可以把复杂路口按照是否有高架桥出入口分为平面路口和有高架的路口，对于平面路口是否为转盘路口又可分为普通平面复杂路口和转盘路口，对于有高架的路口又可分具有高架入口的复杂路口、离开高架桥的路口、以及高架立交有数个交叉的路口，对于这些复杂路口，可以用模型编号的第1位数码表示，仍用0表示普通路口，用1表示普通平面路口，用2表示转盘路口，用3表示有高架入口的复杂路口，用4表示离开高架桥的路口，用5表示高架立交有2个交叉的路口，用6表示高架立交有3个交叉的路口等。
与上述模型编号相对应，语音数据库存储单元6的关键词数据库中还包括路口大类的关键词数据，语音数据库存储单元6的语音数据地址码库的各个地址码组中还包括路口大类的关键词数据的地址码。
本实施例的导航装置在使用中的工作方法，其余与实施例4相同，不同之处在于：当前方路口为复杂路口时，由语音输出装置5发出通过该复杂路口的语音提示还包括先对复杂路口的类型进行提示，例如，若前方为转盘路口，则所发出的语音提示是：“前方为转盘路口，进入路口后沿着转盘逆时针行驶，从第X个出口离开路口”(“X”是指行驶路径上的那个出口，例如“第3个出口”)；若遇到如图2所示路口时，则所发送出的语音提示是：“前方为有高架入口的路口，进入路口后直行，然后靠右侧行驶，上高架桥”；若遇到如图3所示路口时，则所发送出的语音提示是：“前方为普通路口，进入路口后在左侧的第三条道路转弯”；若遇到如图4所示路口时，则所发送出的语音提示是：“前方为普通路口，进入路口后在左侧的第一条道路转弯”。
上述各关键词组中，用于指导通过转盘路口的语音的所有关键词中无排扰关键词。
(实施例8、导航装置的工作方法)
本实施例采用的导航装置由实施例2得到，其工作方法的其余部分与实施例4基本相同。不同之处在于：步骤④中，CPU单元1继续运行路线引导模块的路口引导程序段，而根据总编号在语音数据库存储单元6的相关联的地址处调出所存放的语音数据地址码库的一个地址码组，再通过该地址码组的一列有序的地址码依次从关键词数据库中调出相对应的关键词数据而形成一组录音数据，然后，CPU单元1调出再运行程序数据库存储单元4中的语音引导模块，将所述的一组录音数据依次输送至与其相连的语音输出装置5；再由语音输出装置5发出通过所述复杂路口的语音提示。
Claims (8)
1、一种可对复杂路口进行语音导航的导航装置，具有CPU单元(1)、GPS接收器(2)、地图数据库存储单元(3)、程序数据库存储单元(4)、语音输出装置(5)、语音数据库存储单元(6)和显示单元(7)；程序数据库存储单元(4)存储有导航用程序；GPS接收器(2)与CPU单元(1)双向电连接；CPU单元(1)分别与地图数据库存储单元(3)、程序数据库存储单元(4)，语音数据库存储单元(6)和显示单元(7)双向电连接；CPU单元(1)的语音信号输出端接语音输出装置(5)的语音信号输入端；其特征在于：
程序数据库存储单元(4)所存储的导航用程序包括导航主程序、路径规划模块、线路引导模块、地图显示模块和语音模块；其中的线路引导模块包括普通引导程序段和路口引导程序段；
地图数据库存储单元(3)存储有电子地图数据库、复杂路口模型库和简单路口模型；复杂路口模型库由各个复杂路口模型组成；简单路口模型和每个复杂路口模型均有一个模型编号，模型编号中包含所对应的路口是属于简单路口还是复杂路口的信息；每个复杂路口模型还包括相对应的路口图案数据、表示通过该复杂路口时的各条不同的行驶路线的相应的箭头图案数据以及各种附加编号；附加编号包含进入复杂路口的道路信息以及离开复杂路口的道路的信息；每个复杂路口模型的附加编号的数量与通过该路口的行驶路线的数量相同；同一个复杂路口模型中，其模型编号与任何一个附加编号的组合则构成一个表示通过该复杂路口的相应一条行驶路线的总编号；电子地图数据库中包括各路口的路口模型的模型编号的地址码；
语音数据库存储单元(6)存储有语音数据库和语音数据地址码库；语音数据库包括关键词数据库；关键词数据库包括按一定地址放置的各关键词数据。与每个关键词数据相对应的关键词表示的是在行驶中的一个驾驶动作的词语；语音地址码数据库由按一定地址放置的各地址码组构成，每个地址码组由表示一组关键词数据所处地址的相应的一列有序的地址码构成，与每个地址码组相对应的一组关键词表示的是在行驶中通过相对应的复杂路口时依次进行的所有驾驶动作的语句；每个地址码组的地址码与相应一个复杂路口模型的一个总编号相关联。
2、根据权利要求1所述的可对复杂路口进行语音导航的导航装置，其特征在于：所述关键词数据库的关键词数据还包括排扰关键词数据；语音地址码数据库中的相应的地址码组在存在干扰道路的情况下还包括排扰关键词数据的地址码；与每个排扰关键词数据相对应的排扰关键词表示的是当车辆离开路口的同一方向上还有称为干扰道路的其它道路时，而对正确道路进行区别性描述的词语。
3、根据权利要求1或2所述的可对复杂路口进行语音导航的导航装置，其特征在于：程序数据库存储单元(4)所存储的语音模块为语音引导模块；语音数据库存储单元(6)所存储的关键词数据库的各关键词数据为录音数据。
4、根据权利要求1或2所述的可对复杂路口进行语音导航的导航装置，其特征在于：程序数据库存储单元(4)所存储的语音模块为语音匹配模块；语音数据库存储单元(6)所存储的语音数据库还包括中文单字语音数据库；中文单字语音数据库中的中文单字包括常用的中文单字；每个关键词数据则为包括中文单字语音数据库中的数个中文单字语音数据的地址码在内的一段代码。
5、一种由权利要求1所述的可对复杂路口进行语音导航的导航装置的工作方法，包括如下步骤：
①在启动导航装置后，CPU单元(1)调出再运行程序数据库存储单元(4)中的导航主程序，而使CPU单元(1)处于不断接收GPS信号而计算出当前位置以及当前的行进速度的状态；当由人工或***对路径选择原则的优先次序、最接近的路口的距离的阈值进行选择，再由人工输入目的地点后，则引发CPU单元(1)调出再运行程序数据库存储单元(4)中的路径规划模块而计算出引导路径；CPU单元(1)计算出该引导路径后则在运行导航主程序的同时，从程序数据库存储单元(4)中调出再运行路线引导模块中的普通引导程序段，而按引导路径动态匹配从地图数据库存储单元(3)中取出的电子地图数据而进行实时导航：一是调出再运行程序数据库存储单元(4)中的地图显示模块，二是不断判断当前位置与引导路径上的前方的最接近的包括路口在内的提示点的距离是否达到所设定的阈值，三是判断车辆在行驶中是否偏离了上述引导路径；
若车辆在行驶中偏离了上述引导路径，则CPU单元(1)重新调出再运行程序数据库存储单元(4)中的路径规划模块而计算出新的引导路径，然后调出再运行程序数据库存储单元(4)中的路线引导模块的普通引导程序段，按新计算出的引导路径进行实时导航；
②步骤①中，在CPU单元(1)运行地图显示模块的过程中，先从所述地图数据库存储单元(3)中读取与当前位置相对应的电子地图数据，再将这些电子地图数据、车辆所处的位置数据以及引导路径的数据输送至显示单元(7)，显示单元(7)则在显示屏上显示车辆当前所在位置、包括当前位置在内的电子地图以及相应的引导路径，且随着车辆的行进所显示的电子地图及引导路径做相应变动；
③步骤①中，在CPU单元(1)运行路线引导模块中的普通引导程序段的过程中，当CPU单元(1)判断当前位置与引导路径上的前方的最接近的路口的距离为设定阈值或小于设定阈值时，则CPU单元(1)从与引导路径相匹配的电子地图数据中读取该路口的模型编号的地址码，再由该地址码从地图数据库存储单元3中读取该路口的模型编号；对该模型编号进行识别后，而判断该路口是简单路口还是复杂路口；若是复杂路口则在运行路线引导模块的普通引导程序段的同时，从程序数据库存储单元(4)中调出再运行路线引导模块的路口引导程序段：根据引导路径通过该复杂路口时的行驶路线，而得到进入路口的道路的编号和离开路口的道路的编号，将这两个编号进行组合后则得到了附加编号，从而也就得到了本次行驶通过该复杂路口的总编号；
④步骤③中，在CPU单元(1)运行路线引导模块的路口引导程序段而判断前方最接近路口为复杂路口、然后得到了复杂路口的模型编号和表示通过路口的行驶路线的总编号的情况下，一方面CPU单元(1)继续运行地图显示模块而使显示单元(7)的显示屏显示车辆当前所在位置以及包括当前位置在内的电子地图以及引导路径，同时继续运行路线引导模块的路口引导程序段，而根据模型编号在复杂路口模型库中调出该复杂路口模型的标注有道路编号的路口图案数据，根据总编号在复杂路口模型库中调出相应的箭头图案数据，再将这些调出的数据输至显示单元(7)的显示屏，在显示屏上叠加显示标注有道路编号的路口图案，以及在该路口图案上叠加显示表示行驶路线的箭头图案；另一方面CPU单元(1)继续运行路线引导模块的路口引导程序段，而根据总编号在语音数据库存储单元(6)的相关联的地址处调出所存放的语音数据地址码库的一个地址码组，再通过该地址码组的一列有序的地址码依次从关键词数据库中调出相对应的关键词数据而形成一组关键词数据，然后CPU单元(1)调出再运行程序数据库存储单元(4)中的语音模块：对调出的这组关键词数据进行处理后，输送至与其相连的语音输出装置(5)；再由语音输出装置(5)发出通过所述复杂路口的语音提示。
6、根据权利要求5所述的可对复杂路口进行语音导航的导航装置的工作方法，其特征在于：所述导航装置中，关键词数据库的关键词数据还包括排扰关键词数据；语音数据地址码库中的相应的地址码组在存在干扰道路的情况下还包括排扰关键词数据的地址码；与每个排扰关键词数据相对应的排扰关键词表示的是当车辆离开路口的同一方向上还有称为干扰道路的其它道路时，而对正确道路进行区别性描述的词语；
从而在步骤④中，若前方复杂路口存在干扰道路，则当CPU单元(1)根据总编号在语音数据库存储单元(6)的相关联的地址处调出所存放的语音数据地址码库的一个地址码组时，该地址码组所对应的一组关键词数据中还包括排扰关键词数据；在由语音输出装置(5)发出通过所述复杂路口的提示语音中也包括排扰关键词。
7、根据权利要求5或6所述的可对复杂路口进行语音导航的导航装置的工作方法，其特征在于：
所述导航装置中，程序数据库存储单元(4)所存储的语音模块为语音引导模块；语音数据库存储单元(6)所存储的关键词数据库的各关键词数据为录音数据；
所述工作方法的步骤④中，CPU单元(1)运行程序数据库存储单元(4)中的语音引导模块而对所调出的一组关键词数据所进行处理是：依次将各条录音数据输送至与其相连的语音输出装置(5)。
8、根据权利要求5或6所述的可对复杂路口进行语音导航的导航装置的工作方法，其特征在于：
所述导航装置中，程序数据库存储单元(4)所存储的语音模块为语音匹配模块；语音数据库存储单元(6)所存储的语音数据库还包括中文单字语音数据库；中文单字语音数据库中的中文单字包括常用的中文单字；每个关键词数据为包括中文单字语音数据库中的数个中文单字语音数据的地址码在内的一段代码；
所述工作方法的步骤④中，CPU单元(1)运行程序数据库存储单元(4)中的语音匹配模块而对所调出的一组关键词数据所进行处理是：根据所述一组关键词数据所包含的各中文单字语音数据的地址码按顺序从中文单字语音数据库中取出相应的语音数据，进行语音合成后输送至与其相连的语音输出装置(5)；再由语音输出装置(5)发出通过所述复杂路口的中文语音提示。
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| CN101329181B (zh) | 2011-01-05 |
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Granted publication date: 20110105 Termination date: 20110728 |