CN101802554A - 用于播放语音导引的方法及相关导航装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可播放语音导引的导航装置。在一个实施例中，导航装置包含有：全球导航卫星***接收机、地理信息***、控制模块、音频处理模块以及扬声器。全球导航卫星***接收机用于提供导航装置位置、速度和加速度；地理信息***用于依据地图数据决定路径，并决定路径中的决策点；控制模块用于依据导航装置的位置、速度和加速度动态地决定对应于决策点的播放策略，并依据播放策略产生对应于决策点的导引文本，其中，播放策略决定导引文本的字数目。音频处理模块接着产生对应于导引文本的导引语音信号。然后，扬声器播放导引语音信号。
Description
技术领域
本发明有关于导航装置，特别是有关于用于导航装置来播放语音导引(voice guidance)的方法。
背景技术
导航装置是用来引导用户到达其指定的目标位置的一种装置。一般的导航装置包含全球导航卫星***(Global Navigation Satellite System，以下简称为GNSS)接收机与地理信息***(Geographic Information System，以下简称为GIS)。GNSS接收机提供导航装置的当前位置。地理信息***提供导航装置所处的区域的道路地图。导航装置接着依据道路地图决定用户从当前位置到目标位置的最短路径。因此，接下来用户可依据导航装置的指示沿着路径到达目标位置。
一般的导航装置会发出对应于路径中决策点(decision point)的语音导引(voice guidance)来为用户导航。举例来说，决策点可为转弯、交叉路口、桥、隧道以及环岛。因此，导航装置包含音频处理模块来播放语音导引。在一个实施例中，音频处理模块播放提前记录的声音信号以作为语音导引。另一实施例中，音频处理模块为文字转语音(Text-To-Speech，TTS)模块，其用于将导引文本(guiding sentence)由文字转换为语音以获得语音导引。
上述的两个实施例均以固定的长度播放语音导引。也就是说，导航装置移动速度的变化不会导致语音导引长度的变化。举例来说，用户经常在驾驶车辆时使用导航装置，当车辆的速度超过90km/h时，由于语音导引的固定长度，车辆通常会通过对应于语音导引的决策点。
由于迟到的语音导引对用户无用，当导航装置的速度超过极限值时，现有的导航装置通常会禁能音频处理模块。然而，当音频处理模块被禁能时，用户无法收到来自导航装置的指示。因此，在这种情形下，用户必须完全依赖于导航装置荧幕上所显示的道路地图来导航，这对用户来说很不方便。因此，需要提供一种能够依据导航装置的速度动态地调整语音导引长度的导航装置。
发明内容
本发明提供一种可播放语音导引的导航装置。在一个实施例中，导航装置包含有：全球导航卫星***接收机、地理信息***、控制模块、音频处理模块以及扬声器。全球导航卫星***接收机用于提供导航装置位置、速度和加速度；地理信息***用于依据地图数据决定路径，并决定路径中的决策点；控制模块用于依据位置、速度和加速度动态地决定对应于决策点的播放策略(playing policy)，并依据播放策略产生对应于决策点的导引文本，其中，播放策略决定导引文本的字数目。音频处理模块接着产生对应于导引文本的导引语音信号。然后，扬声器播放导引语音信号。
本发明更提供一种用于导航装置的播放语音导引的方法，首先，从GNSS接收机获得导航装置的位置、速度以及加速度；从地理信息***获得路径与路径中的决策点；利用控制模块依据位置、速度与加速度动态地决定对应于决策点的播放策略；以及依据播放策略产生对应于决策点的导引文本，其中播放策略决定导引文本的字数目。接下来依据导引文本产生导引语音信号。最后利用扬声器播放导引语音信号。
以下参照附图与实施例进行详细说明。
附图说明
通过阅读以下详细说明并参照附图的例子，可更全面地理解本发明，其中：
图1为依据本发明的导航装置的方框图；
图2A为依据本发明的控制模块的实施例的方框图；
图2B为依据本发明的控制模块的另一实施例的方框图；
图3显示了对应于决策点的离决策点距离、警示距离以及戒备距离之间的关系；
图4为依据本发明的导航装置的速度来动态地调整导引文本长度的方法的流程图；
图5A显示了依据本发明对应于不同的单句播放策略的导引文本的例子；
图5B显示了依据本发明对应于不同的结合句播放策略的导引文本的例子；
图6A为道路地图的示意图；
图6B为图6A所示的两决策点的警示距离之间的两种关系的示意图；
图7为依据本发明的决定导引文本播放策略的方法的流程图；
图8为依据本发明的用于导航装置的播放语音导引的方法的流程图。
具体实施方式
以下描述为实现本发明的优选实施方式。此描述仅用于阐述本发明的一般原理，并非用于限定本发明。本发明的保护范围当以权利要求所定义的范围为准。
请参照图1，图1为依据本发明的导航装置100的方框图。导航装置100包含全球导航卫星***接收机102、地理信息***104、控制模块106、音频处理模块108以及扬声器110。GNSS接收机102提供位置信息，如导航装置的当前位置、速度以及加速度。一些实施例中，依据从GNSS接收机准时得到的位置，导航装置可决定其速度与加速度。地理信息***104储存道路地图数据。当导航装置100的用户从道路地图中选择一个目标地点时，地理信息***104依据道路地图数据决定从当前位置到目标地点的路径。因此用户可依据导航装置100的指示沿着路径到达目标地点。
地理信息***104决定路径中值得特别提醒的多个决策点(decision point)来为用户导航。举例来说，决策点可为路径中的转弯、交叉路口、桥、隧道以及环岛。并且导航装置100必须在用户去往决策点之前通知用户到达目标地点的正确方向。举例来说，当用户去往一个交叉路口的决策点时，导航装置必须指示用户“直走”、“右转”或“左转”，以指示用户如何到达目标地点。
接着，控制模块106依据位置、速度及加速度来决定对应于决策点的导引文本(guiding sentence)的播放策略(playing policy)，其中播放策略分别决定对应于多个决策点的多个导引文本的字数目。对应于一个决策点的一个导引文本包含用于此决策点的指示。举例来说，一个交叉路口的决策点具有一个相应的导引文本，如“请在交叉路口左转进入女王大道”。接下来，控制模块106依据其中的播放策略产生对应于决策点的导引文本。因此，导引文本的长度依据导航装置100的位置、速度与加速度而被动态地调整。下文在图2A与图2B中进一步对控制模块106做详细描述。
然后，音频处理模块108产生对应于导引文本的导引语音信号。在一个实施例中，音频处理模块为文字转语音模块，用于将导引文本从文字转换为语音以获得导引语音信号。扬声器接着在导航装置100沿着路径移动到决策点之前播放导引语音信号。因此，用户可依据导引语音信号的指示采取行动，以驾驶车辆朝路径中决策点上最有效率的方向行驶，最终到达目标地点。
请参照图2A，图2A为依据本发明的控制模块200的实施例的方框图。控制模块200包含离决策点距离决定模块202、比较器204、播放策略决定模块206、导引文本产生模块207以及警示距离(alert distance)决定模块208。播放策略决定模块206首先依据距离差ΔS决定对应于决策点的播放策略。导引文本产生模块207接着依据播放策略产生对应于决策点的导引文本。
警示距离决定模块208首先依据导引文本的译码与播放速度计算用于播放导引文本的播放期间T1。播放期间T1是音频处理模块108以译码与播放速度完整播放对应于导引文本的导引语音信号所需要的时间。警示距离决定模块208接着依据播放期间T1、速度与加速度决定导引文本的警示距离S1。警示距离S1是导航装置100在播放期间T1以GNSS接收机102所提供的速度与加速度所经过的距离。
离决策点距离决定模块202计算导航装置100的位置与决策点之间的离决策点距离S0。请参照图3，图3显示了对应于决策点的离决策点距离S0与警示距离S1之间的关系。比较器204接着比较警示距离S1与离决策点距离S0，以获得距离差ΔS。若距离差ΔS指示警示距离S1大于离决策点距离S0，则当完整播放导引文本时，导航装置100将已经通过决策点，播放策略决定模块206决定一种播放策略以减少导引文本的字数目。反之，若距离差ΔS指示警示距离S1小于离决策点距离S0，音频处理模块108将在导航装置100通过决策点之前完整播放导引文本，播放策略决定模块206决定一种播放策略以允许导引文本使用较多数目的字。
请参照图5A，图5A显示了对应于不同的单句(single-sentence)播放策略的导引文本的例子。在一个实施例中，播放策略从冗长策略(verbose policy)、压缩策略(compact policy)与提示策略(prompt policy)中选择。冗长策略允许导引文本使用较多数目的字。举例来说，用于交叉路口的决策点的导引文本可为“请在交叉路口左转进入第五大道”。压缩策略允许导引文本使用中等数目的字，例如用于此交叉路口的决策点的导引文本可为“请在交叉路口左转”。提示策略允许导引文本使用较少数目的字，例如用于此交叉路口的决策点的导引文本可仅为“左转”。
请参考图2B，图2B显示了依据本发明的控制模块250的一个实施例的方框图。控制模块250包含离决策点期间决定模块252、比较器254、播放策略决定模块256、导引文本产生模块257以及警示期间决定模块258。播放策略决定模块256首先依据时间差ΔT决定对应于一个决策点的一个播放策略。导引文本产生模块257接着依据播放策略产生对应于决策点的导引文本。
警示期间决定模块258首先依据导引文本的译码与播放速度计算用于播放导引文本的警示期间T1。警示期间T1是音频处理模块108以译码与播放速度完整播放对应于导引文本的导引语音信号所需要的时间。离决策点期间决定模块252接着依据导航装置100的位置、速度及加速度计算离决策点期间T0。离决策点期间T0是导航装置100以GNSS接收机102所提供的速度与加速度从上述位置前行至决策点所需要的时间。
比较器254接着比较警示期间T1与离决策点期间T0，以获得时间差ΔT。若时间差ΔT指示警示期间T1大于离决策点期间T0，则当完整播放导引文本时，导航装置100将已经通过决策点，播放策略决定模块256决定一个播放策略以减少导引文本的字数目。反之，若时间差ΔT指示警示期间T1小于离决策点期间T0，音频处理模块108将在导航装置100通过决策点之前完整播放导引文本，并且播放策略决定模块256决定一个播放策略以允许导引文本使用较多数目的字。
请参考图4，图4显示了依据本发明的导航装置100的速度来动态地调整导引文本长度的方法400的流程图。首先，控制模块106计算决策点与导航装置100的位置之间的离决策点距离S0(步骤402)。然后，控制模块106决定对应于决策点的导引文本的播放策略(步骤404)。接下来，控制模块106依据播放策略产生导引文本(步骤406)。接着，控制模块106依据导引文本的译码与播放速度计算用于播放导引文本的播放期间T1(步骤408)。
然后，控制模块106依据播放期间T1与导航装置100的速度及加速度决定对应于决策点的警示距离S1(步骤410)。控制模块106接着比较离决策点距离S0与警示距离S1(步骤412)。如果离决策点距离S0小于警示距离S1，控制模块106改变播放导引文本的播放策略，以减少导引文本中的字数目(步骤404)。反之，控制模块106依据警示距离S1计算对应于决策点的戒备距离S2(步骤414)。
请参照图3，显示了对应于决策点的戒备距离S2。戒备距离S2是戒备位置与决策点位置之间的距离，并且大于警示距离S1。戒备距离S2通过将距离S12加入警示距离S1得到。在一个实施例中，距离S12为固定的距离。另一实施例中，距离S12为导航装置100在一秒时间内以上述速度与加速度所经过的距离。在又一实施例中，距离S12包含来自GPS接收机的取样点。控制模块106接着检查离决策点距离S0(导航装置100与决策点之间的距离)是否等于或小于戒备距离S2(步骤416)。若离决策点距离S0等于或小于戒备距离S2，控制模块106指示音频处理模块108开始播放对应决策点的导引文本(步骤418)。由于戒备距离S2大于警示距离S1，可确保导引文本在导航装置100通过决策点之前完整播放。
请参照图6A，为道路地图的示意图。导航装置位于位置620。路径610引导导航装置从位置620至目标地点，路径610上设置5个决策点601～605。导航装置接着依据图4所示的方法400分别计算对应于决策点601～605的警示距离。请参考图6B，为图6A所示的两决策点601与602的警示距离之间的两种关系的示意图。图中显示了对应于路径610的三条路径652、654与656，以及位置671、672、673、674与675分别对应于路径610中决策点601、602、603、604与605的位置。
导航装置执行方法400之后，可获得分别对应于决策点601、602、603、604与605的5个警示距离SA、SB(路径654中为SB’)、SC、SD及SE。在路径652中，对应于决策点602的警示距离为SB，并且决策点601的位置671与决策点602的位置672之间的距离大于警示距离SB。因此，导航装置可在通过决策点602之前完整播放对应于决策点602的导引文本。在路径654中，对应于决策点602的警示距离为SB’，并且决策点601的位置671与决策点602的位置672之间的距离小于警示距离SB’。
因此在路径654中，导航装置无法在通过决策点602之前完整播放对应于决策点602的导引文本。因此，导航装置的控制模块将对应于决策点601的导引文本与对应于决策点602的导引文本相结合，以获得结合导引文本。导航装置的控制模块接着依据结合导引文本决定警示距离SA+B，并指示音频处理模块播放结合导引文本，而不是分别播放各自的导引文本。路径656显示了对应于两个决策点601与602的结合导引文本被播放的情形，从而解决了路径654情形中存在的问题。
举例来说，对应于决策点601的导引文本为“请在交叉路口左转进入第五大道”，共计9个单词，对应于决策点602的导引文本为“请在交叉路口右转进入女王大道”，共计9个单词。然后，对应于决策点601与602的导引文本的结合导引文本可为“请在交叉路口左转然后右转进入女王大道”，共计13个单词。结合导引文本的长度小于两个单独的导引文本的长度的和，并且播放结合导引文本所需的时间少于播放两个单独的导引文本所需的时间。
请参照图7，图7为依据本发明决定导引文本播放策略的方法700的流程图。控制模块的播放策略决定模块首先选择对应于第一决策点的冗长策略(步骤702)，并依据此冗长策略产生导引文本。若比较模块发现导引文本的警示距离大于离决策点距离，或导引文本的警示期间大于离决策点期间，则冗长策略不适合于第一决策点，播放策略决定模块为此决策点选择压缩策略(步骤712)。若压缩策略不适合于第一决策点，则选择提示策略来产生第一决策点的导引文本(步骤714)。
若冗长策略适合于第一决策点(步骤702)，播放策略决定模块为相邻于第一决策点的第二决策点选择冗长策略(步骤704)。若冗长策略不适合于第二决策点，如图6B的路径654的情形，播放策略决定模块将第一决策点与第二决策点的导引文本相结合以获得结合导引文本，并为结合导引文本选择冗长策略(步骤706)。请参考图5B，图5B显示了对应于不同的结合句播放策略的导引文本的例子。若冗长策略不适合于结合导引文本，则选择压缩策略(步骤708)。若压缩策略仍不适合于结合导引文本，则选择提示策略(步骤710)。在决定了播放策略之后，依据播放策略产生导引文本(步骤716)。
请参照图8，图8为依据本发明用于导航装置100的播放语音导引的方法800的流程图。首先，依据来自地理信息***104的道路地图数据决定一条路径(步骤801)。接着，从GNSS接收机102获得导航装置100的位置、速度与加速度(步骤802)。然后，导航装置100在路径中***新的决策点(步骤804)。当导航装置100通过一些逾期(overdue)的决策点之后，从路径中删除这些逾期的决策点(步骤806)。
控制模块106接着依据方法700并根据导航装置100的位置、速度与加速度分别决定对应于多个决策点的播放策略，然后依据所决定的播放策略产生对应于决策点的导引文本(步骤808)。接下来，控制模块106决定对应于决策点的警示距离与戒备距离(步骤810)。如果导航装置100进入了对应于一个决策点的戒备距离的范围(步骤812)，则音频处理模块108播放导引文本(步骤814)。否则，依据导航装置100的新速度重复计算播放策略、导引文本、警示距离以及戒备距离，直到导航装置的导航功能终结(步骤816)。虚线框820内的步骤808、810、812以及814为图4的方法400中揭示的过程。
本发明提供一种导航装置。此导航装置依据其位置、速度与加速度，通过控制模块来动态地调整对应于多个决策点的导引文本的长度。因此，即使在高速情况下，仍可以适合导航装置速度的长度来播放导引文本。
以上举例并以优选实施例的方式对本发明进行了详细说明，但应理解的是，上述举例以及优选实施例并非用于限制本发明的保护范围。相反地，以上举例以及优选实施例意在覆盖本领域技术人员可理解的多种修改以及相似设置。因此，权利要求的范围应当获得最广义的解释以覆盖上述修改与设置。
Claims (20)
1.一种可播放语音导引的导航装置，该导航装置包含有：
全球导航卫星***接收机，用于提供该导航装置的位置信息；
地理信息***，用于依据地图数据决定路径，并决定该路径中的决策点；
控制模块，耦合于该全球导航卫星***接收机及该地理信息***，用于依据该位置信息动态地决定对应于该决策点的播放策略，并依据该播放策略产生对应于该决策点的导引文本；
音频处理模块，耦合于该控制模块，用于产生对应于该导引文本的导引语音信号；以及
扬声器，耦合于该音频处理模块，用于播放该导引语音信号。
2.如权利要求1所述的导航装置，其中该音频处理模块为文字转语音模块，用于将该导引文本从文字转换为语音，以获得该导引语音信号。
3.如权利要求1所述的导航装置，其中该播放策略从冗长策略、压缩策略与提示策略中选择，该冗长策略允许该导引文本使用较多数目的字，该压缩策略允许该导引文本使用中等数目的字，以及该提示策略允许该导引文本使用较少数目的字。
4.如权利要求1所述的导航装置，其中该控制模块更依据该导航装置的速度、该导航装置的加速度以及用于该导引文本的译码与播放速度来决定该导引文本的警示距离，决定大于该警示距离的戒备距离，以及当该导航装置与该决策点之间的距离小于该戒备距离时，指示该音频处理模块播放该导引文本，其中在该音频处理模块以该译码与播放速度完整播放该导引文本的期间内，该导航装置以该速度与该加速度完全经过该警示距离。
5.如权利要求4所述的导航装置，其中该地理信息***更决定该路径中跟随在该决策点之后的第二决策点；以及该控制模块更依据该位置、该速度以及该加速度动态地决定对应于该第二决策点的第二播放策略，并依据该第二播放策略产生对应于该第二决策点的第二导引文本。
6.如权利要求1所述的导航装置，其中该控制模块包含有：
播放策略决定模块，依据距离差决定对应于该决策点的该播放策略；
导引文本产生模块，依据该播放策略产生对应于该决策点的该导引文本；
警示距离决定模块，依据该导引文本与该导引文本的译码与播放速度来计算用于播放该导引文本的播放期间，并依据该播放期间、该导航装置的速度与加速度来决定该导引文本的警示距离，其中该导航装置在该播放期间以该速度与该加速度完全经过该警示距离；
离决策点距离决定模块，用于计算该导航装置与该决策点之间的离决策点距离；以及
比较模块，用于比较该警示距离与该离决策点距离，以获得该距离差。
7.如权利要求6所述的导航装置，其中当该距离差指示该警示距离小于该离决策点距离时，该播放策略决定模块决定该播放策略以允许该导引文本使用较多数目的字，以及当该距离差指示该警示距离大于该离决策点距离时，该播放策略决定模块决定该播放策略以减少该导引文本中的字数目。
8.如权利要求1所述的导航装置，其中该控制模块包含有：
播放策略决定模块，依据时间差决定对应于该决策点的该播放策略；
导引文本产生模块，依据该播放策略产生对应于该决策点的该导引文本；
警示期间决定模块，依据该导引文本与该导引文本的译码与播放速度来计算用于播放该导引文本的警示期间；
离决策点期间决定模块，依据该导航装置的该位置、速度与加速度来计算离决策点期间，该导航装置在该离决策点期间从该位置前行至该决策点；以及
比较模块，比较该警示期间与该离决策点期间，以获得该时间差。
9.如权利要求8所述的导航装置，其中当该时间差指示该警示期间小于该离决策点期间时，该播放策略决定模块决定该播放策略以允许该导引文本使用较多数目的字，以及当该时间差指示该警示期间大于该离决策点期间时，该播放策略决定模块决定该播放策略以减少该导引文本中的字数目。
10.如权利要求5所述的导航装置，其中该控制模块依据该速度、该加速度以及该译码与播放速度决定该第二导引文本的第二警示距离，当该决策点与该第二决策点之间的距离大于该第二警示距离时，将该导引文本与该第二导引文本结合，以获得结合导引文本，并且指示该音频处理模块播放该结合导引文本，而不是分别播放该导引文本与该第二导引文本，其中该结合导引文本的字数目小于该导引文本的字数目与该第二导引文本的字数目的总和，以及在该音频处理模块以该译码与播放速度完整播放该第二导引文本的期间内，该导航装置以该速度与该加速度完全经过该第二警示距离。
11.一种用于导航装置的播放语音导引的方法，包含有：
获得该导航装置的位置信息；
从地理信息***获得路径与该路径中的决策点；
依据该位置信息动态地决定对应于该决策点的播放策略；以及
依据该播放策略产生对应于该决策点的导引文本；
其中该播放策略决定该导引文本的字数目。
12.如权利要求11所述的方法，其中产生该导引语音信号包含将该导引文本从文字转换为语音，以获得该导引语音信号，以及该音频处理模块为文字转语音模块。
13.如权利要求11所述的方法，其中该播放策略从冗长策略、压缩策略与提示策略中选择，该冗长策略允许该导引文本使用较多数目的字，该压缩策略允许该导引文本使用中等数目的字，以及该提示策略允许该导引文本使用较少数目的字。
14.如权利要求11所述的方法，其中该方法更包含：
依据该导航装置的速度与加速度以及该导引文本的译码与播放速度来决定该导引文本的警示距离；
决定大于该警示距离的戒备距离；以及
当该导航装置与该决策点之间的距离小于该戒备距离时，播放该导引语音信号；
其中在播放该导引文本的期间，该导航装置以该速度与该加速度完全经过该警示距离。
15.如权利要求14所述的方法，其中该方法更包含：
获得该路径中跟随在该决策点之后的第二决策点；
依据该位置、该速度以及该加速度动态地决定对应于该第二决策点的第二播放策略；以及
依据该第二播放策略产生对应于该第二决策点的第二导引文本。
16.如权利要求15所述的方法，其中该方法更包含：
依据该速度、该加速度以及该译码与播放速度决定该第二导引文本的第二警示距离；
当该决策点与该第二决策点之间的距离大于该第二警示距离时，将该导引文本与该第二导引文本结合，以获得结合导引文本；以及
播放该结合导引文本，而不是分别播放该导引文本与该第二导引文本；
其中该结合导引文本的字数目小于该导引文本的字数目与该第二导引文本的字数目的总和，以及在该音频处理模块以该译码与播放速度完整播放该第二导引文本的期间，该导航装置以该速度与该加速度完全经过该第二警示距离。
17.如权利要求11所述的方法，其中决定该播放策略包含：
依据距离差决定对应于该决策点的该播放策略；
依据该播放策略产生对应于该决策点的该导引文本；
依据该导引文本的译码与播放速度来计算用于播放该导引文本的播放期间；
依据该播放期间、该速度与该加速度来决定该导引文本的警示距离，其中该导航装置在该播放期间以该速度与该加速度完全经过该警示距离；
计算该导航装置与该决策点之间的离决策点距离；以及
比较该警示距离与该离决策点距离，以获得该距离差。
18.如权利要求17所述的方法，其中当该距离差指示该警示距离小于该离决策点距离时，决定该播放策略允许该导引文本使用较多数目的字，以及当该距离差指示该警示距离大于该离决策点距离时，决定该播放策略允许该导引文本使用较少数目的字。
19.如权利要求11所述的方法，其中决定该播放策略包含：
依据时间差决定对应于该决策点的该播放策略；
依据该播放策略产生对应于该决策点的该导引文本；
依据译码与播放速度来计算用于播放该导引文本的警示期间；
依据该位置、该速度与该加速度来计算离决策点期间，该导航装置在该离决策点期间从该位置前行至该决策点；以及
比较该警示期间与该离决策点期间，以获得该时间差。
20.如权利要求19所述的方法，其中当该时间差指示该警示期间小于该离决策点期间时，决定该播放策略以允许该导引文本使用较多数目的字，以及当该时间差指示该警示期间大于该离决策点期间时，决定该播放策略以允许该导引文本使用较少数目的字。
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