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專利名稱：基于路口形態(tài)的路口轉(zhuǎn)向信息語音播報方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種路口轉(zhuǎn)向信息的語音播報方法，屬于地理信息系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
移動環(huán)境下的語音導航集成了移動GIS技術(shù)、GPS技術(shù)和語音合成技術(shù)，廣泛應用于車載導航、智慧旅游、公共服務等領(lǐng)域。移動導航技術(shù)采用相對空間參考框架，即采用用戶的“前”、“后”、“左”、“右”方位，將針對轉(zhuǎn)盤路口的“順時針”、“逆時針”描述體系作為轉(zhuǎn)向信息基本描述詞匯，在此基礎上保證描述語言準確、簡單易懂。目前，與路口轉(zhuǎn)向信息相關(guān)的論文、專利和產(chǎn)品的研究，主要關(guān)注兩方面的內(nèi)容一是道路路口的數(shù)據(jù)建模，是轉(zhuǎn)向信息獲取前的數(shù)據(jù)預處理過程，如李宏利，張森等在“導航電子地圖中的路口聚合模型與方法”(《地理信息世界》，2009年05期)一文中通過分析城市路網(wǎng)的特點，提出結(jié)點-弧段表示的路口聚合模型，用于導航過程中的路徑規(guī)劃；方S等人在“一種適合移動導航系統(tǒng)的路網(wǎng)數(shù)據(jù)描述與分析方法”(《計算機工程與應用》，2006/13)中提出一種針對導航數(shù)據(jù)的二進制編碼方案；二是轉(zhuǎn)向信息的表達，即轉(zhuǎn)向信息獲取后的操作，公開號為CN1825061A的專利發(fā)明了一種導航轉(zhuǎn)向信息指示方法及裝置，將基于用戶實時位置及規(guī)劃路徑信息的轉(zhuǎn)向信息轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)向裝置指針指示方式。但是上述研究對路口轉(zhuǎn)向信息的計算及判斷，以及路口形態(tài)對轉(zhuǎn)向信息的影響并未給出明確的研究。在實際中，高速公路網(wǎng)的道路平直延展，路口之間間距較大，城市道路網(wǎng)的道路分布較為密集，這些道路的路口形態(tài)規(guī)律較為顯著，以簡單的丁字路口、十字路口、環(huán)形路口居多，較為復雜的有帶立交橋結(jié)構(gòu)的復合路口。但是在旅游景區(qū)這樣的擁有大量特殊路口形態(tài)的環(huán)境中，因其自然地貌特征或者觀賞性需要，許多道路細碎、蜿蜒，經(jīng)常在路口出現(xiàn)多條路段同時向某一方向或多方向蔓延。在計算路口轉(zhuǎn)向信息時，以往的做法是將出口路段的方向角歸放到某一角度區(qū)間內(nèi)，再將該角度區(qū)間對應到自然語言中，若出口路段數(shù)目較少，且分別落在不同的角度區(qū)間內(nèi)，則轉(zhuǎn)向信息無歧義；若出口道路較多， 往往采用順時針或者逆時針結(jié)合“左”、“右”方向的方式描述；而對于盡管出口路段數(shù)目不多，但是集中在某一個角度區(qū)間的情況，缺乏明確的處理方法，采用現(xiàn)有的路口導航技術(shù)是無法達到類似特殊路口轉(zhuǎn)向信息的播報需求的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對目前路口形態(tài)對轉(zhuǎn)向信息的影響這方面的研究尚不深入的情況，提出一種基于路口形態(tài)的路口轉(zhuǎn)向信息語音播報方法，模擬人的空間認知思維模式，改進現(xiàn)有轉(zhuǎn)向信息播報模型，獲取更為明確的轉(zhuǎn)向信息。本發(fā)明包括以下步驟
(1)在移動GIS模塊中，根據(jù)道路網(wǎng)獲取規(guī)劃路徑，即用戶指定的出發(fā)點到目的地兩點之間的路徑，規(guī)劃路徑包括路口與路段信息；定義路口為路段交點，路段定義為兩個相鄰路口之間道路片段，由一連串連續(xù)的坐標集合組成；其中，路口信息包括路口編號、路口坐標、與路口相連的路段信息；路段信息包括路段編號、路段兩端的路口信息、路段上有序點坐標集合；
(2)利用GPS定位模塊獲取用戶當前位置的經(jīng)緯度坐標并傳遞給移動GIS模塊；
(3)利用移動GIS模塊計算用戶當前位置到規(guī)劃路徑中各路段的距離，將最短距離對應的路段作為用戶當前所在的路段；由于規(guī)劃路徑上的路段及路口是有序排列的，因此根據(jù)用戶當前所在路段的編號得到即將進入的路口的編號；
(4)根據(jù)用戶的當前位置，利用移動GIS模塊實時判斷當前位置與相應路口的距離是否小于預設的判斷閾值若不小于，繼續(xù)獲取用戶實時位置信息，直到用戶所處的位置位于播報距離范圍內(nèi)；若小于，則進入轉(zhuǎn)向播報區(qū)域，計算相應路口關(guān)聯(lián)路段的方向角，包括當前位置所在路段進入相應路口的方向角、與該路口相連的其他所有出口路段的相對方向角；
(5)選擇當前路段的走向為轉(zhuǎn)向判斷的中心方向，將角度區(qū)間劃分為前、左、右三個象限，其區(qū)域分別為
權(quán)利要求
1.一種基于路口形態(tài)的路口轉(zhuǎn)向信息語音播報方法，其特征在于，包括以下步驟(1)在移動GIS模塊中，根據(jù)道路網(wǎng)獲取規(guī)劃路徑，即用戶指定的出發(fā)點到目的地兩點之間的路徑，規(guī)劃路徑包括路口與路段信息；其中，所述路口信息包括路口編號、路口坐標、 與路口相連的路段信息；所述路段信息包括路段編號、路段兩端的路口信息、路段上有序點坐標集合；(2)利用GPS定位模塊獲取用戶當前位置的經(jīng)緯度坐標并傳遞給移動GIS模塊；(3)利用移動GIS模塊計算用戶當前位置到規(guī)劃路徑中各路段的距離，將最短距離對應的路段作為用戶當前所在的路段，根據(jù)用戶當前所在路段的編號得到即將進入的路口的編號；(4)根據(jù)用戶的當前位置，利用移動GIS模塊實時判斷當前位置與相應路口的距離是否小于預設的判斷閾值若不小于，繼續(xù)獲取用戶實時位置信息，直到用戶所處的位置位于播報距離范圍內(nèi)；若小于，則進入轉(zhuǎn)向播報區(qū)域，計算相應路口關(guān)聯(lián)路段的方向角，包括當前位置所在路段進入相應路口的方向角、與該路口相連的其他所有出口路段的相對方向角；(5)根據(jù)當前路段進入相應路口的方向角，將角度區(qū)間劃分為前、左、右三個象限，根據(jù)與該路口相連的其他所有出口路段的數(shù)目、分布特征、方向角所落在的角度區(qū)間，執(zhí)行路口形態(tài)分析，將分析結(jié)果結(jié)合人的空間認知習慣轉(zhuǎn)換到自然語言描述的語句；(6)將自然語言描述的轉(zhuǎn)向信息語句通過語音合成引擎和語音輸出設備實現(xiàn)語音轉(zhuǎn)換與語音講解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于路口形態(tài)的路口轉(zhuǎn)向信息語音播報方法，其特征是所述相應路口關(guān)聯(lián)路段的方向角的計算過程為設在直角坐標系內(nèi)存在兩點A(XA，Ya)，B(XB, ，兩點之間的向量角是以直角坐標系的 X正軸為方向起算線，令ΔΧ = Xs - ,M = Ys- ΥΛ ,向量角的計算公式為(iarr:蕓，Μ> 0, Δ￥ > 0 AX = Ο,ΔΥ > 0 x -fair1 蓋，ΔΧ< Ο,ΔΥ > 0% +tan"1 ΔΧ< 0 ΔΥ <— 0 I-iXΔΧ = 0 ΔΥ< 0 Ι2π -Ian-iz^l ΛΧ>0,ΔΥ< 0、iA以路口 N為方向計算的終點，計算N的入口路段&的進入N的方向角，取&上距離 N最近的點Plri作為向量的起點，記為PF，則入口路段&前往路口 N的絕對方向角表示為 Ap=Angle (PF, N)；以路口 N為向量起點，N的目標出口路段&上距離N最近的點P。作為向量的終點，記為Ρτ，則目標出口路段&的離開路口 N的絕對方向角為Angle (N, Ρτ)；路口 N上連接的其他出口路段的最近點記為Pi,路口的絕對方向角記為Angle (N，Pi)；計算出口路段的相對方向角，即用各個絕對方向角減去入口路段的絕對方向角，記為At = Angle (N, Pt)-并將其規(guī)范化到
。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于路口形態(tài)的路口轉(zhuǎn)向信息語音播報方法，其特征是所述角度區(qū)間的劃分方法為選擇入口路段的走向Af為轉(zhuǎn)向判斷的中心方向，即以向量@為正軸，構(gòu)建區(qū)域分別為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于路口形態(tài)的路口轉(zhuǎn)向信息語音播報方法，其特征是所述路口形態(tài)分析的過程為用Num表示與路口相連的出口路段的數(shù)目，即與路口相連的全部路段數(shù)目減去一條作為判斷起算線的入口路段；當Num=I時，可以確定出口路段的轉(zhuǎn)向信息，無轉(zhuǎn)向歧義；當Num=2時，若與路口相連的兩條出口路段位于不同的角度區(qū)間內(nèi)，則轉(zhuǎn)向信息無歧義；若兩條出口路段位于同一個角度區(qū)間內(nèi)，則分以下三種情況情況一同時位于直行的角度區(qū)間內(nèi)，即
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于路口形態(tài)的路口轉(zhuǎn)向信息語音播報方法，以解決景區(qū)等存在特殊路口形態(tài)的地區(qū)，其路口轉(zhuǎn)向信息難以準確播報的問題。本發(fā)明通過移動GIS模塊、GPS定位模塊確定規(guī)劃路徑與用戶實時位置信息，得到用戶當前所在路段與即將進入的路口，計算該路口的關(guān)聯(lián)路段的方向角，并結(jié)合出口路段數(shù)目及分布情況進行路口形態(tài)分析，將分析結(jié)果轉(zhuǎn)換為自然語言描述文字，通過語音合成引擎為用戶播報。本發(fā)明方法可以針對復雜道路形態(tài)的路口轉(zhuǎn)向信息進行準確的分析、播報。
文檔編號G01C21/34GK102494693SQ201110382659
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月27日
發(fā)明者余明朗, 鄭玥, 龍毅 申請人:蘇州邁普信息技術(shù)有限公司