專利名稱：基于路口形態(tài)的路口轉(zhuǎn)向信息語(yǔ)音播報(bào)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(yǔ)音播報(bào)方法，屬于地理信息系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
移動(dòng)環(huán)境下的語(yǔ)音導(dǎo)航集成了移動(dòng)GIS技術(shù)、GPS技術(shù)和語(yǔ)音合成技術(shù)，廣泛應(yīng)用于車載導(dǎo)航、智慧旅游、公共服務(wù)等領(lǐng)域。移動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)采用相對(duì)空間參考框架，即采用用戶的“前”、“后”、“左”、“右”方位，將針對(duì)轉(zhuǎn)盤路口的“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”描述體系作為轉(zhuǎn)向信息基本描述詞匯，在此基礎(chǔ)上保證描述語(yǔ)言準(zhǔn)確、簡(jiǎn)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(yù)處理過程，如李宏利，張森等在“導(dǎo)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(diǎn)，提出結(jié)點(diǎn)-弧段表示的路口聚合模型，用于導(dǎo)航過程中的路徑規(guī)劃；方S等人在“一種適合移動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的路網(wǎng)數(shù)據(jù)描述與分析方法”(《計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用》，2006/13)中提出一種針對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)的二進(jìn)制編碼方案；二是轉(zhuǎn)向信息的表達(dá)，即轉(zhuǎn)向信息獲取后的操作，公開號(hào)為CN1825061A的專利發(fā)明了一種導(dǎo)航轉(zhuǎn)向信息指示方法及裝置，將基于用戶實(shí)時(shí)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(duì)路口轉(zhuǎn)向信息的計(jì)算及判斷，以及路口形態(tài)對(duì)轉(zhuǎn)向信息的影響并未給出明確的研究。在實(shí)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(jiǎn)單的丁字路口、十字路口、環(huán)形路口居多，較為復(fù)雜的有帶立交橋結(jié)構(gòu)的復(fù)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(xì)碎、蜿蜒，經(jīng)常在路口出現(xiàn)多條路段同時(shí)向某一方向或多方向蔓延。在計(jì)算路口轉(zhuǎn)向信息時(shí)，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(duì)應(yīng)到自然語(yǔ)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(wú)歧義；若出口道路較多， 往往采用順時(shí)針或者逆時(shí)針結(jié)合“左”、“右”方向的方式描述；而對(duì)于盡管出口路段數(shù)目不多，但是集中在某一個(gè)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(dǎo)航技術(shù)是無(wú)法達(dá)到類似特殊路口轉(zhuǎn)向信息的播報(bào)需求的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)目前路口形態(tài)對(duì)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(yǔ)音播報(bào)方法，模擬人的空間認(rèn)知思維模式，改進(jìn)現(xiàn)有轉(zhuǎn)向信息播報(bào)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(dòng)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(diǎn)到目的地兩點(diǎn)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(diǎn)，路段定義為兩個(gè)相鄰路口之間道路片段，由一連串連續(xù)的坐標(biāo)集合組成；其中，路口信息包括路口編號(hào)、路口坐標(biāo)、與路口相連的路段信息；路段信息包括路段編號(hào)、路段兩端的路口信息、路段上有序點(diǎn)坐標(biāo)集合；
(2)利用GPS定位模塊獲取用戶當(dāng)前位置的經(jīng)緯度坐標(biāo)并傳遞給移動(dòng)GIS模塊；
(3)利用移動(dòng)GIS模塊計(jì)算用戶當(dāng)前位置到規(guī)劃路徑中各路段的距離，將最短距離對(duì)應(yīng)的路段作為用戶當(dāng)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(dāng)前所在路段的編號(hào)得到即將進(jìn)入的路口的編號(hào)；
(4)根據(jù)用戶的當(dāng)前位置，利用移動(dòng)GIS模塊實(shí)時(shí)判斷當(dāng)前位置與相應(yīng)路口的距離是否小于預(yù)設(shè)的判斷閾值若不小于，繼續(xù)獲取用戶實(shí)時(shí)位置信息，直到用戶所處的位置位于播報(bào)距離范圍內(nèi)；若小于，則進(jìn)入轉(zhuǎn)向播報(bào)區(qū)域，計(jì)算相應(yīng)路口關(guān)聯(lián)路段的方向角，包括當(dāng)前位置所在路段進(jìn)入相應(yīng)路口的方向角、與該路口相連的其他所有出口路段的相對(duì)方向角；
(5)選擇當(dāng)前路段的走向?yàn)檗D(zhuǎn)向判斷的中心方向，將角度區(qū)間劃分為前、左、右三個(gè)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(yǔ)音播報(bào)方法，其特征在于，包括以下步驟(1)在移動(dòng)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(diǎn)到目的地兩點(diǎn)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(hào)、路口坐標(biāo)、 與路口相連的路段信息；所述路段信息包括路段編號(hào)、路段兩端的路口信息、路段上有序點(diǎn)坐標(biāo)集合；(2)利用GPS定位模塊獲取用戶當(dāng)前位置的經(jīng)緯度坐標(biāo)并傳遞給移動(dòng)GIS模塊；(3)利用移動(dòng)GIS模塊計(jì)算用戶當(dāng)前位置到規(guī)劃路徑中各路段的距離，將最短距離對(duì)應(yīng)的路段作為用戶當(dāng)前所在的路段，根據(jù)用戶當(dāng)前所在路段的編號(hào)得到即將進(jìn)入的路口的編號(hào)；(4)根據(jù)用戶的當(dāng)前位置，利用移動(dòng)GIS模塊實(shí)時(shí)判斷當(dāng)前位置與相應(yīng)路口的距離是否小于預(yù)設(shè)的判斷閾值若不小于，繼續(xù)獲取用戶實(shí)時(shí)位置信息，直到用戶所處的位置位于播報(bào)距離范圍內(nèi)；若小于，則進(jìn)入轉(zhuǎn)向播報(bào)區(qū)域，計(jì)算相應(yīng)路口關(guān)聯(lián)路段的方向角，包括當(dāng)前位置所在路段進(jìn)入相應(yīng)路口的方向角、與該路口相連的其他所有出口路段的相對(duì)方向角；(5)根據(jù)當(dāng)前路段進(jìn)入相應(yīng)路口的方向角，將角度區(qū)間劃分為前、左、右三個(gè)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(rèn)知習(xí)慣轉(zhuǎn)換到自然語(yǔ)言描述的語(yǔ)句；(6)將自然語(yǔ)言描述的轉(zhuǎn)向信息語(yǔ)句通過語(yǔ)音合成引擎和語(yǔ)音輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音轉(zhuǎn)換與語(yǔ)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(yǔ)音播報(bào)方法，其特征是所述相應(yīng)路口關(guān)聯(lián)路段的方向角的計(jì)算過程為設(shè)在直角坐標(biāo)系內(nèi)存在兩點(diǎn)A(XA，Ya)，B(XB, ，兩點(diǎn)之間的向量角是以直角坐標(biāo)系的 X正軸為方向起算線，令ΔΧ = Xs - ,M = Ys- ΥΛ ,向量角的計(jì)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(jì)算的終點(diǎn)，計(jì)算N的入口路段&的進(jìn)入N的方向角，取&上距離 N最近的點(diǎn)Plri作為向量的起點(diǎn)，記為PF，則入口路段&前往路口 N的絕對(duì)方向角表示為 Ap=Angle (PF, N)；以路口 N為向量起點(diǎn)，N的目標(biāo)出口路段&上距離N最近的點(diǎn)P。作為向量的終點(diǎn)，記為Ρτ，則目標(biāo)出口路段&的離開路口 N的絕對(duì)方向角為Angle (N, Ρτ)；路口 N上連接的其他出口路段的最近點(diǎn)記為Pi,路口的絕對(duì)方向角記為Angle (N，Pi)；計(jì)算出口路段的相對(duì)方向角，即用各個(gè)絕對(duì)方向角減去入口路段的絕對(duì)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(yǔ)音播報(bào)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(yǔ)音播報(bào)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(dāng)Num=I時(shí)，可以確定出口路段的轉(zhuǎn)向信息，無(wú)轉(zhuǎn)向歧義；當(dāng)Num=2時(shí)，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(wú)歧義；若兩條出口路段位于同一個(gè)角度區(qū)間內(nèi)，則分以下三種情況情況一同時(shí)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(yǔ)音播報(bào)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(zhǔn)確播報(bào)的問題。本發(fā)明通過移動(dòng)GIS模塊、GPS定位模塊確定規(guī)劃路徑與用戶實(shí)時(shí)位置信息，得到用戶當(dāng)前所在路段與即將進(jìn)入的路口，計(jì)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(jìn)行路口形態(tài)分析，將分析結(jié)果轉(zhuǎn)換為自然語(yǔ)言描述文字，通過語(yǔ)音合成引擎為用戶播報(bào)。本發(fā)明方法可以針對(duì)復(fù)雜道路形態(tài)的路口轉(zhuǎn)向信息進(jìn)行準(zhǔn)確的分析、播報(bào)。
文檔編號(hào)G01C21/34GK102494693SQ201110382659
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)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(qǐng)人:蘇州邁普信息技術(shù)有限公司