CN100552469C - 动态调整全球卫星定位系统的语音提示距离的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种动态调整全球卫星定位系统的语音提示距离的方法，此方法由电子装置接收并解码全球卫星定位系统卫星信号。然后自全球卫星定位系统卫星信号中取出速度参数。接着，根据所得到的速度参数进行换算以得到目前的行车速度。其次，根据目前的行车速度自电子装置所储存的内建表中寻找相对应的提示距离。接着，更新并暂存此提示距离，以使全球卫星定位系统(GPS)的导航功能更人性化。
Description
【技术领域】
本发明有关一种导航软件的语音提示距离的方法，且特别是有关于一种随车行速度动态调整全球卫星定位系统导航软件的语音提示距离的方法。
【背景技术】
全球卫星定位系统(Global Positioning System，简称GPS)，是美国国防部费时20年，花费超过120亿美元于1973年开始发展的一套精确卫星导航定位计划。其自1978年起开始发射，并于1993年10月起正式全天候三度空间定位，全球卫星定位系统系统的开发原先是支持军事上航空和飞机上的需要而发展的。而全球卫星定位系统系统现已开放供民间使用，因此在生活应用上便产生了一些革命性的变化。例如，移动中的车船能确切的透过全球卫星定位系统而定出目的地到达时间及路径；救护车更能紧急有效执行救护任务；汽车驾驶者能透过电子地图而知道目前所在位置及该往何处的目的地；由于具有精确的三度立体空间定位功能，可应用于飞机导航及机场塔台避免碰撞系统的规划及非常精确的零视觉(zero-visibility)降落系统；1992年美国林务署针对全球卫星定位系统本身所具有的特性及其可能的应用方向，确认了130种以上的工作项(Greer，1993)。
全球卫星定位系统的系统架构一般可分为太空单元(Space Segment)，控制单元(Control Segment)及使用者单元(User Segment)等三部份。
太空单元指太空中的全球卫星定位系统卫星，虽然目前仅有26颗卫星，事实上只要24颗卫星即可达任何时、地皆可收到4～8颗卫星的3D定位需求，而另外2颗卫星乃作为预备卫星用。任一卫星在轨道上的运行周期为12小时，即每一天绕行地球二圈。每颗全球卫星定位系统卫星上皆装置有4个非常精准的原子钟，其亦为备用的设计，其中二个为铷(Rubidium，Rb)原子钟，另二个则为铯(Cesium，Cs)原子钟，其精准度若以误差一秒钟来量度，铷原子钟约为3万年，铯原子钟则为30万年左右(Leick，1990)。其中，原子钟的基本频率为10.23MHz，为依其不同的倍数值所组成的C/A电码(频率1.023MHz)及P电码(10.23MHz)的随机电码PRN(Pseudo Random Noise)，并调制在L1载波(频率为154*10.23MHz，波长约为19cm)及L2载波(频率120*10.23MHz，波长约为24cm)上，最后皆调成50BPS(bits per-second)的无线电双频讯号持续向地面广播。而在载波上调制这些电码的目的是：a、借量测电码的时间差而获得卫星与接收器间的距离，b、辨识各类卫星，c、可管制所使用的对象，d.可消除非几何性因素的影响。
全球卫星定位系统的操作控制系统(CONTROL SEGMENT)已于1985年9月完成。整个系统包括一个主控站、三个地面天线及五个监视站。每个监视站均拥有一个全球卫星定位系统双频接收站、标准原子钟、传感器及数据处理机，且其WGS 84坐标均经美国国防制图局精密测量而得。每个监视站，每天24小时不停地追踪观测每一颗卫星，并将每1.5秒的虚拟距离观测量及观测所得的气象数据及电离层数据联合求解得每15分钟一组的匀化数据(Smoothed Data)。然后将数据再传送至主控站。主控站位于美国科罗拉多州春田市的联合太空控制中心，其功能为接收由五个监测站传输来的各种数据，并计算出卫星星历数据、卫星时表修正量参数及电离层延迟的改正参数，给地面天线再发射给卫星，以更新卫星内的数据。主控站同时对卫星做轨道修正的计算，再发出控制命令，或取消功能不良的卫星由预备卫星取代。地面天线利用S频道的无线电波传送数据到卫星。正常情形下每隔八小时就会传回一次数据到卫星上。整个控制单元的任务为维持卫星运行于精确的轨道位置，回馈更新信息给卫星，以及监视每颗卫星以确认皆正常的运作。
使用者单元(USER SEGMENT)所指的是能够接收全球卫星定位系统卫星讯号的接收器。由于全球卫星定位系统用途甚广，使用者可依目的的不同而采用不同功能及精度的接收器。例如应用于测量上则至少应包括一部接收器、记录器、显示器、天线或外接天线、数据处理器(个人数字助理(PDA)或电脑(PC))及电力供应设备等。
由于目前已经有越来越多的车辆制造商将全球卫星定位系统列为必要的配备，因此在未来几年之内，人们将可摆脱开车到陌生的地方时，总是一手拿着地图，一边开车一边将车辆曾经行走过的路径与地图相比对，企图寻找目前所在位置的问题了。而目前市售的全球卫星定位系统在转弯或到达目的地方面，只有使用者预设的固定的提示距离，即不管目前车速如何，在欲转弯处或抵达目的地前以语音方式告知使用者在多少距离(提示距离)后将转弯或到达目的地，请转入正确车道。当车型速度很快时，将会造成因为提示距离过短而错过转弯处或目的地，或是由于车道错误而必须紧急变换车道，前者浪费了时间，而后者很可能会造成事故意外。
【发明内容】
本发明的目的就是在提供一种动态调整全球卫星定位系统的语音提示距离的方法，其使导航软件能根据目前得车行速度动态调整语音提示与警报的提示距离，以使全球卫星定位系统(GPS)的导航功能更人性化。
本发明提出一种动态调整全球卫星定位系统的语音提示距离的方法，此方法包括在电子装置接收全球卫星定位系统卫星信号后对其进行解码，然后自解码后的全球卫星定位系统卫星信号中取出速度参数。接着，根据所得到的速度参数进行换算以得到目前的行车速度。其次，根据目前的行车速度自电子装置所储存的内建表中寻找与行车速度相对应的提示距离。接着，更新并暂存此提示距离。
依照本发明的较佳实施例所述，上述的方法更包括当车子达到提示距离时，电子装置发出语音提示与警报声至少其中之一。
依照本发明的较佳实施例所述，上述的接收及解码全球卫星定位系统卫星信号的步骤包括由电子装置的全球卫星定位系统接收器接收此全球卫星定位系统卫星信号，其次放大全球卫星定位系统卫星信号。接着，对全球卫星定位系统卫星信号作滤除噪声的动作，然后再对全球卫星定位系统卫星信号进行解码。
依照本发明的较佳实施例所述，上述的内建表中的提示距离包括电子装置出厂时已设定好或是由使用者设定。
依照本发明的较佳实施例所述，上述的速度参数包括全球定位系统建议的最小传输数据(RMC)或是相对位移方向及相对位移速度(VTG)。
本发明因采用随车行速度动态调整导航软件的语音提示距离，因此不仅使全球卫星定位系统(GPS)的导航功能更人性化，并能有效得提升使用者的行车安全与正确性。
为使对本发明的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，兹配合附图详细说明如下：
【附图说明】
图1是绘示依照本发明一较佳实施例的一种动态调整全球卫星定位系统的语音提示距离的方法步骤流程图。
图2是绘示依照本发明一较佳实施例的一种接收及解码全球卫星定位系统卫星信号的步骤流程图。
图3是绘示依照本发明一较佳实施例的一种电子装置内的内建表示意图。
图4是绘示依照本发明一较佳实施例的一种全球卫星定位系统定位的步骤流程图。
图5是绘示依照本发明一较佳实施例的一种全球卫星定位系统导航的步骤流程图。
【具体实施方式】
请参照图1，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种动态调整全球卫星定位系统的语音提示距离的方法步骤流程图。此方法适用于随车子的行车速度调整设定点的提示距离。其中，如熟悉此技艺者可轻易知晓，此设定点可以是行车路线中的欲转弯处或是预设的目的地，但均不以此为限。而电子装置可以例如是个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称PDA)、笔记本电脑或是任何具有导航功能的装置。
在本实施例中，此方法为当车子在行驶中时，由车用全球卫星定位系统(Global Positioning System，简称GPS)天线接收全球卫星定位系统卫星的全球卫星定位系统卫星信号，然后由电子装置内部的电路对此全球卫星定位系统卫星信号进行解码(s102)。
其中，如图2所示，电子装置接收及解码全球卫星定位系统卫星信号的步骤包括借由全球卫星定位系统天线接收全球卫星定位系统卫星信号(s202)。其次，电子装置将全球卫星定位系统卫星信号予以放大(s204)，其中，如熟悉此技艺者可以轻易知晓，可以例如是由电子装置内的主动式杂音放大电路(LowNoise Amplifier，简称LNA)进行放大的动作，但不以此为限。
其中，全球卫星定位系统卫星信号可以例如是由LNA电路放大27dB。
接着，在放大全球卫星定位系统卫星信号后，电子装置内部电路将滤除全球卫星定位系统卫星信号的噪声，(s206)，其中，如熟悉此技艺者可以轻易知晓，可以例如是由电子装置内的主动天线滤波器来进行滤除的动作。然后，电子装置的接收器则对滤波后的全球卫星定位系统卫星信号进行解码(s208)。
请继续参照图1，电子装置在得到解码后的全球卫星定位系统卫星信号后，即自解码后的全球卫星定位系统卫星信号中取出速度参数(s104)。其中，如熟悉此技艺者可以轻易知晓，全球卫星定位系统卫星信号中包括NMEA(NationalMarine Electronics Association，中文--国际海事电子协会)通讯协议数据。此NMEA为定义全球卫星定位系统接收机与电子设备船只通讯的数据信息结构、内容与协议的美国标准委员会。而目前一般全球卫星定位系统接收机和其它导航及海上电子学类型所使用的一种标准数据通讯协议所使用的为NMEA 0183通讯协议。
在本实施例中，NMEA通讯协议数据中的速度参数包括了全球定位系统建议的最小传输数据(Recommended Minimum Specific，简称RMC)或是相对位移方向及相对位移速度(Vector To Ground，简称VTG)。
在本实施例中，电子装置在得到速度参数后，则对速度参数进行换算(s106)，并在换算后得到车辆目前的行车速度(s108)。接着，电子装置则根据目前的行车速度从储存于电子装置内的一内建表中寻找相对应的提示距离(s110)。如图3所示，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种电子装置内的内建表示意图。内建表中包括了行车速度与相对应的提示距离，其中，此提示距离可以例如是电子装置出厂时已设定好或是由使用者设定，但均不以此为限。
在本实施例中，在得到目前行车速度的相对应的提示距离后，则将此最新的提示距离暂时储存于电子装置中(s112)，而所储存的地方例如是电子装置中本来就具备的可擦写内存。当车子在设定点前达到最新的提示距离时，电子装置将发出语音提示与警报声至少其中之一(s114)，以提醒使用者车子目前离设定点还有多远的距离，以利使用者进行相对应的动作(例如是变换车道或是减速等等)。
在本发明的较佳实施例中，大部分的全球卫星定位系统接收器都具有美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association，NMEA)所制定的标准规格。这一标准规格订定了所有航海电子仪器间的通讯标准，包含传输数据的格式以及传输数据的通讯协议。NMEA规格有0180、0182及0183等三种，前两种已快被第三种取代，因为第三种规格(NMEA-0183)在电子传输的实体界面上，包含了NMEA-0180与NMEA-0182所订定的RS-232界面规格，而且又多加了EIA-422的工业标准界面。在所传输的数据内容方面，也比NMEA-0180、NMEA-0182多。
NMEA格式所传的数据是架构在美国国家标准信息交换码(AmericanStandard Code for Information Interchange，简称ASCII)之上。它是以传输句子(Sentence)的方式传输数据，每一个句子以「$」当作开头，而以十进制句柄「10」、「13」为终止(即ASCII中的Line Feed码和Carriage Return码)，句子长度不定，最长可达82个字符(Character)。而句子中的字段(Field)以逗号「，」分隔，第二、三个字符为传输设备的识别码，例如「GP」为全球卫星定位系统接收器，「LC」为Loran-C接收器，「OM」为Omega Navigation接收器等等。第四、五、六个字符为要传输的句子名称，例如「GGA」为全球定位系统固定数据(Global Positioning System Fix Data)；「RMC」为全球定位系统建议的最小传输数据(Recommended Minimum Specific GPS/Transit Data)。当所接收到的NMEA 通讯协议数据为-$GPRMC，081243，A，2447.057，N，12059.862，E，000.1，054.7，160796，020.3，E*68时，其中，$GPRMC为全球卫星定位系统建议的最小传输数据。081243为数据在格林威治时间八点十二分四十三秒传输。A表示接收机正在工作(Active)；若在暖机中，则为「N」。2447.057，N为北纬二十四度四十七点零五七分。12059.862，E为东经一百二十度五十九点八六二分。000.1表示在地表的时速0.1节(Knot)。054.7表示讯号强度。160796表示数据传输日期为1996年7月16日。020.3，E表示目前磁偏角为向东二十点三度。*68为检查码。
在本发明的较佳实施例中，建议最起码的GNSS规格数据(RMC)的表现格式为：
$GPRMC，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，<8>，<9>，<10>，<11><CR><LF>
其中，<1>为标准定位时间(UTC time)格式：时时分分秒秒.秒秒秒(hhmmss.sss)。<2>为定位状态，A＝数据可用，V＝数据不可用。<3>为纬度，格式：度度分分.分分分分(ddmm.mmmm)。<4>为纬度区分，北半球(N)或南半球(S)。<5>为经度，格式：度度分分.分分分分。<6>为经度区分，东(E)半球或西(W)半球。<7>为相对位移速度，0.0至1851.8knots。<8>为相对位移方向，000.0至359.9度。实际值。<9>为日期，格式：日日月月年年(ddmmyy)。<10>为磁极变量，000.0至180.0。<11>为度数。<12>为Checksum.(检查位)。
在本发明的较佳实施例中，相对位移方向及地面速度(VTG)的表现格式为：
$GPVTG，<1>，T，<2>，M，<3>，N，<4>，K，<5><CR><LF>
其中，<1>为实际相对位移方向，000至359度。<2>为磁极相对位移方向，000至359度。<3>为相对位移速度，00.0至999.9knots。<4>为相对位移速度，00.0至1851.8km/hr。<5>为Checksum.(检查位)。
请接着参考图4，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种全球卫星定位系统定位的步骤流程图。在本实施例中，在车子启动前，使用者会将目前所在的位置，由导航软件中启动此位置的电子地图(s402)。其次，电子装置(导航装置)接收全球卫星定位系统卫星信号，并对全球卫星定位系统卫星信号作解码，然后电子装置将由解码后的全球卫星定位系统卫星信号中得到经纬度数据(s404)，其中，电子装置由NMEA通讯协议数据得到经纬度数据。
接着，电子装置则根据所得到的车辆的经纬度位置显示于电子地图上(s406)，其中，如熟悉此技艺者可以轻易知晓，电子装置以小图标(ICON)将经纬度位置显示于电子地图上。而在车子的行进中，电子装置将以固定频率来更新电子地图上车辆的经纬度位置(s408)。然后，在车子的行进间，即可利用如图1的步骤s104～s114，作动态调整电子装置的语音提示距离，以减少发生事故的机率。
其中，目前的全球卫星定位系统卫星以一秒一次的固定频率送出定位数据，而电子装置则也以一秒一次的固定频率来更新经纬度位置。
请接着参考图5，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种全球卫星定位系统导航的步骤流程图。在本实施例中，使用者利用电子装置(导航装置)进行导航时，其先设定使用者的起始点与终点(s502)。其中，起始点大部分都是以使用者进行设定时的位置当作起始点，但不以此为限。
在设定好起始点与终点后，电子装置内的软件会根据起始点与终点于电子装置内的电子地图上规划出最短的行车路线(s504)。然后，电子装置将以被动的方式引导使用者于规划的路线中前进，并根据电子装置所接收到的全球卫星定位系统卫星信号中的车辆经纬度位置显示于电子地图上(s506)。其中，所谓的被动方式即是使用者可按照电子装置所规划的路线前进，而也可以以电子装置所规划的路线为参考，根据自己的喜好前进。
在本实施例中，电子装置可以记忆起始点至终点的行车路线，或是将行车路线由起始点开始播放，直至终点为止(s508)。
在本发明的较佳实施例中，电子装置还可以语音方式在车辆行进中提醒使用者转弯处与是否离开了规划路线等等。
综合以上所述，本发明的动态调整全球卫星定位系统的语音提示距离的方法，不仅使全球卫星定位系统(GPS)的导航功能更人性化，并能有效得提升使用者的行车安全与正确性。
Claims (10)
1.一种动态调整全球卫星定位系统的语音提示距离的方法，适用于随车子的一行车速度调整一设定点的一提示距离，其特征在于该方法包括：
接收及解码一全球卫星定位系统卫星信号；
自解码后的该全球卫星定位系统卫星信号中取出一速度参数；
根据该速度参数进行换算；
得到目前的该行车速度；
根据该行车速度自一内建表中寻找相对应的该提示距离；以及
更新并暂存该提示距离。
2.如权利要求1所述的动态调整全球卫星定位系统的语音提示距离的方法，其特征在于：该方法更包括当车子达到该提示距离时，发出一语音提示与一警报声至少其中之一。
3.如权利要求1所述的动态调整全球卫星定位系统的语音提示距离的方法，其特征在于接收及解码该全球卫星定位系统卫星信号的步骤包括：
接收该全球卫星定位系统卫星信号；
放大该全球卫星定位系统卫星信号；
滤除该全球卫星定位系统卫星信号的噪声；以及
对滤除噪声后的该全球卫星定位系统卫星信号进行解码。
4.如权利要求1所述的动态调整全球卫星定位系统的语音提示距离的方法，其特征在于：该内建表中的该提示距离在出厂时已设定好。
5.如权利要求1所述的动态调整全球卫星定位系统的语音提示距离的方法，其特征在于：该内建表中的该提示距离由使用者设定。
6.如权利要求1所述的动态调整全球卫星定位系统的语音提示距离的方法，其特征在于：该速度参数包括全球卫星定位系统建议的最小传输数据。
7.如权利要求1所述的动态调整全球卫星定位系统的语音提示距离的方法，其特征在于：该速度参数包括相对位移方向及相对位移速度。
8.如权利要求1所述的动态调整全球卫星定位系统的语音提示距离的方法，其特征在于：该全球卫星定位系统卫星信号包括美国国家海洋电子协会通讯协议数据。
9.如权利要求1所述的动态调整全球卫星定位系统的语音提示距离的方法，其特征在于：该设定点包括行车路线中的转弯处。
10.如权利要求1所述的动态调整全球卫星定位系统的语音提示距离的方法，其特征在于：该设定点包括使用者的目的地。
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