CN101033977B

CN101033977B - 导航仪的语音导航方法

Info

Publication number: CN101033977B
Application number: CN2007100216256A
Authority: CN
Inventors: 秦春达; 李晓华
Original assignee: JIANGSU HUAKE GPS TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Huake GPS Technology Co., Ltd.
Priority date: 2007-04-18
Filing date: 2007-04-18
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2027-04-18
Also published as: CN101033977A

Abstract

本发明涉及一种导航仪的语音导航方法，即导航仪中的CPU单元实时执行导航主程序单元，结合来自GPS接收器的GPS信号和地图数据库中的地图数据进行路径引导，并由触摸屏操控单元显示路径引导过程；CPU单元接受来自外部硬件或导航主程序单元的发语音命令；CPU单元判断该该发语音命令中参数类型；若该发语音命令的参数为序号，则执行发提示音程序；若该发语音命令中的参数为文本，则执行发文本语音程序。本发明使导航仪的语音导航变得简便而经济。

Description

导航仪的语音导航方法

技术领域

本发明涉及一种导航仪的语音导航方法。

背景技术

中国专利申请号200610016543.8公开了一种车辆导航装置语音控制系统，涉及语音控制车辆导航的语音控制实现系统。采用语音输入装置、存储模块和微处理器构成，语音输入装置包括一个能够接收声音信号的麦克风和将声音信号转换成电子计算机能够识别的电信号的声卡；存储模块和微处理器包括识别出语音信息的语音识别模块、判断语音信息是控制指令还是地图地名的指令判别模块、进行相应的指令处理或地名查询显示的指令处理模块和将汉字转换成拼音的汉字-拼音转换模块。本发明能够在驾驶过程中可以通过语音控制的形式操作车辆导航装置，提高了车辆导航装置的使用便利性。

中国专利申请号03140460.X公开一种车辆卫星导航系统在复杂路口的语音导航方法，包括如下步骤：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)通过车辆卫星导航系统接收全球定位系统(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口交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”。本方法既不会使制作导航用数字地图时的工作量增加太多，又能在复杂路口处清楚简明的提醒车主，减少误驶。

中国专利申请号200480014386.6公开了一种在自动进行的对话中操作声音控制的导航系统的方法，其中：考虑地理标准(GK)，产生输入请求(P)并将其输出给用户，并且检测用户所发出的口头响应(S)。考虑该地理标准(GK)，分析该口头响应(S)，以使用自动声音识别方法来识别位置数据。

中国专利申请号200510081116.3公开了一种在直到设定的目的地的导向路线中进行语音导向的汽车导航装置，具有将自车的行驶履历存储于存储介质中的履历存储机构、和根据在导向路线中的一部分区间内的所述履历存储装置存储的行驶履历而将该区间内的语音导向量加以切换的切换机构。

中国专利申请号200510082399.3公开了一种对于所有的语音提示能以用户录音的语音来进行引导的导航系统。包括输入录音语音数据的语音输入单元2；存储预先生成的初始引导语音数据和由语音输入单元输入的录音语音数据的语音数据库6；将由语音输入单元输入的录音语音数据与在语音数据库中存储的初始引导语音数据对应并存放在该语音数据库中的对应信息变更单元9；探索从现在位置到目的地的路径探索单元；引导语音取得单元7，该引导语音取得单元7在判断沿着利用路径探索单元探索的路径行驶中必须进行语音提示的情况下，当存在与初始引导语音数据对应的录音语音数据时，从语音数据库中取得该录音语音数据，当不存在时，从语音数据库中取得初始引导语音数据；以及根据由引导语音取得单元取得的初始引导语音数据或录音语音数据来输出引导语音的语音输出单元10。

上述现有技术的不足在于，其导航用的提示语音必须事先一一录制，且一般仅限于提示类的语音，对于其他语音，如道路名称和地名等，无法预先一一录制，因为地图的道路名称和地名数量庞大，对所有道路名称录制语音，显然工作量太大且成本过高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简便的导航仪的语音导航方法。

为解决上述技术问题，本发明的导航仪的语音导航方法，其所用的导航仪包括CPU单元、与CPU单元电连接的用于接收GPS信号的GPS接收器、与CPU单元双向电连接的用于存储数字地图的地图数据库、与CPU单元双向电连接的音库、与CPU单元双向电连接的用于发出声音的发音器、与CPU单元双向电连接的作为人机互动界面的触摸屏操控单元、与CPU单元双向电连接的程序数据库、适于向CPU单元发出操控指令的操控按钮；音库中包括用于标识音频数据的头信息、用于存储所有要实现的提示音数据的提示音数据集和用于存储各文字音数据的文字音数据集；程序数据库用于存储导航主程序单元、发提示音程序、文本语音程序、音频驱动程序和查找音库程序；所述的语音导航方法包括如下步骤：

A、导航仪中的CPU单元实时执行导航主程序单元，结合来自GPS接收器的GPS信号和地图数据库中的地图数据进行路径引导，并由触摸屏操控单元显示路径引导过程；

B、CPU单元接受来自外部硬件或导航主程序单元的发语音命令；所述来自外部硬件的发语音命令包括来自触摸屏操控单元或操控按钮的按键命令和GPS信号触发的硬件命令；所述来自导航主程序单元的发语音命令包括由导航系统软件生成的提示音命令或文本语音命令；

C、CPU单元判断该该发语音命令中参数类型；若该发语音命令的参数为序号，则执行发提示音程序，即直接根据该序号在音库中进行查找，直至查到相应的提示音数据；然后将该提示音数据加上声音文件头信息，形成发音文件；最后CPU单元执行音频驱动程序，使发音器发出与该发音文件相对应的语音；若该发语音命令中的参数为文本，则执行发文本语音程序，即按该文本中的各文字的次序逐一循环到音库中进行查找，直至查到与各个文字相对应的文字音数据，然后将所述各文字音数据依相应次序生成文本音数据；然后将该文本音数据加上声音文件头信息，形成发音文件；最后CPU单元执行音频驱动程序，使发音器发出与该发音文件相对应的语音。

上述音库中还包括用于区别多音字的多音字规则库；上述步骤C中，在执行发文本语音程序时，还包括结合多音字规则生成文本音数据的步骤，即若CPU单元发现一个文字存在相对应的多个文字音数据，即发现多音字，则取该多音字的在所述文字串中的前一个文字组成第一词语，然后查多音字词语表；若该第一词语在多音字词语表中不存在，则取该多音字的在所述文字串中的后一个文字组成第二词语，然后查多音字词语表；若该第二词语在多音字词语表中存在，则按该第二词语在多音字词语表中的读音确定该字的发音；若还不存在，则随机取一该多音字的发音。

上述音库中还包括用于规范发音韵律的韵律规则库；上述步骤C中，在执行发文本语音程序时，还包括结合语音韵律规则生成文本音数据的步骤。

上述步骤C中，根据序号查找提示音数据时，直接在音库中进行查找该序号，判断其是否存在；若不存在，直接结束本程序；若存在，则查找音库并得到提示音数据。

在启动导航仪后，当导航仪中的CPU单元正常接收来自GPS接收器的参数为序号的GPS信号时，CPU单元执行所述步骤C中的发提示音程序，使发音器发出“GPS信号接收正常”的提示语音；反之，发音器发出“GPS信号接收不正常”的提示语音。

上述步骤A中，导航仪中的CPU单元根据GPS接收器接收的GPS信号检测出当前位置信息，结合地图数据库中的地图数据得出当前位置的地名或道路名称；上述步骤B中，当CPU单元接受来自触摸屏操控单元的用于报当前位置的地名的发语音命令时，CPU单元执行所述步骤C中的发文本语音程序，使发音器发出当前位置的地名或道路名称的语音。

上述所用的导航仪还包括速度传感单元；速度传感单元与CPU单元双向电连接；当CPU单元通过速度传感单元测得当前移动速度超速时，导航主程序单元发出用于超速报警的发语音命令，CPU单元执行所述步骤C中的发提示音程序，使发音器发出超速报警的提示语音。

本发明具有积极的效果：(1)本发明的导航仪的语音导航方法中，将语音导航的语音分成两类，一类是在导航过程中常用的提示语音，如“开始导航”、“前方左转”和“到达目的地”等，为确保这类语音的效果，由预先一一录制并存入音库中，并分别与一个序号相关联；而对于另一类非常用的提示语音，如具体某个道路名称和地名等，则将道路名称或地名作为文本，在音库中逐一查找相应的各文字的文字音数据，最后形成与该道路名称或地名相对应的发音文件输出，相对于现有技术中的一一录制的方法，简便而经济。(2)本发明的导航仪的语音导航方法中，在执行发文本语音程序时，还包括结合多音字规则生成文本音数据的步骤，以确保发音器发出的语音读音准确。(3)本发明的导航仪的语音导航方法中，在组合各文字音数据生成文本音数据时，还包括结合语音韵律规则生成文本音数据的步骤，以在使发音器发出的语音具有普通人体语音的韵律，从而使该语音更具有人性化和亲和力。(4)本发明的导航仪的语音导航方法中，在启动导航仪后，导航仪自动就GPS信号是否接收正常而发出提示语音，方便了使用，提高了驾车安全性。(5)本发明的导航仪能发出当前位置或数字地图上任意位置的地名或道路名称的语音，而该语音无需预先录制，简便而经济，且方便了使用。(6)本发明的导航仪能监视当前车速是否超速，发现超速及时语音提醒，提高了驾车安全性。

附图说明

图1为本发明的导航仪的电路结构框图；

图2为本发明的导航仪的语音导航方法中各程序的逻辑框图；

图3为本发明的导航仪的语音导航方法中发音器程序的程序框图；

图4为本发明的导航仪的语音导航方法中根据序号查找提示音数据的程序框图；

图5为本发明的导航仪的语音导航方法中音库的结构框图；

图6为本发明的导航仪的语音导航方法中的多音字索引表；

图7为本发明的导航仪的语音导航方法中的多音字词表；

图8为本发明的导航仪的语音导航方法中的组合各文字音数据结合多音字规则生成文本音数据的方法的流程框图。

图9为本发明中，当按按键时，喇叭发音“当前在外环路”，提示当前自车所在的位置。

图10为本发明中，当速度传感单元发现车超速时，喇叭发音“您已经超速，请降低速度”。

图11为本发明中，当拐弯时，喇叭发音“前方100米，左转入泰山路”，提示驾驶员左拐。

具体实施方式

(实施例1)

见图1，本发明的导航仪包括：CPU单元1、与CPU单元1电连接的用于接收GPS信号的GPS接收器2、与CPU单元1双向电连接的用于存储数字地图的地图数据库3、与CPU单元1双向电连接的音库4、与CPU单元1双向电连接的用于发出声音的发音器5、与CPU单元1双向电连接的作为人-机互动界面的触摸屏操控单元6、与CPU单元1双向电连接的程序数据库7、与CPU单元1双向电连接的用于检测移动速度的速度传感单元8和适于向CPU单元1发出操控指令的操控按钮。

程序数据库7用于存储导航主程序单元、发提示音程序、文本语音程序、音频驱动程序和查找音库程序等。

音库4中包括用于存储所有要实现的提示音数据的提示音数据集和用于存储各文字音数据的文字音数据集。

见图3，本实施例的导航仪的语音导航方法，包括：

A、导航仪中的CPU单元1实时执行导航主程序单元，结合来自GPS接收器2的GPS信号和地图数据库3中的地图数据进行路径引导，并由触摸屏操控单元6显示路径引导过程；

B、CPU单元1接受来自外部硬件或导航主程序单元的发语音命令(步骤10)；所述外部硬件包括触摸屏操控单元6和和适于向CPU单元1发出操控指令的操控按钮。

C、CPU单元1判断该该发语音命令中参数类型(步骤11)。

若该发语音命令的参数为序号，则执行发提示音程序，即直接根据该序号在音库4中进行查找，直至查到相应的提示音数据(步骤12)；然后将该提示音数据加上声音文件头信息，形成发音文件(步骤13)；最后CPU单元1执行音频驱动程序，使发音器5发出与该发音文件相对应的语音(步骤14)。

若该发语音命令中的参数为文本，则执行发文本语音程序，即按该文本中的各文字的次序逐一循环到音库4中进行查找，直至查到与各个文字相对应的文字音数据，然后将所述各文字音数据依相应次序生成文本音数据(步骤15-18)；然后将该文本音数据加上声音文件头信息，形成发音文件(步骤13)；最后CPU单元1执行音频驱动程序，使发音器(5)发出与该发音文件相对应的语音(步骤14)。

上述步骤C中，在组合各文字音数据生成文本音数据时，还包括结合多音字规则生成文本音数据的步骤(步骤19)。

如图6-8，上述步骤C中，在执行发文本语音程序时，还包括结合多音字规则生成文本音数据的步骤，即若CPU单元1按组合文字串中各文字的次序逐一循环到音库4中进行查找，直至查到与各个文字相对应的文字音数据(步骤25)；其间包括查找各文字是否为单音字的步骤(步骤26)；若是单音字，则可直接查找音库4确定该字的发音(步骤30)；若根据发现一个文字存在相对应的多个文字音数据(例如：图6中的多音字1)，即在图6中的多音字索引中存在该文字，则取该多音字的在所述文字串中的前一个文字组成第一词语，然后查多音字词语表，即在图7中的多音字词语表中查找该多音字1所具有的各条词语中是否存在该第一词语；若不存在该第一词语，则取该多音字的在所述文字串中的后一个文字组成第二词语，然后查多音字词语表，即在图7中的多音字词语表中，查找该多音字1所对应的各条词语中是否存在该第二词语；若存在该第二词语，则按该第二词语在多音字词语表中的读音确定该字的发音(步骤27-30)；若还不存在，则随机取一该多音字的发音。

上述步骤C中，在组合各文字音数据生成文本音数据时，还包括结合语音韵律规则生成文本音数据的步骤(步骤20)。

图2为本发明的导航仪的语音导航方法中各程序的逻辑框图，在执行发音器程序时所接收的所述外部硬件的语音命令，即硬件命令包括：来自触摸屏操控单元6或操控按钮的按键命令、GPS信号触发的硬件命令和来自速度传感单元8的超速信号命令等。在执行发音器程序时所接收的所述导航系统软件的语音命令，即软件命令包括：由导航系统软件生成的提示音命令或文本语音命令。在CPU单元执行发提示音程序或发文本语音程序时，先执行查找音库程序，最后执行音频驱动程序。

图4为本发明的导航仪的语音导航方法中根据序号查找提示音数据的程序框图。在直接在音库4中进行查找该序号(步骤21)，判断其是否存在(步骤22)；若不存在，直接结束本程序；若存在，则查找音库4(步骤23)并得到提示音数据(步骤24)，结束本程序。

如图5，音库4中包括：用于标识音频数据的头信息、用于存储所有要实现的提示音数据的提示音数据集和用于存储各文字音数据的文字音数据集、用于区别多音字的多音字规则库和用于规范发音韵律的韵律规则库。

在启动导航仪后，当导航仪中的CPU单元1正常接收来自GPS接收器2的GPS信号时，导航主程序单元生成相应的发语音命令，该发语音命令的参数为序号，且该序号与音库4中的提示语音“GPS信号接收正常”的序号相对应；即CPU单元1直接根据该序号在音库4中查找到“GPS信号接收正常”的提示音数据，然后将该提示音数据加上声音文件头信息，形成发音文件；最后CPU单元1执行音频驱动程序，使发音器5发出“GPS信号接收正常”的提示语音；反之，当导航仪中的CPU单元1不能正常接收来自GPS接收器2的GPS信号时，导航主程序单元生成另一发语音命令，以最终使发音器5发出“GPS信号接收不正常”的提示语音。

导航仪中的CPU单元1根据GPS接收器2接收的GPS信号检测出当前位置信息，结合地图数据库3得出当前位置的地名或道路名称，并生成相应的该地名或道路名称的文本；当CPU单元1接受来自触摸屏操控单元6或操控按钮的按键命令，以读出该地名或道路名称的语音时，CUP单元1判断该发语音命令中的参数为文本，则按该文本中的各文字的次序逐一循环到音库4中进行查找，直至查到与各个文字相对应的文字音数据，然后将所述各文字音数据依相应次序生成文本音数据；然后将该文本音数据加上声音文件头信息，形成发音文件；最后CPU单元1执行音频驱动程序，使发音器5发出与该该地名或道路名称的相对应的语音。如图9中，发音器5中的喇叭发音“当前在外环路”，同时在触摸屏操控单元6显示“外环路”在数字地图上的位置。

上述步骤B中，当CPU单元1通过速度传感单元8发现车超速时，如图10，触摸屏操控单元6上显示自车速度为120Km/h，导航主程序单元发出用于超速报警的发语音命令，CPU单元1执行所述步骤C中的发提示音程序，使发音器5发出超速报警的提示语音：“您已经超速，请降低速度”。

导航仪用于路径导航时，如图11，当拐弯时，导航系统软件发出相应的参数为文本的语音命令，并执行本实施例的导航仪的语音导航方法中的步骤C，最后使发音器5的喇叭发音“前方100米，左转入泰山路”，以提示驾驶员左拐。

显然，本发明的上述实施例或应用例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims

1.一种导航仪的语音导航方法，其所用的导航仪包括CPU单元(1)、与CPU单元(1)电连接的用于接收GPS信号的GPS接收器(2)、与CPU单元(1)双向电连接的用于存储数字地图的地图数据库(3)、与CPU单元(1)双向电连接的音库(4)、与CPU单元(1)双向电连接的用于发出声音的发音器(5)、与CPU单元(1)双向电连接的作为人机互动界面的触摸屏操控单元(6)、与CPU单元(1)双向电连接的程序数据库(7)、适于向CPU单元(1)发出操控指令的操控按钮；音库(4)中包括用于标识音频数据的头信息、用于存储所有要实现的提示音数据的提示音数据集和用于存储各文字音数据的文字音数据集；程序数据库(7)用于存储导航主程序单元、发提示音程序、文本语音程序、音频驱动程序和查找音库程序；所述的语音导航方法包括如下步骤：

A、导航仪中的CPU单元(1)实时执行导航主程序单元，结合来自GPS接收器(2)的GPS信号和地图数据库(3)中的地图数据进行路径引导，并由触摸屏操控单元(6)显示路径引导过程；

B、CPU单元(1)接受来自外部硬件或导航主程序单元的发语音命令；所述来自外部硬件的发语音命令包括来自触摸屏操控单元(6)或操控按钮的按键命令和GPS信号触发的硬件命令；所述来自导航主程序单元的发语音命令包括由导航系统软件生成的提示音命令或文本语音命令；

C、CPU单元(1)判断该该发语音命令中参数类型；

若该发语音命令的参数为序号，则执行发提示音程序，即直接根据该序号在音库(4)中进行查找，直至查到相应的提示音数据；然后将该提示音数据加上声音文件头信息，形成发音文件；最后CPU单元(1)执行音频驱动程序，使发音器(5)发出与该发音文件相对应的语音；

若该发语音命令中的参数为文本，则执行发文本语音程序，即按该文本中的各文字的次序逐一循环到音库(4)中进行查找，直至查到与各个文字相对应的文字音数据，然后将所述各文字音数据依相应次序生成文本音数据；然后将该文本音数据加上声音文件头信息，形成发音文件；最后CPU单元(1)执行音频驱动程序，使发音器(5)发出与该发音文件相对应的语音。

2.根据权利要求1所述的导航仪的语音导航方法，其特征在于：音库(4)中还包括用于区别多音字的多音字规则库；上述步骤C中，在执行发文本语音程序时，还包括结合多音字规则生成文本音数据的步骤，即若CPU单元(1)发现一个文字存在相对应的多个文字音数据，即发现多音字，则取该多音字的在所述文字串中的前一个文字组成第一词语，然后查多音字词语表；若该第一词语在多音字词语表中不存在，则取该多音字的在所述文字串中的后一个文字组成第二词语，然后查多音字词语表；若该第二词语在多音字词语表中存在，则按该第二词语在多音字词语表中的读音确定该字的发音；若还不存在，则随机取一该多音字的发音。

3.根据权利要求2所述的导航仪的语音导航方法，其特征在于：音库(4)中还包括用于规范发音韵律的韵律规则库；上述步骤C中，在执行发文本语音程序时，还包括结合语音韵律规则生成文本音数据的步骤。

4.根据权利要求1所述的导航仪的语音导航方法，其特征在于：上述步骤C中，根据序号查找提示音数据时，直接在音库(4)中进行查找该序号，判断其是否存在；若不存在，直接结束本程序；若存在，则查找音库(4)并得到提示音数据。

5.根据权利要求1或4所述的导航仪的语音导航方法，其特征在于：在启动导航仪后，当导航仪中的CPU单元(1)正常接收来自GPS接收器(2)的参数为序号的GPS信号时，CPU单元(1)执行所述步骤C中的发提示音程序，使发音器(5)发出“GPS信号接收正常”的提示语音；反之，发音器(5)发出“GPS信号接收不正常”的提示语音。

6.根据权利要求2或3所述的导航仪的语音导航方法，其特征在于：上述步骤A中，导航仪中的CPU单元(1)根据GPS接收器(2)接收的GPS信号检测出当前位置信息，结合地图数据库(3)中的地图数据得出当前位置的地名或道路名称；上述步骤B中，当CPU单元(1)接受来自触摸屏操控单元(6)的用于报当前位置的地名的发语音命令时，CPU单元(1)执行所述步骤C中的发文本语音程序，使发音器(5)发出当前位置的地名或道路名称的语音。

7.根据权利要求1或4所述的导航仪的语音导航方法，其特征在于：所用的导航仪还包括速度传感单元(8)；速度传感单元(8)与CPU单元(1)双向电连接；当CPU单元(1)通过速度传感单元(8)测得当前移动速度超速时，导航主程序单元发出用于超速报警的发语音命令，CPU单元(1)执行所述步骤C中的发提示音程序，使发音器(5)发出超速报警的提示语音。