CN108931257A - 音频导航的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及音频导航，公开了一种音频导航的方法。以解决普通导航语音播报距离盒方位的高延迟和低效率问题，本发明创建了两个新功能“距离心跳”和“语音罗盘”。在第一时刻获取第一定位位置，根据第一定位位置计算距离目标点的第一距离，则以第一频率播放间隔性提示音频；在第二时刻获取第二定位位置，根据第二定位位置计算距离目标点的第二距离，以第二频率播放提示音频；其中，如果第一距离大于第二距离，则第一频率小于第二频率；如果第一距离小于第二距离，则第一频率大于第二频率。

Description

音频导航的方法

技术领域

本发明涉及音频导航，特别涉及间隔音频导航。

背景技术

普通导航系统基于GPS和普通精度地图，主要解决导航路线的问题，已经十分成熟，并获得了普遍应用。它通过地图匹配，很好地解决了导航过程中定位精度和地图精度较低的问题。

但是，本发明的发明人发现，使用普通导航语音播报距离和方位的方式，延迟大且效率低。普通导航在接近目的地时，导航系统会提前几十米退出导航，将最终找到目的地的任务交给了人类用户。对于需要提供低延迟、高效率的导航指引难以实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种音频导航的方法，以解决普通导航语音播报距离和方位的高延迟和低效率问题，在第一时刻获取第一定位位置，根据第一定位位置计算距离目标点的第一距离，则以第一频率播放间隔性提示音频；在第二时刻获取第二定位位置，根据第二定位位置计算距离目标点的第二距离，以第二频率播放提示音频；其中，如果第一距离大于第二距离，则第一频率小于第二频率；如果第一距离小于第二距离，则第一频率大于第二频率。

计算当前前进方向和当前位置到目标点的连线的夹角。

如果计算所得的夹角与上一次播报的夹角的差值大于预定的门限，则播报该计算所得的夹角。

针对目标点，使用第一精度导航模块基于第一精度的地图以第一精度进行导航。

根据当前位置与目标点的距离判断是否满足预定的切换条件，如果是则切换到第二精度导航模块以第二精度按第一或第二实施方式所描述的方法进行导航，其中第一精度低于第二精度。

如果当前位置与所述目标点的距离小于预定长度，则继续使用第一进度模块进行导航。

如果当前位置与所述目标点的距离小于预定长度，则切换到第二精度导航模块，并在显示屏上调暗所述第一精度地图的元素。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种音频导航的方法，包括以下步骤：

在第一时刻获取第一定位位置，根据第一定位位置计算距离目标点的第一距离，则以第一频率播放间隔性提示音频；

在第二时刻获取第二定位位置，根据第二定位位置计算距离目标点的第二距离，以第二频率播放提示音频；其中，如果第一距离大于第二距离，则第一频率小于第二频率；如果第一距离小于第二距离，则第一频率大于第二频率。

本发明的实施方式还公开了一种音频导航的方法，包括以下步骤：

在第二精度的兴趣点中选择目标点；

针对目标点，使用第一精度导航模块基于第一精度的地图以第一精度进行导航；

根据当前位置与目标点的距离判断是否满足预定的切换条件，如果是则切换到第二精度导航模块以第二精度按进行导航，其中第一精度低于第二精度。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

进一步地，无论目标点距离道路多远，都会指示正确的停车位置，即使驾驶员开过目标点也能通过长鸣获知。车辆开过后长鸣停止，倒车时嘀嘀声又会重新响起，同样距离越近越急促，到达时长鸣。从而即使不小心车辆开过，也能够在倒车状态，实现末段高精度导航。

进一步地，如果当前前进方向和定位点到目标点的连线的夹角变为之前没有播报过的方向，则播报该方向，这使得可以在不看导航显示内容的情况下清楚地了解目标的方位。

进一步地，随着距离的接近，在显示屏上不断调暗普通地图的的显示亮度，可以使高精度的元素(包括兴趣点、高精度的道路等)显示更为清晰，使驾驶员不易出错。

附图说明

图1是本发明第一实施方式中一种音频导航的方法的流程示意图；

图2是本发明一个实施例中的末段高精度导航系统结构图；

图3是末端高精度导航的逻辑流程图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

定义：

在本申请文件中，普通地图(或称为第一精度的地图)是相对于高精度地图、高精度兴趣点而言精度较低的地图，通常提供给社会公众在一般日常生活中使用，无保密要求。

在本申请文件中，兴趣点(英语：point of interest，通常缩写成POI)乃是电子地图上的某个地标、景点，用以标示出该地所代表的政府部门、各行各业之商业机构(加油站、百货公司、超市、餐厅、酒店、便利商店、医院等)、旅游景点(公园、公共厕所等)、古迹名胜、交通设施(各式车站、停车场、超速照相机、速限标示)等处所。

在本申请文件中，高精度(或称为第二精度)指高于普通地图的精度。例如高精度兴趣点就是指该兴趣点的精度高于普通地图上兴趣点的精度。

在本申请文件中，普通方式的导航(或称以第一精度进行导航、普通导航、普通地图导航等)指基于普通地图的进行常规的导航，是普通导航SDK本身提供的导航方式。

在本申请文件中，高精度方式的导航(或称以第二精度进行导航)指基于高精度兴趣点或高精度局部地图，以相对于普通方式的导航更为精准的方式进行导航，是高精度导航SDK提供的功能。例如本实施方式中提到的卡尔曼滤波位置预测、“距离心跳”和“语音罗盘”等导航方式都属于高精度方式的导航。

在本申请文件中，软件开发工具包指Software Development Kit，简称“SDK”。

本申请的部分要点如下：

“距离心跳”是指在进入末段高精度导航页面时播放嘀嘀声。随着车辆与目的地越来越接近，嘀嘀声会越来越急促，提醒驾驶员减速。达到时嘀嘀声变成长鸣，提醒驾驶员停车。“距离心跳”对于嘀嘀声使用了心跳的隐喻，嘀嘀声越急促，提醒驾驶员目标点越近、越需要注意。它具有很低的认知成本，巧妙地解决了播报距离语音的延迟问题，所具有的导航指引效率满足了末段高精度导航的要求，能够帮助驾驶员正好将车辆停在目标点的旁边。目标点一般不会在路上，所以车辆不会开到目标点上，同时也不能确定目标点到路的距离。合适的到达判定，对于末段高精度导航的体验至关重要。本发明采用的到达判定如图4所示：采用目标点在经过车辆定位位置、方向为导航路线末段的方向的直线上的投影点作为到达点。根据车速，长鸣时即刹车，基于预定的刹车加速度，车辆正好停在该投影点处。使用该到达判定的优点是，无论目标点距离道路多远，都会指示正确的停车位置，即使驾驶员开过目标点也能通过长鸣获知。车辆开过后长鸣停止，倒车时嘀嘀声又会重新响起，同样距离越近越急促，到达时长鸣。从而即使不小心车辆开过，也能够在倒车状态，实现末段高精度导航。“距离心跳”能够在驾驶员没有找到目标点的情况下，帮助其将车辆平稳、高效和精准地停在目标点旁。

“语音罗盘”能够帮助驾驶员在到达前找到目标点。在一个优选例中，“语音罗盘”将车辆的前进方向设为0点，按照钟表刻度将周围360度方向分成了12等分。如果车辆前进方向和定位点到目标点的连线的夹角变为之前没有播报过的方向，则播报该方向。“语音罗盘”在航向角精度和方位指引精度需求间获得了较好的平衡，并具有较好的导航指引效率。如果末段车速仍然较快，可能会影响“语音罗盘”的效果，不过对于步行时的末段高精度导航则非常适合。

为了解决普通地图导航不够精确的问题，容易想到的方法是制作高精度地图，基于高精度地图进行高精度导航。但是，做高精度地图的成本很高，周期很长，还有国家安全方面的问题，另外，地图数据有版权问题，普通地图数据通常只能由其授权的导航SDK调用。本申请不依赖全局性的高精度地图，只需要高精度的POI，甚至只需要特定领域的POI(例如消防栓的POI)，当然如果有局部的高精度地图(例如一个小区、一个工厂的高精度地图)则更好。本申请将高精度导航SDK和普通地图导航SDK相结合，目标点取自高精度POI，将高精度POI的坐标发送给普通地图的导航SDK作为目标点，以普通地图的导航SDK进行全局性的导航，根据当前位置离开目标点的距离和当前速度(当前速度这个因素是可选的，例如车速)决定切换到高精度导航SDK的时机，在该时机到达后，由高精度导航SDK接管末段的导航，基于高精度导航SDK自己的高精度POI或高精度的局部地图进行高精度导航。

高精度导航的方式也是区别于普通导航的。一个区别在于位置的更新频率。普通导航是基于GPS等卫星定位系统的，GPS的更新频率是1HZ，但1秒钟的时间足够消防车等车辆开出不少距离，很可能会错过目标点。所以本申请采用了卡尔曼滤波的方式，基于加速度传感器和陀螺仪输出的加速度和角度信息，进行卡尔曼滤波，可以得到10Hz左右的位置更新频率。高精度导航的另一个区别在于采用了本申请独有的“距离心跳”和“语音罗盘”导航方式。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明第一实施方式涉及一种音频导航的方法。图1是该音频导航的方法的流程示意图。该音频导航的方法包括以下步骤：

在第一时刻获取第一定位位置，根据第一定位位置计算距离目标点的第一距离，则以第一频率播放间隔性提示音频。

在第二时刻获取第二定位位置，根据第二定位位置计算距离目标点的第二距离，以第二频率播放提示音频。其中，如果第一距离大于第二距离，则第一频率小于第二频率。如果第一距离小于第二距离，则第一频率大于第二频率。

当车辆到达目标点时，提示音频变为长鸣。

无论目标点距离道路多远，音频导航都会指示正确的停车位置，即使驾驶员开过目标点也能通过提示音频的变化获知。车辆开过后长鸣停止，倒车时嘀嘀声又会重新响起，同样距离越近越急促，到达时长鸣。从而即使不小心车辆开过，也能够在倒车状态，实现末段高精度导航。具体地说：

采用目标点在经过车辆定位位置、方向为导航路线末段的方向的直线上的投影点作为到达点，获取当前定位位置，如果该当前定位位置与到达点的差值小于预定门限，则播放持续性提示音频。

定位位置通过以下步骤获取：

获取加速度传感器输出的加速度信息、陀螺仪输出的方向信息和卫星定位模块输出的定位信息，使用卡尔曼滤波模块对加速度信息、方向信息和定位信息进行卡尔曼滤波，以高于1Hz的频率周期性地输出推测位置信息，根据该推测位置信息进行导航。

目标点一般不会在路上，所以车辆不会开到目标点上，同时也不能确定目标点到路的距离。合适的到达判定，对于末段高精度导航的体验至关重要。本发明采用的到达判定如图3所示：采用目标点在经过车辆定位位置、方向为导航路线末段的方向的直线上的投影点作为到达点。根据车速，长鸣时即刹车，基于预定的刹车加速度，车辆正好停在该投影点处。

此外，可以理解，该定位方法能够在驾驶员没有找到目标点的情况下，帮助其将车辆平稳、高效和精准地停在目标点旁。

本发明的第二实施方式在第一实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：如果当前前进方向和定位点到目标点的连线的夹角变为之前没有播报过的方向，则播报该方向，这使得可以在不看导航显示内容的情况下清楚地了解目标的方位。具体地说：

计算当前前进方向和当前位置到目标点的连线的夹角。

如果计算所得的夹角与上一次播报的夹角的差值大于预定的门限，则播报该计算所得的夹角。

在本发明的一个实施方式中，采用“语音罗盘”将车辆的前进方向设为0点，按照钟表刻度将周围360度方向分成了12等分。如果车辆前进方向和定位点到目标点的连线的夹角变为之前没有播报过的方向，则播报该方向。

“语音罗盘”能够帮助驾驶员在到达前找到目标点。“语音罗盘”在航向角精度和方位指引精度需求间获得了较好的平衡，并具有较好的导航指引效率。

本实施方式是与第一实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本发明的第三实施方式在第一实施方式和第二实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：包括以下步骤：

在第二精度的兴趣点中选择目标点。

针对目标点，使用第一精度导航模块基于第一精度的地图以第一精度进行导航。

根据当前位置与目标点的距离判断是否满足预定的切换条件，如果是则切换到第二精度导航模块以第二精度按第一或第二实施方式所描述的方法进行导航，其中第一精度低于第二精度。

如果当前位置与所述目标点的距离小于预定长度，则继续使用第一进度模块进行导航。

如果当前位置与所述目标点的距离小于预定长度，则切换到第二精度导航模块，并在显示屏上调暗所述第一精度地图的元素。

在一个实施方式中，高精度的地图的内容比较少，可能只有兴趣点，或者还包括少量的局部高精度地图。在显示器上，普通地图是全局性的，可以一直显示，高精度的局部地图可以在接近目标点时与普通地图叠加显示，但在接近目标点时(当前位置与所述目标点的距离小于预定长度)，普通地图可以不断变暗，高精度地图会变得相对显著。

使用“距离心跳”和“语音罗盘”，使末段高精度导航SDK仅通过声音就能帮助驾驶员将车辆正好停在目标点旁边，无需分散注意力到导航地图的显示内容上来，大大提高了末段高精度导航的用户体验。同时显示在末段高精度导航地图上的导航指引信息起到了导航辅助的功能，能够帮助驾驶员更容易地找到目标点。使用普通地图作为底图，在最后定位点和目标点很接近时，地图的比例尺已远超普通地图的最大比例尺。因为地图的比例尺越大，普通地图因精度和细节度不够所具有的参照价值就越低，本发明采用随着定位点和目标点的距离缩短不断地调暗普通地图的方法很好地降低了大比例尺下普通地图对用户体验的影响。

为了更好地理解本申请，下面介绍一些具体的例子。

在一个实施例中，末段高精度导航SDK的系统结构如图2所示。它通过与普通导航SDK集成，利用普通导航SDK实现导航路线规划和普通导航，在普通导航的末段实现了高精度导航。它包括了两个部分：

·大比例尺地图数据服务：在后端建立了能够提供了24级比例尺显示的地图数据服务，使用普通地图作为底图。

·末段高精度导航SDK：嵌入了前端地图渲染引擎，从大比例尺地图数据服务获得地图数据，进行渲染显示。在此基础上显示定位位置和目标POI，以及其它导航辅助信息。同时获取高精度定位位置，实现对普通导航全过程的监控，控制进入末段高精度导航的时间。实现末段导航算法，提供声音和视觉的导航指引。

通过与普通导航SDK进行集成，在不改变普通导航原有功能的基础上，在普通导航的末段实现高精度导航。通过使用普通导航SDK计算出的导航路线，监控普通导航的全过程，基于车速和定位点到终点的距离决定进入末段高精度导航的时间，使驾驶员有充足的时间减速和反应。在普通导航的导航路线还未完成时，带入到末段高精度导航的地图中，并使用普通导航的语音完成普通导航指引，并在其中加入末段高精度导航的语音指引，提醒驾驶员减速。

在一个实施例中，末段高精度导航SDK的处理逻辑流程图如图3所示，包括以下步骤:

1.首先用户使用当前定位位置作为起点、选择高精度POI作为终点，使用普通导航SDK计算导航路线。

2.在普通导航SDK中启动导航，并将导航路线和终点传到末段高精度导航SDK。

3.末段高精度导航SDK监控普通导航全过程，根据车速和定位位置到终点的距离决定进入末段导航的时间，以保证驾驶员有足够的时间减速和反应，以将车辆平稳地停在目标POI旁边。

4.进入末段高精度导航界面后，会提醒减速。前端地图渲染引擎会从后端大比例尺地图数据服务获得显示区域和相应比例尺的地图数据，并渲染显示。同时显示定位点、终点以及其它导航辅助图示。如果有未完成的导航路线，也会带入显示，这时会继续播放普通导航未完成的导航语音指引，同时也会播放末段高精度导航的语音指引，提醒驾驶员及时减速。

5.普通导航结束后，进入末段高精度导航。末段高精度导航SDK提供声音和视觉导航指引，帮助驾驶员将车辆停在目标POI的旁边。

本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable ArrayLogic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。

本实施方式是与第一实施方式和第二实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式或第二实施方式互相配合实施。第一实施方式和第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中或第二实施方式中。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种音频导航的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在第一时刻获取第一定位位置，根据第一定位位置计算距离目标点的第一距离，则以第一频率播放间隔性提示音频；

在第二时刻获取第二定位位置，根据第二定位位置计算距离目标点的第二距离，以第二频率播放提示音频；其中，如果第一距离大于第二距离，则第一频率小于第二频率；如果第一距离小于第二距离，则第一频率大于第二频率。

2.根据权利要求1所述的音频导航的方法，其特征在于，还包括：

采用目标点在经过车辆定位位置、方向为导航路线末段的方向的直线上的投影点作为到达点，获取当前定位位置，如果该当前定位位置与所述到达点的差值小于预定门限，则播放持续性提示音频。

3.根据权利要求1所述的音频导航的方法，其特征在于，还包括：

计算当前前进方向和当前位置到目标点的连线的夹角；

如果计算所得的夹角与上一次播报的夹角的差值大于预定的门限，则播报该计算所得的夹角。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的音频导航的方法，其特征在于，所述定位位置通过以下步骤获取：

获取加速度传感器输出的加速度信息、陀螺仪输出的方向信息和卫星定位模块输出的定位信息，使用卡尔曼滤波模块对所述加速度信息、所述方向信息和定位信息进行卡尔曼滤波，以高于1Hz的频率周期性地输出推测位置信息，根据该推测位置信息进行导航。

5.根据权利要求1所述的音频导航的方法，其特征在于，采用目标点在经过车辆定位位置、方向为导航路线末段的方向的直线上的投影点作为到达点；根据车速，长鸣时即刹车，基于预定的刹车加速度，车辆正好停在该投影点处。

6.一种音频导航的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在第二精度的兴趣点中选择目标点；

针对所述目标点，使用第一精度导航模块基于第一精度的地图以第一精度进行导航；

根据当前位置与所述目标点的距离判断是否满足预定的切换条件，如果是则切换到第二精度导航模块以第二精度按权利要求1至4中任意一项所述的方法进行导航，其中所述第一精度低于所述第二精度。

7.根据权利要求6所述的音频导航的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

如果当前位置与所述目标点的距离小于预定长度，则在显示屏上调暗所述第一精度地图的元素。