TWI440827B - Geographic Feature Voice Navigation System and Its Method - Google Patents

Description

地理特徵語音導航系統及其方法

本發明係揭露一種地理特徵語音導航系統及其方法，特別為一種提供使用者更明確詳細導航語音之導航系統，以及利用分析地理特徵資料與導航路線之方法，來提升導航語音播報精確度。

近年來衛星定位技術被廣泛應用，在市場上，衛星導航系統的推出，也是百家爭鳴。常見的衛星導航系統大部分為車用外接式導航裝置，近期也慢慢出現在部份可攜式行動通訊裝置或與汽車行車電腦整合的例子。為了節省尋找路線和資料的時間，及提升生活的便利，衛星導航系統的運用，在社會大眾的生活中，已漸漸普及。

現行導航裝置，主要以顯示幕呈現電子地圖、行駛路線及其他導航資訊，然後利用定位所得到之位置資訊，於導航過程中，輔以語音播報提示，來實施路線及行進方向引導。

然而在現實使用狀況中，前方路況時有錯綜複雜之現象，一般導航語音採用依距離多次或重複提示之方式，仍有模稜兩可的情況發生，進而造成使用者無法正確的選擇接下來的行駛道路，因此愈來愈多的導航系統，採用路口實景美工圖，來幫助使用者選擇正確道路。

此外，亦有導航系統，將POI(Point of Interest)資料加入播報提示中，藉此輔助確認轉彎路口或前進方向。但現實複雜狀況眾多，路口實景美工圖亦只能作為輔助之用，而易於辨識之POI又往往集中於特定地區或路口處，非遍佈各地，再者，山區或偏遠地區等也缺乏實景美工圖及易辨識之POI，因此使用者仍然會有對道路產生混淆不清的情況。

其次，一般車用導航系統，依靠電子地圖顯示幕做引導，尚需駕駛人不時分心查看顯示幕，才得以完全發揮其功用。駕駛人此舉，第一，有造成行車安全之疑慮；第二，還需將電子地圖與現實場景做連結，才能確認當前位置與行進方向。

有鑑於此，上述習用技藝仍有諸多缺失，因此，本發明提供了一種地理特徵語音導航系統及其方法，藉由分析地理特徵與導航路線之各式關聯，將空間中能為常人所快速辨識之地理特徵，加入導航語音播報提示內，藉以讓使用者專注於眼前事物(含地理特徵)，及被動接受導航語音之方式，來改善習知技術中，不時查看顯示幕之不便，並提升導航系統之語音功能。

本發明之主要目的在於提供一種地理特徵語音導航系統及其方法，讓使用者可以信賴語音提示內容或語音詞彙，來使用導航系統。在眾多使用導航系統的情境當中，若有不方便使用顯示屏幕之情況，或使用者希望減少裝置耗電量時，導航系統之語音功能便佔有舉足輕重之地位。

本發明之另一目的在於提供一種地理特徵語音導航系統及其方法，利用地理特徵與導航路線之各式關聯，使導航語音詞彙明確又清楚，讓導航系統可藉由語音為主要提示，為使用者作引導。

為達成上述之發明目的，本發明所揭露之一種地理特徵語音導航系統，其主要包含有：一路徑規劃模組、一定位模組、一道路與地理特徵對應表、一導航路線分析模組、一導航模組、一語音播報模組。該路徑規劃模組，可設定並對任意起迄點進行路徑規劃，以取得導航行進路線；該定位模組，具有定位功能，可使系統即時或非即時取得所在之當前位置；該道路與地理特徵對應表，具有各類型之地理特徵資料與其所對應或相關聯之道路資料，並記載該地理特徵與所對應道路之方向、相對位置、對應型態及其他相關資訊；該導航路線分析模組，可根據道路與地理特徵對應表，分析導航行進路線上地理特徵出現之狀況，並提供合適之語音播報提示清單；該導航模組，可依據當前位置及語音播報提示清單，得知當前所在路段及其他導航資訊，並決定是否需要播報導航語音，與該播報之導航語音內容；該語音播報模組，則提供導航語音予使用者。

本發明所揭露之一種地理特徵語音導航之方法，該方法至少包含下列步驟：

1.建立道路與地理特徵對應表，並將此資料置於本系統，讓其載入。

2.使用導航路線分析模組，分析導航路線，並將此路線相關之地理特徵與方位資訊加入語音播報提示清單，並且本模組可根據行駛方向及道路與地理特徵對應表中之對應資料，決定車輛或本系統行經地理特徵處之適當表達詞彙。

3.使用定位模組所提供之定位資訊，計算在導航路線上之當前位置。

4.根據當前位置與語音播報提示清單，於導航過程中之適當時機，播報合適之導航語音。

本發明所揭露建立該道路與地理特徵對應表之方法，該方法至少包含下列步驟：

1.取得道路與地理特徵圖層資料，並分析地理特徵資料之維度及型態。

2.判斷是否地理特徵圖層資料為非點位型態資料，則對於圖層中之每一物件，自行計算或定義點位坐標以代表其在地理空間中之位置。

3.判斷地理特徵圖層資料為線型態或區塊形態，則其是否橫跨道路或有道路穿過。

4.判斷地理特徵圖層資料為線型態或區塊形態，則其是否沿著某道路建置。

5.依據地理特徵之高度及地理特徵與道路之距離為因素，判斷是否將該地理特徵對應至該道路。

6.依據道路建置方向、地理特徵位置及是否橫跨或道路穿過，決定對應表中之方向欄位。

7.依據地理特徵之資料型態決定與道路之對應型態，判斷是否地理特徵有沿著某道路建置之特性，則可以一特定型態表達。

8.判斷是否道路與地理特徵之對應為「點」型態對應，則以一相對位置表示該地理特徵對應至道路的位置點。

9.判斷是否道路與地理特徵之對應為「線」型態對應，則以一組相對位置表示該地理特徵對應至某段道路。

10.分析地理特徵與道路之各種相對關係，並視需要增加欄位，以儲存該相對關係。

綜合上述之模組與步驟完成本發明之一種地理特徵語音導航系統及其方法。其為建立一道路與地理特徵對應表之方法，並將該道路與地理特徵對應表與路徑規劃模組計算出導航路線，傳送予導航路線分析模組，以得到一語音播報提示清單，以及運用定位模組持續計算出導航路線之當前位置，導航模組依據當前位置決定語音播報內容，接著利用語音播報模組進行語音播報其導航路線。

本發明之一種地理特徵語音導航之系統，其包含路徑規劃模組、道路與地理特徵對應表、導航路線分析模組、導航模組、定位模組以及語音播報模組。其中，該路徑規劃模組與該道路與地理特徵對應表，傳送其資料至該導航路線分析模組，該導航路線分析模組與該定位模組傳送其資料至該導航模組，該導航模組與該語音播報模組可相互傳送接收資料做整合，該語音播報模組將資料播報予使用者接收。

如上所述之系統，其中，該路徑規劃模組，進一步包含路網圖資料，用以提供規劃路徑。

該導航模組，可進一步包含導航路線資料，用以提供導航指引。其中，該導航路線分析模組，可進一步包含資料接收單元，接收該道路與地理特徵對應表及該路徑規劃模組之路徑資料；以及分析單元，用以產生導航路線資料。

該道路與地理特徵對應表，具有道路資訊、地理特徵資訊，以及兩者相關聯或對應之方向、位置、型態之資料。

該導航模組，接收定位模組所定位之當前位置及該導航路線資料，進行分析並傳送資料至語音播報模組。

本發明之一種地理特徵語音導航之方法，該方法至少包含下列步驟：

a.建立該道路與地理特徵對應表；

b.使用該路線規劃模組，規劃導航路線；

c.載入該道路與地理特徵對應表及導航路線之資料至系統中；

d.使用該導航路線分析模組，依據該道路與地理特徵對應表，分析導航路線，得到一導航路線資料；

e.使用該定位模組定位，並計算在導航路線上之當前位置；

f.使用該導航模組，參考當前位置與該語音播報提示清單，決定合適之導航語音內容；以及

g.使用該語音播報模組，以語音方式進行播報導航語音。

該道路與地理特徵對應表之地理特徵係為地理空間中，能為一般人所辨識之標的物。該道路與地理特徵對應表之地理特徵係為點、線、面、三維度立體或多維度之資料型態。

其中，該語音播報提示清單，具有一般導航語音提示、語音提示位置及地理特徵參考之資料。

建立該道路與地理特徵對應表之方法，該方法至少包含下列步驟：

a.載入道路與地理特徵圖層資料；

b.自行計算或定義點位坐標以表示地理特徵物件在地理空間中之位置；

c.判斷地理特徵圖層資料為線型態或區塊形態，是否橫跨道路或有道路穿過；

d.判斷地理特徵圖層資料為線型態或區塊形態，是否沿著某道路建置；

e.根據地理特徵之高度及地理特徵與道路之距離為因素，判斷是否將該地理特徵對應至該道路；

f.判斷道路建置方向、地理特徵位置及是否橫跨或道路穿過，判斷對應表中之方向欄位；

g.根據地理特徵之資料型態判斷與道路之對應型態，判斷是否地理特徵有沿著某道路建置之特性，則可以一特定型態表達；

h.判斷是否該道路與地理特徵之對應為「點」型態對應，則以一相對位置表示該地理特徵對應至道路的位置點；

i.判斷是否道路與地理特徵之對應為「線」型態對應，則以一組相對位置表示該地理特徵對應至某段道路；以及

j.分析地理特徵與道路之各種相對關係，並視需要增加欄位，以儲存該相對關係。

其中，該定位技術進一步包含全球衛星定位系統、無線保真、輔助全球衛星定位系統之技術。

相較於先前技術，本發明所提出之地理特徵語音導航系統及其方法，讓使用者可以信賴語音提示內容或語音詞彙，來使用導航系統。在眾多使用導航系統的情境當中，若有不方便使用顯示屏幕之情況，或使用者希望減少裝置耗電量時，導航系統之語音功能便佔有舉足輕重之地位。具有使用者更方便清楚使用並節約裝置之耗電量之功效，以提升其市場競爭力。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，配合以下參考圖式實例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

請參照圖1，圖1係為本發明之地理特徵語音導航系統之一實施例之示意圖。如參照圖1及下列表格所示，其表格係為一道路與地理特徵對應表。

其中符號B1、B2、B3及B4表示四段道路；符號A1、A2、A3、A4及A5表示五個道路建置描述點；符號C1、C2及C3為三個地理特徵。每段道路由兩個點描述，即「路頭道路建置描述點-路尾道路建置描述點」，道路建置描述點A1-道路建置描述點A2為道路B1；道路建置描述點A2-道路建置描述點A3為道路B2；道路建置描述點A3-道路建置描述點A4為道路B3；道路建置描述點A4-道路建置描述點A5為道路B4。地理特徵C1為一維點之資料描述；地理特徵C2為三維立體之資料描述，橫跨道路B3；地理特徵C3為二維平面之資料描述。

請參照圖1，於此實施例中，本發明之地理特徵語音導航系統及其方法，其中依建立道路與地理特徵對應表之方法，建立道路與地理特徵對應表。因地理特徵C1以點型態對應至道路B1，並位於其左側，對應至道路之位置，距離道路建置描述點A1有95單位距離，故紀錄如表格內第一筆資料；同理，地理特徵C2以點型態對應至道路B3，並橫跨於其上方，對應至道路之位置，距離道路建置描述點A3有70單位距離；地理特徵C3以線型態對應至道路B4，並位於其右側，對應至道路之位置，為距離道路建置描述點A4，40單位距離到70單位距離之區間。

請參照圖2，圖2係為本發明之地理特徵語音導航系統之架構圖。如圖2所示，其主要係包含：一路徑規劃模組，可設定並對任意起迄點進行路徑規劃，以取得導航行進路線；一定位模組，具有定位功能，可使系統即時或非即時取得所在之當前位置；一道路與地理特徵對應表，具有如上述各類型之地理特徵與其所對應或相關聯之道路資料；一導航路線分析模組，可根據道路與地理特徵對應表，分析導航行進路線上地理特徵出現之狀況。

於上述實施例中，一導航路線依序行經道路B1、B2、B3及B4，含一般導航語音提示及提示位置在內，尚可將「經過左前方地理特徵C1之後」左轉、「穿過地理特徵C2之後」右轉(因方向為上表橫跨)、「沿著右前方地理特徵C3」前進(因線型態對應)等語音內容加入語音播報提示清單；導航模組，可依據當前位置及語音播報提示清單，得知當前所在路段及其他導航資訊，並決定是否需要播報導航語音，與該播報之導航語音內容；語音播報模組，則負責提供導航語音予使用者。

請參照圖3，圖3係為本發明之地理特徵語音導航方法之流程圖。如圖3所示，其主要步驟係包含：

1.建立道路與地理特徵對應表。(S200)

2.使用該路線規劃模組，規劃導航路線。(S201)

3.載入該道路與地理特徵對應表及導航路線之資料至系統中(S202)

4.使用該導航路線分析模組，依據該道路與地理特徵對應表，分析導航路線，得到一語音播報提示清單。(步驟203)

5.使用該定位模組定位，並計算在導航路線上之當前位置。(S205)

6.使用該導航模組，參考當前位置與該語音播報提示清單，決定合適之導航語音內容。(S204)

7.依當前位置，決定是否播報語音提示。(S206)

8.使用該語音播報模組，以語音方式進行播報導航語音。(S207)

請參照圖4，圖4係為本發明之道路與地理特徵對應表之方法流程圖。如圖4所示，其主要步驟係包含：

1.載入道路與地理特徵圖層資料。(S301)

2.自行計算或定義點位坐標以表示地理特徵物件在地理空間中之位置。(S302)

3.判斷地理特徵圖層資料為線型態或區塊形態，是否橫跨道路或有道路穿過。(S303)

4.判斷地理特徵圖層資料為線型態或區塊形態，是否沿著某道路建置。(S304)

5.根據地理特徵之高度及地理特徵與道路之距離為因素，判斷是否將該地理特徵對應至該道路。 (S305)

6.判斷道路建置方向、地理特徵位置及是否橫跨或道路穿過，判斷對應表中之方向欄位。(S306)

7.根據地理特徵之資料型態判斷與道路之對應型態，判斷是否地理特徵有沿著某道路建置之特性，則可以一特定型態表達。(S307)

8.判斷是否該道路與地理特徵之對應為「點」型態對應，則以一相對位置表示該地理特徵對應至道路的位置點。(S308)

9.判斷是否道路與地理特徵之對應為「線」型態對應，則以一組相對位置表示該地理特徵對應至某段道路。(S309)

10.分析地理特徵與道路之各種相對關係，並視需要增加欄位，以儲存該相對關係。(S310)

上列詳細說明乃針對本發明之一實施例進行具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

本發明所提供之一種地理特徵語音導航系統及其方法，與其他習用技藝相互比較時，更具備以下優點：

1.本發明使得語音播報提示更加清楚及容易了解。

2.本發明之導航語音明確清楚，可使駕駛人接收語音，專心駕駛，以利行車安全。

3.本發明能充分利用地理空間中之明顯標的物地理特徵為參考，強化使用者之地理空間感。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，並上述實施例僅為實施本發明之範例。需說明的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

綜上所述，本發明不僅於技術思想上確屬創新，並具備習用之傳統方法所不及之上述多項功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請　貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

10．．．地理特徵語音導航系統

101．．．路徑規劃模組

102．．．導航路線分析模組

103．．．道路與地理特徵對應表

104．．．語音播報模組

105．．．導航模組

106．．．定位模組

S200^~ S207．．．流程步驟

S301^~ S310．．．流程步驟

A1^~ A5．．．道路建置描述點

B1^~ B4．．．道路

C1^~ C3．．．地理特徵

圖1係為本發明之地理特徵語音導航系統之一實施例之示意圖。

圖2係為本發明之地理特徵語音導航系統之架構圖。

圖3係為本發明之地理特徵語音導航方法之流程圖。

圖4係為本發明之道路與地理特徵對應表之方法流程圖。

S200^~ S207．．．流程步驟

Claims (12)

1. 一種地理特徵語音導航之系統，其包含：一路徑規劃模組；至少一道路與地理特徵對應表；至少一導航路線分析模組；一導航模組；一定位模組；以及一語音播報模組；其中，該路徑規劃模組與該道路與地理特徵對應表，傳送其資料至該導航路線分析模組，該導航路線分析模組與該定位模組傳送其資料至該導航模組，該導航模組與該語音播報模組可相互傳送接收資料做整合，該語音播報模組將資料播報予使用者接收。
2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該路徑規劃模組，進一步包含：一路網圖資料，用以提供規劃路徑。
3. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該導航模組，進一步包含導航路線資料，用以提供導航指引。
4. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該導航路線分析模組，進一步包含：一資料接收單元，接收該道路與地理特徵對應表及該路徑規劃模組之路徑資料；以及至少一分析單元，用以產生導航路線資料。
5. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該道路與地理特徵對應表，具有道路資訊、地理特徵資訊，以及兩者相關聯或對應之方向、位置、型態之資料。
6. 如申請專利範圍第3項所述之系統，其中該導航模組，接收定位模組所定位之當前位置及該導航路線資料，進行分析並傳送資料至語音播報模組。
7. 一種地理特徵語音導航之方法，該方法至少包含下列步驟：a.建立該道路與地理特徵對應表；b.使用該路線規劃模組，規劃導航路線；c.載入該道路與地理特徵對應表及導航路線之資料至系統中；d.使用該導航路線分析模組，依據該道路與地理特徵對應表，分析導航路線，得到一導航路線資料；e.使用該定位模組定位，並計算在導航路線上之當前位置；f.使用該導航模組，參考當前位置與該語音播報提示清單，決定合適之導航語音內容；以及g.使用該語音播報模組，以語音方式進行播報導航語音。
8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該道路與地理特徵對應表之地理特徵係為地理空間中，能為一般人所辨識之標的物。
9. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該道路與地理特徵對應表之地理特徵係為點、線、面、三維度立體或多維度之資料型態。
10. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該語音播報提示清單，具有一般導航語音提示、語音提示位置及地理特徵參考之資料。
11. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中建立該道路與地理特徵對應表之方法，該方法至少包含下列步驟：a.載入道路與地理特徵圖層資料；b.自行計算或定義點位坐標以表示地理特徵物件在地理空間中之位置；c.判斷地理特徵圖層資料為線型態或區塊形態，是否橫跨道路或有道路穿過；d.判斷地理特徵圖層資料為線型態或區塊形態，是否沿著某道路建置；e.根據地理特徵之高度及地理特徵與道路之距離為因素，判斷是否將該地理特徵對應至該道路；f.判斷道路建置方向、地理特徵位置及是否橫跨或道路穿過，判斷對應表中之方向欄位；g.根據地理特徵之資料型態判斷與道路之對應型態，判斷是否地理特徵有沿著某道路建置之特性，則可以一特定型態表達；h.判斷是否該道路與地理特徵之對應為「點」型態對應，則以一相對位置表示該地理特徵對應至道路的位置點；i.判斷是否道路與地理特徵之對應為「線」型態對應，則以一組相對位置表示該地理特徵對應至某段道路；以及j.分析地理特徵與道路之各種相對關係，並視需要增加欄位，以儲存該相對關係。
12. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該定位技術進一步包含全球衛星定位系統、無線保真、輔助全球衛星定位系統之技術。