专利名称：一种公交车自动语音报站方法及其报站器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种公交车语音报站技术，尤其涉及一种公交车自动语音报站方法及其报站器。
背景技术：
目前，为了减少公交运输公司的运营成本，很多公交线路都采用了无人售票车辆；在没 有售票员的情况下，为了能够使乘客仍能够正常上下车，这些车辆上面大都安装有语音报站 系统；语音报站系统通常分为手动报站系统和自动报站系统两种。
手动报站系统由驾驶员手动操作，每当到站或离站时，驾驶员按相应的按键，系统语音 提示乘客上下车或准备动作；这种系统的主要弊端是系统完全依赖驾驶员的按键操作，繁 琐的按键操作很容易导致失误，出现漏报站，错报站等现象，还有可能造成驾驶员与乘客之 间的纠纷。
自动报站系统通常基于GPS定位系统，预先将本线路途经的所有站点的经纬度数据信息 存储在系统中，车辆行进过程中，系统将实时GPS收到的经纬度与各站点经纬度进行匹配， 判断车辆是否到站或离站，然后通过系统语音提示乘客。目前，这种自动报站系统基本上完 全靠经度、纬度数据进行报站判断，在具体使用过程中，也会出现很多弊端，具体体现在
(1) 由于公交线路通常是往返线路，同一地名具有往返两个不同站点，两个站点的距离 有可能较近，也可能较远。为了防止系统报站出现往返混乱现象发生，系统就必须将报站匹 配半径设置得比较小(一般小于10米)。由于目前市场上的GPS模块都是商用级协议，其静 态误差可达15米，在有高楼、树荫道路上或车辆运动速度较高时误差更大，因此非常容易出 现漏站的现象；
(2) GPS模块自身输出的数据频率为每秒1次，当车辆速度达到60km/h时，每秒中行 驶的距离超过16米，加上GPS的定位误差，使得漏站现象更加严重；
(3) 在特殊路段，驾驶员行驶时可能靠近或越过道路往返分界线，容易造成错报现象；
(4) 有些系统进行了上行、下行方向判断(线路两个起点站之间运行方向)，防止错报 现象，但是这种方案算法复杂，并且非常依赖起点站的判断，如果起点站出现漏报，则严重 影响后面的站点判决。同时，如果出现个别车辆由于事故或其他原因，未到终点站就返回， 这种处理方案仍然会出现大量的漏报现象。
发明内容
本发明公开了一种公交车自动语音报站方法，l)预先存储所有公交车站点的经度、纬度、 标准进/出站方向角、方向角判定阀值"、距离判定阀值L， 2)根据GPS定位系统获取公交车当前的经度、纬度、实际进/出站方向角，3)将公交车当前的经度、纬度、实际进/出站方 向角与预先存储的公交车站点的经度、纬度、标准进/出站方向角进行匹配，4)根据匹配结 果进行语音报站。
进行匹配的步骤包括
1) 接收公交车当前的经度、纬度、实际进/出站方向角信息；
2) 从预先存储的公交车站点信息中调取某一车站的数据，对公交车和车站的数据匹配经 度、纬度，并根据公交车和车站的经纬度计算公交车位置与该车站的距离；
3) 判断公交车位置与车站的距离是否在L范围内； 当公交车位置与车站的距离小于L，则进入步骤4);
当公交车位置与车站的距离大于L，则重复步骤2)调取下一车站的数据，并继续后续歩
骤；
当预先存储的公交车站点信息都无法匹配成功时，则返回步骤1)重新接收公交车当前 位置信息并继续后续步骤；
4) 计算标准进站方向角与实际进站方向角的差值，该差值小于等于"时，进入步骤5); 否则重复步骤2)调取下一车站的数据，并继续后续步骤；当预先存储的公交车站点信息都 无法匹配成功时，则返回步骤l)重新接收公交车当前位置信息并继续后续步骤；
5) 对语音模块发出指令并进行进站操作；
6) 接收当前公交车所在位置信息；
7) 调取本次成功匹配的车站数据，计算公交车位置与车站的距离；公交车位置与车站的 距离大于L，进入步骤8);小于L，则重复步骤6)重新接收公交车当前位置信息，并继续 后续步骤；
8) 计算标准出站方向角与实际出站方向角的差值，该差值小于等于"时，进入歩骤9)， 该差值大于"时，重复步骤6)重新接收公交车当前位置信息，并继续后续步骤；
9) 对语音模块发出指令并进行出站操作； 其中，L、 a大小可调；
本发明还公开了一种基于公交车自动语音报站方法的报站器，它包括GPS模块、存储 模块、CPU、语音模块、操作键、显示模块；CPU与各个模块以及操作键通信连接；GPS模 块将接收到的数据送CPU处理，经处理后的数据送显示模块显示，同时CPU命令语音模块 进行相应操作；存储模块中存储有预先设定的数据供CPU调用，操作键用于人机对话。
GPS模块接收的数据包括公交车当前的经度、纬度、实际进/出站方向角；存储模块中 存储的数据包括多个车站的经度、纬度、标准进/出站方向角、方向角判定阀值a、距离判定阀值L;其中，标准进/出站方向角方向可调，L、"大小可调。 显示模块显示的信息包括车速、时间、到/离站信息。
本发明的有益技术效果是实现公交车辆自动语音报站，且能保证报站准确，无漏站，
错报等现象。
图l，本发明的硬件电路结构框图； 图2，本发明的站点匹配示意图； 图3，本发明的站点匹配程序框具体实施例方式
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是将公交车线路沿途所有车站的数据预先存 储在存储模块内，存储的数据除了有经度、纬度数据外，还存储了预估的车辆进/出站时的方 向角(标准进/出站方向角)，即行进方向与正北方的夹角。CPU对每秒钟接收到的GPS模块 传来的数据进行站点匹配，除匹配经度、纬度(即根据经纬度计算车与车站的距离，并判断 该距离是否满足条件)夕卜，还同时匹配方向角(即对标准进/出站方向角和实际进/出站方向角 计算差值，将计算出的差值与设定的差值进行比较，判断是否满足条件)，上述各项指标都匹 配好后才认为车辆已经到站或出站，然后驱动语音播报模块提示乘客。由于同一路段中车辆 往返行驶的方向角差异很大，因此很容易识别车辆的实际上下行方向(按线路两个起点站之 间运行方向划分)。同时由于增加了方向角参数，匹配半径可以设置得很大(可达60米)，匹
配方向角时，方向角的差值范围可调，但一般情况下其差值可设置为20度，完全可以克服 GPS模块的定位误差和车辆行进速度高的问题。
匹配的具体步骤如下
1) 接收公交车当前的经度、纬度、实际进/出站方向角信息；
2) 从预先存储的公交车站点信息中调取某一车站的数据，对公交车和车站的数据匹配经 度、纬度，并根据公交车和车站的经纬度计算公交车位置与该车站的距离；
3) 判断公交车位置与车站的距离是否在60米内； 当公交车位置与车站的距离小于60米，则进入步骤4);
当公交车位置与车站的距离大于60米，则重复步骤2)调取下一车站的数据，并继续后 续步骤；
当预先存储的公交车站点信息都无法匹配成功时，则返回步骤1)重新接收公交车当前 位置信息并继续后续歩骤；
4) 计算标准进站方向角与实际进站方向角的差值，该差值小于等于20。时，进入歩骤5); 否则重复步骤2)调取下一车站的数据，并继续后续步骤；当预先存储的公交车站点信息都无法匹配成功时，则返回步骤l)重新接收公交车当前位置信息并继续后续步骤；
5) 对语音模块发出指令并进行进站操作；
6) 接收当前公交车所在位置信息；
7) 调取本次成功匹配的车站数据，计算公交车位置与车站的距离；公交车位置与车站的 距离大于60米，进入歩骤8);小于60米，则重复步骤6)重新接收公交车当前位置信息， 并继续后续歩骤；
8) 计算标准出站方向角与实际出站方向角的差值，该差值小于等于20。时，进入歩骤9)， 该差值大于20。时，重复歩骤6)重新接收公交车当前位置信息，并继续后续歩骤；
9) 对语音模块发出指令并进行出站操作；
实际操作中，针对不冋车站的具体位置和道路情况，可以设定不同的方向角判定阀值。
参见附图1，本发明提出的报站器就是根据上述分析设计的，它包括GPS模块、存储 模±央、CPU、语音模块、操作键、显示模块；CPU与各个模块以及操作键通信连接；GPS模
块将接收到的数据送CPU处理，经处理后的数据送显示模块显示，同时CPU命令语音模块
进行相应操作；存储模块中存储有预先设定的数据供CPU调用，操作键用于人机对话。
其中，GPS模块接收的数据包括公交车当前的经度、纬度、实际进/出站方向角；存储
模块中存储的数据包括多个车站的经度、纬度、标准进/出站方向角(标准进/出站方向角方
向可调)；显示模块显示的信息包括车速、时间、到/离站信息。
参见附图2，从图中可以很形象的看出，当车辆进入站点中心60米范围内，同时标准进
站方向角与实际进站方向角差值小于20度时，判定车辆已经进站；离开站点中心60米，且
同时标准出站方向角与实际出站方向角差值小于20度时，则判定车辆已经出站；本发明既结 合了经纬度又引入了方向角，引入方向角的好处在于有助于精确判断车辆出/入站情况，使 匹配半径大幅扩大，还可以防止车辆行进轨迹异常(如倒车、调头、或行驶在道路情况复杂 的路段)时的错报站，这就极大的杜绝了错报和漏报情况的发生。
参见附图3，图中所示是可实现本发明中匹配方法的程序框图，其工作过程如下
1) 接收GPS数据(即接收公交车当前位置信息)；
2) 与站点数据匹配(即从预先存储的公交车站点信息中调取某一车站的数据，对公交车 和车站的数据匹配经度、纬度数据，并根据公交车和车站的经纬度计算公交车位置与该车站 的距离)；
3) 判断距离是否小于60米；是，则继续下一步骤；否，则调取卜'一车站的数据，重复 歩骤2)并继续后续步骤；
4) 校验已知的公交车站点信息中的车站数据，是否都己进行过匹配还有未匹配的，则 调取下一车站的数据，重复步骤2)并继续后续步骤；
如果己知的公交车站点信息中的车站数据中的车站数据都己进行过匹配，则返回步骤1)重新接收GPS数据并继续后续歩骤；
5) 计算标准进站方向角与实际进站方向角的差值，该差值小于等于20。时，继续后续步 骤；该差值大于20°时，调取下一车站的数据，重复步骤2)并继续后续步骤；
6) 驱动语音模块进行到站操作(即播放相应语音提示)；
7) 接收GPS数据；
8) 调取本次成功匹配的车站数据，根据公交车和车站的经讳度计算公交车位置与该车站 的距离；
9) 判断距离是否大于60米，是，则进入下一步骤；否，则返回歩骤7)重新接收GPS 数据并继续后续歩骤；
10) 计算标准出站方向角与实际出站方向角的差值，该差值小于等于20°时，进入歩骤 11)，该差值大于20。时，则返回步骤7)重新接收GPS数据并继续后续步骤；
11) 驱动语音模块进行出站操作(即播放相应语音提示)。
权利要求
1、一种公交车自动语音报站方法，其特征在于1)预先存储所有公交车站点的经度、纬度、标准进/出站方向角、方向角判定阀值α、距离判定阀值L，2)根据GPS定位系统获取公交车当前的经度、纬度、实际进/出站方向角，3)将公交车当前的经度、纬度、实际进/出站方向角与预先存储的公交车站点的经度、纬度、标准进/出站方向角进行匹配，4)根据匹配结果进行语音报站。
2、 根据权利要求l所述的一种公交车自动语音报站方法，其特征在于进行匹配的歩骤 包括1) 接收公交车当前的经度、纬度、实际进/出站方向角信息；2) 从预先存储的公交车站点信息中调取某一车站的数据，对公交车和车站的数据匹配经度、纬度，并根据公交车和车站的经讳度计算公交车位置与该车站的距离；3) 判断公交车位置与车站的距离是否在L范围内； 当公交车位置与车站的距离小于L，则进入步骤4);当公交车位置与车站的距离大于L，则重复步骤2)调取下一车站的数据，并继续后续歩骤；当预先存储的公交车站点信息都无法匹配成功时，则返回步骤1)重新接收公交车当前 位置信息并继续后续歩骤；4) 计算标准进站方向角与实际进站方向角的差值，该差值小于等于《时，进入步骤5); 否则重复步骤2)调取下一车站的数据，并继续后续步骤；当预先存储的公交车站点信息都无法匹配成功时，则返回步骤l)重新接收公交车当前位置信息并继续后续步骤；5) 对语音模块发出指令并进行进站操作；6) 接收当前公交车所在位置信息；7) 调取本次成功匹配的车站数据，计算公交车位置与车站的距离；公交车位置与车站的距离大于L，进入步骤8);小于L，则重复步骤6)重新接收公交车当前位置信息，并继续 后续歩骤；8) 计算标准出站方向角与实际出站方向角的差值，该差值小于等于"时，进入步骤9)，该差值大于"时，重复步骤6)重新接收公交车当前位置信息，并继续后续步骤；9) 对语音模块发出指令并进行出站操作； 其中，L、 a大小可调；
3、 一种基于公交车自动语音报站方法的报站器，其特征在于它包括GPS模块、存储 模块、CPU、语音模块、操作键、显示模块；CPU与各个模块以及操作键通信连接；GPS模块将接收到的数据送CPU处理，经处理后的数据送显示模块显示，同时CPU命令语音模块 进行相应操作；存储模块中存储有预先设定的数据供CPU调用，操作键用于人机对话。
4、 根据权利要求3所述的一种公交车自动语音报站器，其特征在于GPS模块接收的数据包括公交车当前的经度、纬度、实际进/出站方向角；存储模块中存储的数据包括多个 车站的经度、纬度、标准进/出站方向角、方向角判定阀值"、距离判定阀值L;其中，标准进/出站方向角方向可调，L、"大小可调。
5、 根据权利要求3所述的一种公交车自动语音报站器，其特征在于显示模块显示的信 息包括车速、时间、到/离站信息。
全文摘要
本发明公开了一种公交车自动语音报站方法，1)预先存储所有公交车站点的经度、纬度、标准进/出站方向角、方向角判定阀值α、距离判定阀值L，2)根据GPS定位系统获取公交车当前的经度、纬度、实际进/出站方向角，3)将公交车当前的经度、纬度、实际进/出站方向角与预先存储的公交车站点的经度、纬度、标准进/出站方向角进行匹配，4)根据匹配结果进行语音报站；本发明的有益技术效果是实现公交车辆自动语音报站，且能保证报站准确，无漏站，错报等现象。
文档编号G09F25/00GK101419751SQ200810233089
公开日2009年4月29日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年11月21日
发明者周业俊 申请人:重庆安运科技有限公司