CN104469677A - 基于智能终端的移动轨迹记录***及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于智能终端的移动轨迹记录***及其方法,包括智能终端、方向感应模块、计步模块和气压模块;所述智能终端包括处理模块;所述方向感应模块、计步模块和气压模块均置于所述智能终端上;所述方向感应模块用于获取目标在水平方向上的角度变化值;所述计步模块用于获取目标移动的距离值;所述气压模块用于获取目标在垂直方向上的高度变化值;所述处理模块用于根据所述方向感应模块、所述计步模块和所述气压模块获取的数据,计算出目标的移动轨迹。本发明的基于智能终端的移动轨迹记录***及其方法在无GPS信号、无法搜到移动网络信号及无WiFi信号的地方,实现目标移动轨迹的三维记录和岔路口实时标记,而无需借助外部信号,实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种行走轨迹记录***及其方法,特别是涉及一种基于智能终端的移动轨迹记录***及其方法。
背景技术
现有技术中,在进行用户行走轨迹定位时,通常采用GPS定位、基站WiFi定位和二者混合定位的模式。具体地,通过网络信号来获取目标当前所在具体地理位置信息和历史所在具体地理位置信息,再结合相关区域的地图,来记录目标的移动轨迹。如确定用户历史所处具***置为杭州、当前所处具***置为上海,再与杭州至上海这一地区的地图相配合使用,从而绘制出目标的运动轨迹。上述方法更加适合于较大范围的定位和移动轨迹记录。
具体地,如申请号为201210020550.0、发明名称为《基于观察者移动轨迹信号场景分析的无线定位方法》的中国发明专利中公开一种基于观察者移动轨迹信号场景分析的无线定位方法,包括如下步骤:1)给观察者配备GPS、电子地图和能够分辨目标信号能量及方向的探测器,让观察者绕目标一周,并记录移动过程中的观察者位置、目标信号能量及方向;2)对记录的观察点的能量极值进行峰谷分析,找到能量极值在观察者移动过程中的一个或多个峰值点,将信号能量最大的点作为峰值候选点;将能量最大的点后面经历跳变的能量低谷后再出现最大值的点作为第二峰值候选点,以此类推,直到把绕轨迹一圈中所有的能量极值点都找到,作为其他峰值候选点;3)综合评价峰值候选点来得到目标可能的位置,并在电子地图上标出来:A、针对只有一个能量峰值的情况,在峰值候选点上朝能量极值方向做延长线,然后任选几个距离峰值候选点较远的观察点朝能量极值方向做延长线直至与峰值候选点的延长线交汇,将交汇构成的点作为目标对象的位置;B、针对有多个能量峰值的情况,如果峰值候选点的能量极值方向偏离移动轨迹方向的,需要利用峰值候选点周围的大型物体的走向来对偏离的方向进行反射模型校正;将峰值候选点的能量极值方向或者校正后的方向的延长线的交集构成的点或者区域作为目标对象的位置。
然而,上述方法对外部环境要求较高,在某些特定情况下,如在山谷中、地下停车场、地铁里,无法连接到网络信号,如无法搜到GPS卫星信号、无法搜到移动网络信号、无WiFi信号等等,无法实现目标定位,也就无法进行目标行走轨迹的记录。
另外,现有技术中对目标进行定位时,一般只能够确定物体的直线位移和平面位移,即实现二维定位。对于一些复杂的轨迹变化,如下井、游泳等,无法实现对目标的三维定位,存在一定的局限性。
随着科技的不断发展,智能终端的应用越来越广泛,功能更加强大,因此在未来应用智能终端来实现移动轨迹的记录将成为一种先进且便捷的方式。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种基于智能终端的移动轨迹记录***及其方法,在无GPS信号、无法搜到移动网络信号及无WiFi信号的地方,实现目标移动轨迹的三维记录和岔路口实时标记,而无需借助外部信号。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种基于智能终端的移动轨迹记录***,包括智能终端、方向感应模块、计步模块和气压模块;所述智能终端包括处理模块;所述方向感应模块、所述计步模块和所述气压模块均置于所述智能终端上,并与所述处理模块通信连接;所述方向感应模块用于获取目标在水平方向上的角度变化值;所述计步模块用于获取目标移动的距离值;所述气压模块用于获取目标在垂直方向上的高度变化值;所述处理模块用于根据所述方向感应模块、所述计步模块和所述气压模块获取的数据,计算出目标的移动轨迹。
根据上述的基于智能终端的移动轨迹记录***,其中:所述处理模块将目标的移动轨迹显示在地图上。
根据上述的基于智能终端的移动轨迹记录***,其中:所述处理模块计算目标的移动轨迹的方法如下:
设定O为目标上一次记录时所在位置,A为目标当前所处位置,B为目标当前所在位置在y轴向上的投影,C为目标当前所在位置在z轴向上的投影,E为目标当前所在位置在水平面上的投影,则OA为所述计步模块所获取的目标移动的距离值,OC为所述气压模块所获取的目标在垂直方向上的高度变化值;∠BOE为当前所处位置相对于正北方的夹角,即所述方向感应模块所获取的目标在水平方向上的角度变化值;
设定A点相对于O点的坐标值为(x,y,z),则
x=OE*sin∠BOE;
y=OE*cos∠BOE;
z=OC;
其中,
将各个点依次连起来,即为目标的移动轨迹。
根据上述的基于智能终端的移动轨迹记录***,其中:所述智能终端还包括信息录入模块;所述信息录入模块用于在特定位置处录入标记信息;所述处理模块将所述标记信息添加到目标的移动轨迹对应的位置处。
进一步地,根据上述的基于智能终端的移动轨迹记录***,其中:所述信息录入模块采用智能终端上的照相模块、录音模块和/或备忘录模块。
进一步地,根据上述的基于智能终端的移动轨迹记录***,其中:当沿原路返回时,所述处理模块继续进计算目标的移动轨迹;当检测到到达特定位置时,所述智能终端将保存的标记信息发送给用户。
更进一步地,根据上述的基于智能终端的移动轨迹记录***,其中:当返回路线与之前记录的轨迹不符时,所述智能终端发出警告;同时,所述处理模块从与之前记录的轨迹的分叉点处继续计算用户的移动轨迹,以及当前位置距离分叉点的距离。
同时,本发明还提供一种基于智能终端的移动轨迹记录方法,包括以下步骤:
步骤S1、通过方向感应模块获取目标在水平方向上的角度变化值,通过计步模块获取目标移动的距离值,通过气压模块用于获取目标在垂直方向上的高度变化值;
步骤S2、根据方向感应模块、计步模块和气压模块获取的数据,通过智能终端上的处理模块计算出目标的移动轨迹。
根据上述的基于智能终端的移动轨迹记录方法,其中:所述步骤S2中还包括:处理模块
将目标的移动轨迹显示在地图上。
根据上述的基于智能终端的移动轨迹记录方法,其中:所述步骤S2中,所述处理模块计算目标的移动轨迹的方法如下:
设定O为目标上一次记录时所在位置,A为目标当前所处位置,B为目标当前所在位置在y轴向上的投影,C为目标当前所在位置在z轴向上的投影,E为目标当前所在位置在水平面上的投影,则OA为所述计步模块所获取的目标移动的距离值,OC为所述气压模块所获取的目标在垂直方向上的高度变化值;∠BOE为当前所处位置相对于正北方的夹角,即所述方向感应模块所获取的目标在水平方向上的角度变化值;
设定A点相对于O点的坐标值为(x,y,z),则
x=OE*sin∠BOE;
y=OE*cos∠BOE;
z=OC;
其中,
将各个点依次连起来,即为目标的移动轨迹。
根据上述的基于智能终端的移动轨迹记录方法,其中:还包括以下步骤:当目标到达特定位置时,通过智能终端上的信息录入模块录入标记信息,通过智能终端上的处理模块将标记信息添加到目标的移动轨迹上对应的位置处。
进一步地,根据上述的基于智能终端的移动轨迹记录方法,其中:所述信息录入模块采用智能终端上的照相模块、录音模块和/或备忘录模块;所述标记信息为照片、语音和/或文字。
进一步地,根据上述的基于智能终端的移动轨迹记录方法,其中:当沿原路返回时,继续进行所述步骤S1和所述步骤S2;当检测到到达特定位置时,所述智能终端将保存的标记信息发送给用户。
更进一步地,根据上述的基于智能终端的移动轨迹记录方法,其中:当返回路线与之前记录的轨迹不符时,所述智能终端发出警告;同时,所述处理模块从与之前记录的轨迹的分叉点处继续计算用户的移动轨迹,以及当前位置距离分叉点的距离。
如上所述,本发明的基于智能终端的移动轨迹记录***及其方法,具有以下有益效果:
(1)无需获取目标的当前所处地理位置信息和历史地理位置信息,仅使用在三维空间的位置偏移量即可得到目标的移动轨迹;
(2)在岔路口通过拍照、编辑文本标记或录音的方式记录信息,并将其合并到移动轨迹图中,在用户返回到达岔路口时,进行提示;
(3)能够记录目标移动每一步的角偏移量和距离偏移量,更适合目标小范围内移动的轨迹记录;
(4)无需用到GPS、WIFI或移动网络基站信号,对外界环境要求更低,具有更广泛的实用性。
附图说明
图1显示为本发明的基于智能终端的行走轨迹记录***的结构示意图;
图2显示为本发明中计算目标的移动轨迹的示意图;
图3显示为本发明的基于智能终端的行走轨迹记录方法的流程图。
元件标号说明
1 智能终端
2 方向感应模块
3 计步模块
4 气压模块
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
需要说明的是,本发明中所涉及的智能终端包括并不限于智能手机、平板电脑、PDA,以及其他具有数据处理功能的终端设备。通常,智能终端是指具有独立的操作***,可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序,通过此类程序来不断对终端设备的功能进行扩充,并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的这样一类终端设备。
本发明在智能终端上集成方向感应模块、计步模块和气压模块,分别捕获目标移动的水平方向角度变化值,距离变化值和海拔高度变化值;然后在智能终端的处理模块中通过计算得到目标移动的三维轨迹图。同时在目标移动过程中,可根据需要(如在岔路口)随时利用智能终端的照相模块、录音模块、备忘录模块等,通过照片、语音或文字记录一些标记信息,并将处理后的标记信息整合到目标的移动轨迹图中。当用户原路返回到该位置时,智能终端可提醒用户查看标记信息,以提醒用户距离下一个标记大概多远等信息;若用户选择的返回路线与之前标记的路线不符,则继续计算并记录用户当前的运动轨迹,实时提醒用户偏离之前标记过的岔路口的距离。
参照图1,本发明的基于智能终端的行走轨迹记录***包括智能终端1、方向感应模块2、计步模块3和气压模块4。智能终端1包括处理模块。方向感应模块2、计步模块3和气压模块4均置于智能终端1上,并与处理模块通信连接。
方向感应模块2用于获取目标在水平方向上的角度变化值。方向感应模块2可以根据设置感知目标相较于某一基准方向的角度变化值。如相较于正南向、正北向的角度变化值。优选地,方向感应模块采用方向感应传感器。
计步模块3用于获取目标移动的距离值。具体地,计步模块3通过感知目标行走的步数,结合用户设定的步距,来计算出目标移动的距离。优选地,计步模块采用计步器。
气压模块4用于获取目标在垂直方向上的高度变化值。具体地,气压模块4通过感知目标所在相对高度上的气压变化,并将气压变化转换外垂直高度变化,从而获得目标在垂直方向的高度变化值。优选地,气压模块采用气压计。
处理模块用于根据方向感应模块、计步模块和气压模块获取的数据,计算出目标的移动轨迹。
优选地,处理模块将目标的移动轨迹显示在地图上。该地图为智能终端自带或者下载的地图。
参照图2,处理模块计算目标的移动轨迹的方法如下:
设定O为目标上一次记录时所在位置,A为目标当前所处位置,B为目标当前所在位置在y轴向上的投影,C为目标当前所在位置在z轴向上的投影,E为目标当前所在位置在水平面上的投影,则OA为计步模块所获取的目标移动的距离值,OC为气压模块所获取的目标在垂直方向上的高度变化值;∠BOE为当前所处位置相对于正北方的夹角,即方向感应模块所获取的目标在水平方向上的角度变化值。即OA、OC和∠BOE的值分别可由计步模块、气压模块和方向感应模块获取。
由上可知,
设定A点相对于O点的坐标值为(x,y,z),则
x=OE*sin∠BOE,即A点相对于O点在x轴上的变化量。
y=OE*cos∠BOE,即A点相对于O点在y轴上的变化量。
z=OC,即A点相对于O点在z轴上的变化量。
因此,通过已知条件很容易计算出A点相对于O点的坐标变化量。目标每前进一步,都可以计算出当前所在位置相对于前一步的坐标点。将所有坐标点连起来,就是该目标的三维移动轨迹图。
优选地,智能终端还包括信息录入模块。信息录入模块用于在特定位置处录入标记信息。其中,特定位置可以为岔路口、下坡处等等。具体地,在智能终端中,信息录入模块可以采用智能终端上现有的照相模块、录音模块和/或备忘录模块。故可以通过照片、语音和/或文字的方式进行录入标记信息。
当采用信息录入模块录入标记信息时,处理模块将标记信息添加到目标的移动轨迹上对应的位置处。
当用户原路返回时,方向感应模块、计步模块和气压模块依然不断采集数据,通过处理模块继续进行计算。当检测到用户到达特定位置时,智能终端将保存的标记信息显示/播放给用户,给用户明确的提示。在用户选择的返回路线与之前标记的路线不符时,智能终端给出语音警告。若用户选择与之前不同的返回路线,则处理模块从分叉点处继续计算用户的移动轨迹,计算并提醒用户与分叉点间的距离,以便必要时返回该点参考使用。
例如,在处于岔路口时,用户主观打开照相模块来获取岔路口的照片。处理模块对该照片进行处理,将照片上的岔路依次标记(如可选择各个岔路口有标志性的物体并编号,如树木,石头等),并将所选择的岔路口相关信息通过语音和/文字等标记信息进行保存。当用户返回时,能够借助照片、语音和/或文字等标记信息更直观的查看来时所选择的岔路路线。
具体地,如在O点遇到岔路口,在照片上对岔路口关键标志物依次标记为1、2、3、A,其中,3号为用户到达O点的入口,A点为用户到达O点时出口,处理模块将实际运动轨迹与照片整合在一起,并将O处所选择的路线在实际照片中标记为特殊颜色。在用户返回到O点时,在该岔路口上同时显示实际标记的照片和移动轨迹,使得用户很容易找到来时所选择的路线。若用户返回时选择的路线和之前标记的路线不同,则重新从分叉点开始计算并记录用户的轨迹,并时刻提醒用户距离分叉点距离,以便必要时返回使用。
参照图3,本发明的基于智能终端的行走轨迹记录方法包括以下步骤:
步骤S1、通过方向感应模块获取目标在水平方向上的角度变化值,通过计步模块获取目标移动的距离值,通过气压模块用于获取目标在垂直方向上的高度变化值。
具体地,方向感应模块可以根据设置感知目标相较于某一基准方向的角度变化值。优选地,方向感应模块采用方向感应传感器。
计步模块通过感知目标行走的步数,结合用户设定的步距,来计算出目标移动的距离。优选地,计步模块采用计步器。
气压模块通过感知目标所在相对高度上的气压变化,并将气压变化转换外垂直高度变化,从而获得目标在垂直方向的高度变化值。优选地,气压模块采用气压计。
步骤S2、根据方向感应模块、计步模块和气压模块获取的数据,通过智能终端上的处理模块计算出目标的移动轨迹。
优选地,处理模块将目标的移动轨迹显示在地图上。该地图为智能终端自带或者下载的地图。
具体地,处理模块计算目标的移动轨迹的方法如下:
设定O为目标上一次记录时所在位置,A为目标当前所处位置,B为目标当前所在位置在y轴向上的投影,C为目标当前所在位置在z轴向上的投影,E为目标当前所在位置在水平面上的投影,则OA为计步模块所获取的目标移动的距离值,OC为气压模块所获取的目标在垂直方向上的高度变化值;∠BOE为当前所处位置相对于正北方的夹角,即方向感应模块所获取的目标在水平方向上的角度变化值。即OA、OC和∠BOE的值分别可由计步模块、气压模块和方向感应模块获取。
由上可知,
设定A点相对于O点的坐标值为(x,y,z),则
x=OE*sin∠BOE,即A点相对于O点在x轴上的变化量。
y=OE*cos∠BOE,即A点相对于O点在y轴上的变化量。
z=OC,即A点相对于O点在z轴上的变化量。
因此,通过已知条件很容易计算出A点相对于O点的坐标变化量。目标每前进一步,都可以计算出当前所在位置相对于前一步的坐标点。将所有坐标点连起来,就是该目标的三维移动轨迹图。
优选地,还包括以下步骤:当目标到达特定位置时,通过智能终端上的信息录入模块录入标记信息,通过智能终端上的处理模块将标记信息添加到目标的移动轨迹上对应的位置处。
其中,特定位置可以为岔路口、下坡处等等。
具体地,在智能终端中,信息录入模块可以采用智能终端上现有的照相模块、录音模块和/或备忘录模块。故可以通过照片、语音和/或文字的方式进行录入标记信息。
当用户原路返回时,方向感应模块、计步模块和气压模块依然不断采集数据,通过处理模块继续进行计算。当检测到用户到达特定位置时,智能终端将保存的标记信息显示/播放给用户,给用户明确的提示。在用户选择的返回路线与之前标记的路线不符时,智能终端给出语音警告。若用户选择与之前不同的返回路线,则处理模块从分叉点处继续计算用户的移动轨迹,并实时计算并提醒用户与分叉点间的距离,以便必要时返回该点参考使用。
综上所述,本发明的基于智能终端的移动轨迹记录***及其方法无需获取目标的当前所处地理位置信息和历史地理位置信息,仅使用在三维空间的位置偏移量即可得到目标的移动轨迹;路口通过拍照、编辑文本标记或录音的方式记录信息,并将其合并到移动轨迹图中,在用户返回到达岔路口时,进行提示;能够记录目标移动每一步的角偏移量和距离偏移量,更适合目标小范围内移动的轨迹记录;无需用到GPS、WIFI或移动网络基站信号,对外界环境要求更低,具有更广泛的实用性。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (14)
1.一种基于智能终端的移动轨迹记录***,其特征在于:包括智能终端、方向感应模块、计步模块和气压模块;所述智能终端包括处理模块;所述方向感应模块、所述计步模块和所述气压模块均置于所述智能终端上,并与所述处理模块通信连接;
所述方向感应模块用于获取目标在水平方向上的角度变化值;
所述计步模块用于获取目标移动的距离值;
所述气压模块用于获取目标在垂直方向上的高度变化值;
所述处理模块用于根据所述方向感应模块、所述计步模块和所述气压模块获取的数据,计算出目标的移动轨迹。
2.根据权利要求1所述的基于智能终端的移动轨迹记录***,其特征在于:所述处理模块将所述目标的移动轨迹显示在地图上。
3.根据权利要求1所述的基于智能终端的移动轨迹记录***,其特征在于:所述处理模块计算目标的移动轨迹的方法如下:
设定O为目标上一次记录时所在位置,A为目标当前所处位置,B为目标当前所在位置在y轴向上的投影,C为目标当前所在位置在z轴向上的投影,E为目标当前所在位置在水平面上的投影,则OA为所述计步模块所获取的目标移动的距离值,OC为所述气压模块所获取的目标在垂直方向上的高度变化值;∠BOE为当前所处位置相对于正北方的夹角,即所述方向感应模块所获取的目标在水平方向上的角度变化值;
设定A点相对于O点的坐标值为(x,y,z),则
x=OE*sin∠BOE;
y=OE*cos∠BOE;
z=OC;
其中,
将各个点依次连起来,即为目标的移动轨迹。
4.根据权利要求1所述的基于智能终端的移动轨迹记录***,其特征在于:所述智能终端还包括信息录入模块;所述信息录入模块用于在特定位置处录入标记信息;所述处理模块将所述标记信息添加到目标的移动轨迹对应的位置处。
5.根据权利要求4所述的基于智能终端的移动轨迹记录***,其特征在于:所述信息录入模块采用智能终端上的照相模块、录音模块和/或备忘录模块。
6.根据权利要求4所述的基于智能终端的移动轨迹记录***,其特征在于:当沿原路返回时,所述处理模块继续进计算目标的移动轨迹;当检测到到达特定位置时,所述智能终端将保存的标记信息发送给用户。
7.根据权利要求6所述的基于智能终端的移动轨迹记录***,其特征在于:当返回路线与之前记录的轨迹不符时,所述智能终端发出警告;同时,所述处理模块从与之前记录的轨迹的分叉点处继续计算用户的移动轨迹,以及当前位置距离分叉点的距离。
8.一种基于智能终端的移动轨迹记录方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤S1、通过方向感应模块获取目标在水平方向上的角度变化值,通过计步模块获取目标移动的距离值,通过气压模块用于获取目标在垂直方向上的高度变化值;
步骤S2、根据方向感应模块、计步模块和气压模块获取的数据,通过智能终端上的处理模块计算出目标的移动轨迹。
9.根据权利要求8所述的基于智能终端的移动轨迹记录方法,其特征在于:所述步骤S2中还包括:处理模块将所述目标的移动轨迹显示在地图上。
10.根据权利要求8所述的基于智能终端的移动轨迹记录方法,其特征在于:所述步骤S2中,所述处理模块计算目标的移动轨迹的方法如下:
设定O为目标上一次记录时所在位置,A为目标当前所处位置,B为目标当前所在位置在y轴向上的投影,C为目标当前所在位置在z轴向上的投影,E为目标当前所在位置在水平面上的投影,则OA为所述计步模块所获取的目标移动的距离值,OC为所述气压模块所获取的目标在垂直方向上的高度变化值;∠BOE为当前所处位置相对于正北方的夹角,即所述方向感应模块所获取的目标在水平方向上的角度变化值;
设定A点相对于O点的坐标值为(x,y,z),则
x=OE*sin∠BOE;
y=OE*cos∠BOE;
z=OC;
其中,
将各个点依次连起来,即为目标的移动轨迹。
11.根据权利要求8所述的基于智能终端的移动轨迹记录方法,其特征在于:还包括以下步骤:当目标到达特定位置时,通过智能终端上的信息录入模块录入标记信息,通过智能终端上的处理模块将标记信息添加到目标的移动轨迹上对应的位置处。
12.根据权利要求11所述的基于智能终端的移动轨迹记录方法,其特征在于:所述信息录入模块采用智能终端上的照相模块、录音模块和/或备忘录模块;所述标记信息为照片、语音和/或文字。
13.根据权利要求11所述的基于智能终端的移动轨迹记录方法,其特征在于:当沿原路返回时,继续进行所述步骤S1和所述步骤S2;当检测到到达特定位置时,所述智能终端将保存的标记信息发送给用户。
14.根据权利要求13所述的基于智能终端的移动轨迹记录方法,其特征在于:当返回路线与之前记录的轨迹不符时,所述智能终端发出警告;同时,所述处理模块从与之前记录的轨迹的分叉点处继续计算用户的移动轨迹,以及当前位置距离分叉点的距离。
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