CN113739810A - 基于Flutter框架无网络条件下绘制行走路径的方法及智能设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于Flutter框架无网络条件下绘制行走路径的方法及智能设备，包括以下步骤：搭建Flutter开发环境，并用其绘制画布与坐标系；根据智能终端设备方向传感器传回的方向数据,将其转换成角度后绘制方向箭头；获取行走步数并由步长计算出行走距离，进而根据正弦定理确定行人位置并进行绘制；连接行走过程中各时刻的位置从而完成行走路径的绘制。本发明采用Flutter框架对行走路径进行绘制，在具有流畅性能的同时可以跨多种平台使用，大大减少了开发成本。绘制过程可在无网络条件下进行，解决了常规方法在车库、隧道等无网络无信号环境下无法使用的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及无网络行走路径绘制技术领域，尤其涉及无网络条件下绘制行人行走路径的方法，具体为一种基于Flutter框架无网络条件下绘制行走路径的方法及智能设备。
背景技术
行走路径的绘制已经成为人们生活之中的一项重要技术，广泛应用于人们日常生活的各个方面中。通过对行走路径的绘制不仅可以有效的防止儿童或宠物的走失，在某些特定场合更是发挥着至关重要的作用，比如隧道内施工车辆的找寻、火场中消防人员的移动路径绘制等。
随着科学技术的不断发展，卫星定位***日趋成熟且被广泛应用与行走路径的绘制，主流定位***除美国的GPS外，还有我国的北斗卫星导航***、欧盟的伽利略卫星导航***等。在为人们日常生活带来极大方便的同时，这些卫星定位***也存在着少许的缺陷，相较而言这些定位***更适用于视野开阔﹑障碍物较少的新区建设﹑野外勘探定位等。然而，卫星信号容易被建筑物所阻隔，在地下车库、交通隧道等场合经常存在着接收不到信号或信号弱的问题，从而导致绘制出的行走路径存在着精度不高甚至路线缺失等问题。
为了解决卫星定位技术在室内难以有效定位的问题，WIFI定位技术在室内行人航迹推算中应用较为广泛，其定位方式主要有两种，基于传播模型法和基于位置指纹法，其优势在于定位精度较高且实时性强，但其成本太高且基础设施布置过于繁琐，因此不利于大规模推广使用。
经检索发现，公开号CN104197935A的中国专利于2014年12月10日公开了一种基于移动智能终端的室内定位方法，先利用移动智能终端中的三轴加速度传感器获取到人行走时产生的三轴加速度，利用特征匹配的算法，检测人行走的步伐；再根据移动智能终端中的方向传感器获取检测到步伐时，人行走的方向，然后根据相邻步伐之间的时间差计算步频，并估算步长；结合人行走的方向和步伐的步长，计算出人走过每一步后位置坐标的变化值，得到人的实时行走轨迹。该专利申请利用特征匹配算法得到行走的步伐，根据相邻步伐间的时间戳的差值得到行走的步频，根据步频和身高的关系表估算行走的步长，然后结合方向和步长，计算行走轨迹，虽然提高了室内定位精度，但是，算法较为复杂，软件实现复杂度较高，鲁棒性较差。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于Flutter框架在无网络条件下绘制行走路径的方法及智能设备，该方法只需获得行人行走的方向数据以及行走步数即可完成对行走路径的绘制，无需网络，可在隧道、地下车库等无网络状态下使用，在某些无网络连接或网络信号差的特定场合能够快速的定位到行人的位置并绘制出其行走路径。
根据本发明说明书的一方面，提供一种基于Flutter框架无网络条件下绘制行走路径的方法，包括：
基于Flutter框架绘制画布及坐标系；
获取行人行走的方向数据，确定实时方向；
获取行人的行走步数，确定行走距离；
根据实时方向和行走距离确定行人的位置坐标；
根据行人的位置坐标及实时方向绘制出方向箭头；
将行走过程中各个位置坐标与方向箭头逐一绘制，形成行人的行走路径。
上述技术方案通过获取行人行走时的方向数据以及行走步数，确定用户在行走过程中的位置，并使用Flutter框架将用户的行走路径进行绘制，从而实现在无网络的条件下准确的绘制出用户的行走路径，并具有实施简单，可跨平台使用且鲁棒性强的优点。
进一步地，使用Flutter框架绘制画布包括：
调用CustomPaint组件绘制出画布；
调整画布参数，使得画布放置于屏幕正中央。
进一步地，使用flutter框架绘制坐标系包括：
以画布中心点为原点，绘制一个平面直角坐标系，使用drawLine绘制x轴与y轴。以y轴正方向为北，x轴正方向为东；
使用drawParagraph绘制方向文字，文字位于各坐标轴旁。
进一步地，绘制方向箭头包括：
获取智能设备方向传感器所传回的方向数据，并将方向数据转换为角度；
使用translate(width,height)将画布中心点移动原点，并以原点为中心点旋转画布，旋转角度为方向数据所转换成的角度；
调用drawImage组件绘制出箭头图案，此时箭头所指的方向即为实时方向；
将画布移动回原有位置，即屏幕正中央。
进一步地，所述方法进一步包括：确定行人步长，并依据行人步长和行走步数确定行走距离。
进一步地，确定行人步长进一步包括：
通过三轴加速度传感器获取行人行走时三个方向的加速度，计算出总加速度；
基于总加速度和个人步长参数，计算行人步长。
进一步地，个人步长参数依据以下方法测算得到，包括：
行人佩戴装有三轴加速度传感器的智能终端试走n步，测量出试走n步的实际距离X；
根据行人行走过程中每一步的最大加速度与最小加速度，测算出每一步的步长，并将n步的步长累加估算出行人行走n步的距离Y；
基于X和Y，计算出个人步长参数。
根据智能设备传回的行走步数，通过步长计算出行走距离L，由正弦定理计算出各个位置的坐标，并将其在画布上绘制。
进一步地，确定实时方向进一步包括：
获取行人行走的方向数据，并将方向数据转换为角度；
将画布中心点移动原点，并以原点为中心点旋转画布，旋转角度为方向数据所转换成的角度；
绘制出箭头图案，此时箭头所指的方向即为实时方向。
进一步地，所述方法进一步包括：搭建Flutter开发环境。
进一步地，搭建Flutter开发环境包括：
安装Java环境并进行环境变量的配置；
下载FlutterSDK，完成之后对其解压并进行环境变量的配置；
下载并安装Android Studio软件，安装完成后找到Plugin的配置，搜索Flutter插件并完成下载安装；
在Flutter安装目录的flutter文件夹下找到flutter_console.bat文件，双击运行并启动flutter命令行，执行flutter doctor–android-licenses命令来安装Android证书。
根据本发明说明书的一方面，提供一种智能设备，所述智能设备上设有三轴加速度传感器、方向传感器、计数器和处理器；所述三轴加速度传感器用于获取行人行走时三个方向的加速度，所述方向传感器用于获取行人行走的方向数据，所述计数器用于获取行人行走的步数，所述处理器用于从智能终端获取行人行走的加速度、方向及步数，并基于Flutter框架绘制行人的行走路径。
上述技术方案中，由智能设备传回的数据来获取行人行走时的方向数据以及行走步数；通过正弦定理计算出各阶段行人的位置坐标；根据位置坐标以及方向数据绘制出方向箭头；将行走过程中各个位置的坐标与方向箭头逐一绘制，并用drawLine方法连接个位置即可构成行走路径。
进一步地，所述智能设备包括存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现所述的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明方法只需获得智能设备所传回的方向数据以及行走步数即可完成对行走路径的绘制，无需网络，从而可在隧道、地下车库等无网络状态下使用，在某些无网络连接或网络信号差的特定场合能够快速的定位到行人的位置并绘制出其行走路径。
(2)本发明方法充分的考虑到了硬件成本和软件实现复杂度，利用行人步行过程之中的运动学特征，通过检测行人跨步数以及估算的步长来推算行人位置，算法较为简单且对传感器等硬件要求不高，易于在手机等智能终端平台上实现。
(3)本发明方法的整个绘制过程基于Flutter框架完成，具有较好的性能与流畅性。此外由于Flutter框架跨平台且简单易学的特性，大大降低了软件的开发成本。
附图说明
图1为根据本发明实施例的方法流程示意图。
图2为根据本发明实施例的行人位置信息的计算示意图。
图3为根据本发明实施例的效果示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例1
Flutter框架是一种开源的、跨平台的优秀框架，具有运行流畅、开发成本低等优点。本实施例提供了一种基于Flutter框架无网络条件下绘制行走路径的方法，通过行人所佩戴的智能设备上的传感器所传回的行走方向、加速度以及步长等信息，利用Flutter框架绘制出行人在行走过程中的行进路线。如图1，具体实施步骤如下：
步骤一：搭建Flutter开发环境，首先下载安装好Java开发环境(以JDK1.8为例)和FlutterSDK，并完成环境变量的配置。下载并安装Android Studio软件，搜索Flutter插件并完成下载安装。在Flutter安装目录的flutter文件夹下找到flutter_console.bat文件，双击运行并启动flutter命令行，执行flutter doctor–android-licenses命令来安装Android证书。至此Flutter开发环境搭建完毕。
步骤二：绘制画布与坐标系。通过CustomPaint组件绘制一张画布,绘制内容通过painter和foregroundPainter实现，并将画布放置在屏幕的正中间。以画布中心点为原点，绘制一个平面直角坐标系，y轴正方向为北，x轴正方向为东。使用drawLine绘制出x轴与y轴，使用drawParagraph在坐标轴旁绘制出方向文字。
步骤三：测算出行人行走一步的步长。行人首先将智能设备佩戴至腰部并按照正常步长进行试走，从而测算出该行人的正常步长。测算方法如下：
首先通过智能设备上的三轴加速度传感器即可测出行人在行走时三个方向的加速度acclx、accly、acclz，并根据公式：
最后采用如下公式即可计算出行人的步长：
其中Step为计算所得出的行人步长，acclmax为行人在这一步中的最大加速度值，acclmin为行人在这一步中的最小加速度值，K为行人的个人步长参数。其中个人步长参数K的测算方法如下：
首先，令行人佩戴智能设备试走n步，并测量出试走n步的实际距离X。
其次，根据行人行走过程中每一步的最大加速度acclmax与最小加速度acclmin，采用公式：
测算出每一步的步长，并将n步的步长累加估算出行人行走n步的距离Y。
最后使用公式：
计算出个人步长参数K。
步骤四：确定行人行走过程中各个位置的坐标及其所朝向的方向。首先，调用pedometer库获取行人的行走步数，并通过步骤三所述方法计算出行人每步的步长，累加之后得出行走距离L。然后，获取智能设备所记录的方向数据，将其转换为角度α。如图2所示，假设行人在第n步时处在(xn,yn)处，那么其在第n+1步时的位置(xn+1,yn+1)可由正弦定理算出，即：
xn+1＝xn+L×cosα
yn+1＝yn+L×sinα
其中L为行人的行走距离。
步骤五：根据行人所处的位置以及其面向的方向，绘制方向箭头，具体绘制步骤如下：
调用translate(width,height)设置原点位置，原点位置为行人所在位置(第一个原点为画布中心)；
调用rotate(radioOf*(pi/180))以原点为中心点旋转画布；
使用drawImage(image,Offset(x,y),Paint())将箭头图片绘制在原点处；
调用translate(-width,-height)将画布移回初始位置。
步骤六：不断重复步骤四与步骤五，逐一计算并绘制出行人所处的各个位置和各个位置的方向箭头，使用drawLine方法将各个位置连接起来即可构成行人在行走过程中的路径，最终的绘制效果如图3所示。
本实施例采用Flutter框架对行走路径进行绘制，在具有流畅性能的同时可以跨多种平台使用，大大减少了开发成本。绘制过程可在无网络条件下进行，解决了常规方法在车库、隧道等无网络无信号环境下无法使用的缺陷。
实施例2
本实施例提供一种智能设备，所述智能设备上设有三轴加速度传感器、方向传感器、计数器和处理器；所述三轴加速度传感器用于获取行人行走时三个方向的加速度，所述方向传感器用于获取行人行走的方向数据，所述计数器用于获取行人行走的步数，所述处理器用于从智能终端获取行人行走的加速度、方向及步数，并基于Flutter框架绘制行人的行走路径。
本实施例由智能设备传回的数据来获取行人行走时的方向数据以及行走步数；通过正弦定理计算出各阶段行人的位置坐标；根据位置坐标以及方向数据绘制出方向箭头；将行走过程中各个位置的坐标与方向箭头逐一绘制，并用drawLine方法连接个位置即可构成行走路径。
进一步地，所述智能设备包括存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现所述的基于Flutter框架无网络条件下绘制行人的行走路径方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。
Claims (8)
1.基于Flutter框架无网络条件下绘制行走路径的方法，其特征在于，包括：
基于Flutter框架绘制画布及坐标系；
获取行人行走的方向数据，确定实时方向；
获取行人的行走步数，确定行走距离；
根据实时方向和行走距离确定行人的位置坐标；
根据行人的位置坐标及实时方向绘制出方向箭头；
将行走过程中各个位置坐标与方向箭头逐一绘制，形成行人的行走路径。
2.根据权利要求1所述基于Flutter框架无网络条件下绘制行走路径的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：确定行人步长，并依据行人步长和行走步数确定行走距离。
3.根据权利要求2所述基于Flutter框架无网络条件下绘制行走路径的方法，其特征在于，确定行人步长进一步包括：
通过三轴加速度传感器获取行人行走时三个方向的加速度，计算出总加速度；
基于总加速度和个人步长参数，计算行人步长。
4.根据权利要求3所述基于Flutter框架无网络条件下绘制行走路径的方法，其特征在于，个人步长参数依据以下方法测算得到，包括：
行人佩戴装有三轴加速度传感器的智能终端试走n步，测量出试走n步的实际距离X；
根据行人行走过程中每一步的最大加速度与最小加速度，测算出每一步的步长，并将n步的步长累加估算出行人行走n步的距离Y；
基于X和Y，计算出个人步长参数。
5.根据权利要求1所述基于Flutter框架无网络条件下绘制行走路径的方法，其特征在于，确定实时方向进一步包括：
获取行人行走的方向数据，并将方向数据转换为角度；
将画布中心点移动原点，并以原点为中心点旋转画布，旋转角度为方向数据所转换成的角度；
绘制出箭头图案，此时箭头所指的方向即为实时方向。
6.根据权利要求1所述基于Flutter框架无网络条件下绘制行走路径的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：搭建Flutter开发环境。
7.一种智能设备，其特征在于，所述智能设备上设有三轴加速度传感器、方向传感器、计数器和处理器；所述三轴加速度传感器用于获取行人行走时三个方向的加速度，所述方向传感器用于获取行人行走的方向数据，所述计数器用于获取行人行走的步数，所述处理器用于从智能终端获取行人行走的加速度、方向及步数，并基于Flutter框架绘制行人的行走路径。
8.根据权利要求7所述智能设备，其特征在于，所述智能设备包括存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至6任意一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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