[發(fā)明專利]一種基于手機(jī)平臺(tái)的導(dǎo)盲犬方法

有效

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• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN106969772B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季曉勇;康雨辰;蔡丹;夏煦菁;史賀;田恒達(dá);谷宇;陳磊;金偉旗
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C21/26
• 分類號(hào): G01C21/26;H04M1/725
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

1.一種基于手機(jī)平臺(tái)的導(dǎo)盲犬方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，創(chuàng)建一個(gè)百度LBS云中的位置數(shù)據(jù)表，該位置數(shù)據(jù)表用于存儲(chǔ)和讀取路障點(diǎn)位置信息，路障點(diǎn)位置信息即表單中所存的位置數(shù)據(jù)點(diǎn)；

步驟2，當(dāng)用戶開啟手機(jī)導(dǎo)航軟件進(jìn)行路徑規(guī)劃時(shí)，從位置數(shù)據(jù)表中讀取路障點(diǎn)位置信息，或者從手機(jī)本地內(nèi)存中讀取預(yù)先從位置數(shù)據(jù)表中下載的路障點(diǎn)位置信息，并將當(dāng)前用戶位置n₁米范圍內(nèi)的10個(gè)路障點(diǎn)顯示在導(dǎo)航軟件界面上；

步驟3，當(dāng)用戶距離路障點(diǎn)的距離小于n₂米時(shí)，開啟手機(jī)震動(dòng)提醒，并對用戶進(jìn)行PDR航跡推演，根據(jù)推演出的路徑，提供圍繞路障點(diǎn)為圓心，半徑n₃米以內(nèi)的語音導(dǎo)航；

步驟1中所述位置數(shù)據(jù)點(diǎn)包括以下字段：geotable_id，表示主鍵，是該位置數(shù)據(jù)表的唯一標(biāo)識(shí)；

title為名稱，該字段設(shè)定為添加路障點(diǎn)的時(shí)間，作為該路障點(diǎn)的唯一標(biāo)識(shí)；

tags為標(biāo)簽，該字段存儲(chǔ)路障點(diǎn)類型；

address為地址，該字段存儲(chǔ)路障點(diǎn)經(jīng)緯度對應(yīng)的省市區(qū)信息；

longitude為經(jīng)度，該字段存儲(chǔ)路障點(diǎn)的經(jīng)度；

latitude為緯度，該字段存儲(chǔ)路障點(diǎn)的緯度；

sound_url為語音路徑，即語音導(dǎo)航文件在LBS服務(wù)器中的存放路徑；

步驟3中，所述對用戶進(jìn)行PDR航跡推演包括如下步驟：

步驟3-1，代入初始位置：將手機(jī)開啟震動(dòng)提醒時(shí)用戶所處位置的GPS絕對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為平面上的相對坐標(biāo)，即轉(zhuǎn)換為平面直角坐標(biāo)系中的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；

步驟3-2，設(shè)置步頻檢測參數(shù)：將用戶前進(jìn)一步的過程中所有采樣時(shí)刻的加速度數(shù)據(jù)通過高通濾波器濾除重力加速度分量，將輸出的結(jié)果通過低通濾波器平滑輸出波形，根據(jù)輸出波形的周期規(guī)律，設(shè)定時(shí)間差值的閾值t₁和加速度差值的閾值t₂；

步驟3-3，采用峰值探測法獲得步頻，檢測用戶是否處于步行狀態(tài)，如果是，執(zhí)行步驟3-4，否則返回步驟3-2；

步驟3-4，計(jì)算用戶的位置信息；

步驟3-5，位置估算：根據(jù)當(dāng)前位置到路障點(diǎn)間的距離得到PDR航跡推演的路徑長度，計(jì)算出期望移動(dòng)的步數(shù)；

步驟3-1中，所述平面直角坐標(biāo)系中，將x軸即橫軸定義為一條沿緯線方向的線，y軸即縱軸定義為一條沿經(jīng)線方向的線，經(jīng)緯線相互垂直，各經(jīng)、緯線之間相互平行，以手機(jī)開啟震動(dòng)提醒時(shí)用戶的位置點(diǎn)為平面直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)；

步驟3-2中，高通濾波器濾除重力加速度分量的公式為：

accl_avg＝accl×0.1+accl_avg×0.9，

accl_hfilter＝accl-accl_avg，

其中，accl_avg是PDR導(dǎo)航開始后基于采樣頻率x1得到的加速度值的平均值，accl為每個(gè)采樣點(diǎn)采樣時(shí)的加速度值，accl_hfilter為通過高通濾波器后的加速度值；

步驟3-2中，所述低通濾波器采用滑動(dòng)窗口實(shí)現(xiàn)，公式如下：

其中，accl_lfilter為加速度信號(hào)通過低通濾波器后的輸出值，i為步數(shù)，M為滑動(dòng)窗口值；

步驟3-3中，采用如下方法檢測用戶是否處于步行狀態(tài)：如果用戶在一個(gè)信號(hào)周期中加速度最大值與最小值的時(shí)間差值大于閾值t₁，并且加速度最大值與最小值的差值大于閾值t₂，則判定用戶處于步行狀態(tài)；加速度信號(hào)的周期根據(jù)行人自然步行的頻率設(shè)定，行人的自然步頻為1-3Hz，設(shè)定信號(hào)周期為0.9s；

步驟3-4包括：通過如下公式計(jì)算用戶的位置信息：

E_k-1與N_k-1分別表示用戶在行走第k-1步前的橫坐標(biāo)值和縱坐標(biāo)值，S_k-1是用戶第k-1步的步長，運(yùn)動(dòng)方向與x軸的夾角為α；

步驟3-5中，采用如下公式計(jì)算期望移動(dòng)的步數(shù)g₁：

g1＝L/s，

其中，L表示原點(diǎn)到路障點(diǎn)間的距離，s表示用戶的步長。