[發(fā)明專利]一種基于衛(wèi)星定位的跑步軌跡算法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011249348.6
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112511694B
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳雪峰;凌振黃;沈鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門家康天下科技股份有限公司
• 主分類號: H04M1/72457
• 分類號: H04M1/72457;G01S19/19;G01S19/39
• 代理公司: 泉州市眾創(chuàng)致遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 35241
• 代理人: 汪彩鳳

一種基于衛(wèi)星定位的跑步軌跡算法，計算包括如下步驟：步驟A、經(jīng)GPS獲取穩(wěn)定的定位點(diǎn)；步驟B、計算定位是否暫定；步驟C、計算是否定位剛暫停結(jié)束；步驟D、計算是否剛恢復(fù)定位點(diǎn)；步驟E、跑步定位點(diǎn)計算過濾；步驟F、計算過濾定位點(diǎn)實現(xiàn)光滑曲線；步驟G、計算對應(yīng)的配速和距離等數(shù)據(jù)；步驟H、繪制地圖。本發(fā)明讓首點(diǎn)出現(xiàn)在接近真實的位置上，提高了首點(diǎn)的準(zhǔn)確性、跑步軌跡長度誤差減小；避免了大幅軌跡失真出現(xiàn)；如果存在一段時間沒有定位，對已獲的穩(wěn)定點(diǎn)再次進(jìn)行一次平滑計算，在一定范圍內(nèi)改變定位點(diǎn)位置，從而APP界面顯示的跑步軌跡從肉眼中觀察更加平滑美觀，而在總里程上各更加接近真實值，為保證跑步APP有效應(yīng)用提供了有力技術(shù)支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及手機(jī)APP應(yīng)用的定位技術(shù)使用的算法技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于衛(wèi)星定位的跑步軌跡算法。

背景技術(shù)

隨著智能手機(jī)的普及，手機(jī)各種各樣的應(yīng)用APP也越來越多，其中運(yùn)動APP就是其中的一種。為了保證運(yùn)動APP的有效應(yīng)用，運(yùn)動軌跡測算方法被廣泛應(yīng)用于運(yùn)動APP當(dāng)中。現(xiàn)有運(yùn)動APP由于采用的計算方法限制，在APP實際應(yīng)用中，受到周圍環(huán)境不良天氣、建筑物，山體等障礙物的問題影響，存在基于衛(wèi)星定位來監(jiān)測使用者運(yùn)動定位點(diǎn)準(zhǔn)確性不佳的問題。主要表現(xiàn)包含以下三種：1、首點(diǎn)定位不夠精準(zhǔn)，在使用者打開APP，APP的GPS定位工作時，如果周圍存在高層建筑物或多云天氣，GPS的定位與實際的真實定位點(diǎn)存在較大的偏移；2、大幅度軌跡失真，在跑步過程中，如果GPS信號突然變?nèi)鯐r，會出現(xiàn)偶發(fā)的大幅度軌跡失真現(xiàn)象，而這種失真會導(dǎo)致跑步里程數(shù)出現(xiàn)大幅的偏差。3、APP界面生成的跑步軌跡存在矩齒狀軌跡，因此軌跡不夠平滑，如果按照GPS給的點(diǎn)、在兩點(diǎn)之間畫直線，由于存在兩個以上的點(diǎn)，這樣運(yùn)動軌跡就會出現(xiàn)折線段，整個軌跡看起來就是一個矩齒狀的多點(diǎn)圖形。以上存在的三個問題，由于基于現(xiàn)有的算法得不到優(yōu)化處理，APP界面畫出來(顯示出來)的軌跡失真較為嚴(yán)重，里程偏差大，對運(yùn)動APP的有效應(yīng)用造成了制約。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有應(yīng)用于運(yùn)動APP的算法因技術(shù)所限存在的如背景所述弊端，本發(fā)明提供了采用了首點(diǎn)定位法優(yōu)化算法，通過三點(diǎn)定位法來測試首點(diǎn)，大幅提高了首點(diǎn)的準(zhǔn)確性；并通過設(shè)定過濾精度閾值、間隔距離閾值，完成跑步過程中穩(wěn)定點(diǎn)的獲取，保證了每個點(diǎn)與前面兩個點(diǎn)的相對位置的穩(wěn)定性和合理性；算法中，如果存在一段時間沒有定位，會重新自動通過三點(diǎn)定位方法來獲取穩(wěn)定點(diǎn)，對已獲的穩(wěn)定點(diǎn)再次進(jìn)行一次平滑計算，在一定范圍內(nèi)改變定位點(diǎn)的位置，從而APP界面顯示的跑步軌跡從肉眼中觀察更加平滑，而在總里程顯示上更加接近真實值，保證了跑步APP有效應(yīng)用的一種基于衛(wèi)星定位的跑步軌跡算法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于衛(wèi)星定位的跑步軌跡算法，其特征在于計算包括如下步驟：步驟A、經(jīng)GPS獲取穩(wěn)定的定位點(diǎn)；步驟B、計算定位是否暫定；步驟C、計算是否定位剛暫停結(jié)束；步驟D、計算是否剛恢復(fù)定位點(diǎn)；步驟E、跑步定位點(diǎn)計算過濾；步驟F、計算過濾定位點(diǎn)實現(xiàn)光滑曲線；步驟G、計算對應(yīng)的配速和距離等數(shù)據(jù)；步驟H、繪制地圖；所述步驟B、步驟C、步驟D、步驟E中，四步獲取過濾后的GPS定位點(diǎn)，定位點(diǎn)的判斷完成后，如果末點(diǎn)符合，則馬上引入平滑算法，步驟F，計算過濾定位點(diǎn)實現(xiàn)光滑跑步軌跡曲線，如果不符合重新進(jìn)行步驟B、步驟C、步驟D、步驟E、直至末點(diǎn)符合；所述步驟A，經(jīng)GPS獲取穩(wěn)定的定位點(diǎn)中，包括如下計算過程，步驟一、傳入定位點(diǎn)數(shù)據(jù)；步驟二、計算判斷定位點(diǎn)數(shù)據(jù)是否符合精度閾值；步驟三、計算判斷定位點(diǎn)數(shù)據(jù)是否符合最新間隔；步驟四、計算兩點(diǎn)的速度；步驟五、計算判斷速度是否合理，如果符合，則刪除第一個點(diǎn)，保留點(diǎn)二和點(diǎn)三，如果速度不符合，則刪除末點(diǎn)，最后得到需要的穩(wěn)定點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述步驟F計算過濾定位點(diǎn)實現(xiàn)光滑跑步軌跡曲線中，計算采用基于最小二乘原理的多項式平滑算法，把光譜一段區(qū)間的等波長間隔的5個點(diǎn)記為X集合、作為多項式平滑，多項式平滑利用每個窗口的擬合值來代替原來的窗口內(nèi)的坐標(biāo)值，從而得到平滑軌跡的各定位點(diǎn)。