CN101464156B - 记录行进轨迹的装置、便携式电子设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种记录行进轨迹的装置，包括：方向检测单元，用于检测当前的行进方向；速度检测单元，用于检测当前的行进速度；距离计算单元，用于每隔第一时间段，采用当前的行进速度计算在当前时间段的行进距离；累加单元，用于将距离计算单元计算的各时间段的行进距离进行累加，获得累加距离；判断单元，用于每隔第一时间段，比较所述当前的行进方向和记录的行进方向；如果当前的行进方向发生变化，则将记录的行进方向更新为当前的行进方向并将累加单元的计算结果清零；和控制记录单元，用于利用所述记录的行进方向和累加距离绘制、保存行进轨迹。本发明还公开一种记录行进轨迹的便携式电子设备和一种记录行进轨迹的方法。

Description

记录行进轨迹的装置、便携式电子设备和方法

技术领域

本发明涉及数据检测和记录的技术领域，尤其涉及一种记录行进轨迹的装置、一种记录行进轨迹的便携式电子设备和一种记录行进轨迹的方法。

背景技术

目前，导航技术发展迅速，其中以全球定位系统(Global PositioningSystem，GPS)最为典型。利用GPS进行导航时，需要利用导航卫星进行定时、定位和测距，从而能为用户提供高精度的空间、时间和速度信息。

用户进入陌生的地域时，常常需要随时得知自己的位置、行进方向或自己的行进轨迹。此时，现有的一些测向装置，例如指南针、电子罗盘或陀螺无法很好地满足用户的这些要求。例如，用户到原始森林或者山野去旅行，仅凭借指南针以及周围的景色很难帮助人们安全回归宿营地；在大型停车场，人们都很难找到自己的车。所谓行进轨迹是指，用户在行进过程中途径的路线。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题。虽然，在陌生的地域借助GPS可以使用户在某些时候可以得知自己的位置、行进方向和自己的行进轨迹，但是使用GPS也有其不足之处。GPS的主要不足之处在于：成本高，而且在使用GPS记录用户的行进轨迹时要保证GPS能随时接收到定时、定位和测距等信息。在某些特殊的场合，由于无法很好地保证GPS能随时接收到定时、定位和测距等信息，用户也就无法利用GPS记录自己的行进轨迹。因此，使用GPS记录用户的行进轨迹时会受到使用场合的限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个实施例解决的技术问题是提供一种记录行进轨迹的装置。相比于GPS而言本发明提供的记录行进轨迹的装置，其成本低而且不受使用场合的限制。

为此，本发明的实施例提供的技术方案如下：

一种记录行进轨迹的装置，包括：

方向检测单元，用于检测当前的行进方向；

速度检测单元，用于检测当前的行进速度；

距离计算单元，用于每隔第一时间段，采用当前的行进速度计算在当前时间段的行进距离；

累加单元，用于将距离计算单元计算的各时间段的行进距离进行累加，获得累加距离；

判断单元，用于每隔第一时间段，比较所述当前的行进方向和记录的行进方向；确定当前的行进方向发生变化后，将记录的行进方向更新为当前的行进方向，将累加单元的计算结果清零；和

控制记录单元，用于利用所述行进方向和累加距离绘制、保存行进轨迹。

其中，确定当前的行进方向发生变化的条件是当前的行进方向与记录的行进方向在角度上的偏差大于设定值。

本发明的另一些实施例提供了一种记录行进轨迹的便携式电子设备，包括：

用于检测当前的行进方向的方向检测单元；

用于检测当前的行进速度的速度检测单元；和

中央处理单元，用于每隔第一时间段，采用当前的行进速度计算在当前时间段的行进距离，并将计算获得的各时间段的行进距离进行累加，获得累加距离；

还用于每隔第一时间段，比较所述当前的行进方向和记录的行进方向；确定当前的行进方向发生变化后，将记录的行进方向更新为当前的行进方向，将累加距离清零；

还用于利用当前的行进方向和累加距离绘制、保存行进轨迹。

其中，确定当前的行进方向发生变化的条件是：当前的行进方向与记录的行进方向在角度上的偏差大于设定值；

本发明的另一些实施例提供了一种记录行进轨迹的方法，包括：

检测当前的行进方向和当前的行进速度；

每隔第一时间段，采用所述当前的行进速度计算在当前时间段的行进距离，并将各时间段的行进距离进行累加，获得累加距离；

每隔第一时间段，比较所述当前的行进方向和记录的行进方向，在确定所述当前的行进方向发生变化后，将所述记录的行进方向更新为所述当前的行进方向并将累加距离清零；

利用所述记录的行进方向和累加距离绘制、保存行进轨迹。

其中，确定当前的行进方向发生变化的条件是：当前的行进方向与记录的行进方向在角度上的偏差大于设定值。

可以看出，采用本发明提供的记录行进轨迹的装置，不仅可以完整地绘制出用户的行进轨迹，而且本发明提供的装置相对于GPS而言成本更低。采用本发明提供的记录行进轨迹的装置记录行进轨迹时，不会受场合的限制。在某些无法使用GPS的场合，仍然可以采用本发明提供的装置，记录用户的行进轨迹。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种记录行进轨迹的装置示意图；

图2是记录行进轨迹的示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种记录行进轨迹的装置示意图；

图4是本发明实施例提供的一种记录行进轨迹的便携式电子设备示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种记录行进轨迹的便携式电子设备示意图；

图6是本发明实施例提供的一种记录行进轨迹的方法流程图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合具体的实施例对本发明提供的记录行进轨迹的装置作具体说明。

图1示出了一种记录行进轨迹的装置S00，该装置S00包括方向检测单元S11、速度检测单元S12、距离计算单元S13、累加单元S14、判断单元S15和控制记录单元S16。

当用户试图采用该装置S00记录自己的行进轨迹时，将开启该装置S00。该装置S00启动后，方向检测单元S11、速度检测单元S12、距离计算单元S13、累加单元S14、判断单元S15和控制记录单元S16都进入工作状态。

方向检测单元S11用于检测装置S00当前的行进方向，速度检测单元S12用于检测装置S00当前的行进速度。

方向检测单元S11检测获得的方向参数被传递给判断单元S15，而速度检测单元S12检测获得速度参数被传递给距离计算单元S13。

每隔一段时间T1(例如T1＝1秒)，距离计算单元S13就会利用其在当前时刻接收到的速度参数Si计算装置S00在当前时间段内的行进距离。这里所谓的当前时间段，是指当前时刻的前一时间段T1。

通过计算Li＝Si×T1，即可以获得装置S00在当前时间段内的行进距离Li。

距离计算单元S13每计算一次装置S00在当前时间段内的行进距离后，计算结果都会被传递给累加单元S14。累加单元S14将距离计算单元S13计算的各时间段的行进距离进行累加，获得累加距离。

可以看出，由于距离计算单元S13是每隔一段时间T1才计算一次装置S00在当前时间段内的行进距离，相应地，每隔一段时间T1累加单元S14才累加一次，并更新累加距离。累加单元S14计算获得的累加距离将被传递给控制记录单元S16。

与距离计算单元S13相同，每隔一段时间T1，判断单元S15就会将其记录的行进方向的参数与其在当前时刻接收到的方向参数进行比较，以确定装置S00当前的行进方向是否发生变化。

如果判断单元S15记录的行进方向与当前的行进方向在角度上偏差大于一个设定值a，例如a为30度角，则可以确定当前的行进方向发生变化。在这种情况下，应该以当前的行进方向作为新的行进方向，并将累加单元S14的计算结果清零。这样，就可以使累加单元S14在新的行进方向上重新计算装置S00的行进距离。

如果判断单元S15记录的行进方向与当前的行进方向在角度上偏差小于或等于所述设定值a，则可以忽略当前的行进方向的变化，认为当前的行进方向未发生变化。在这种情况下，不进行任何操作，仍然认为装置S00在沿其行进方向继续行进，累加单元S14仍然在所述行进方向上计算装置S00的行进距离。

判断单元S15记录的行进方向参数将被传递给控制记录单元S16。

控制记录单元S16收到判断单元S15记录的行进方向参数和累加单元S14计算获得的累加距离后，就可以利用所述行进方向参数和累加距离绘制并保存装置S00的行进轨迹。

可以看出，在图1所示的装置中，时间段T1和角度差的设定值a将直接决定轨迹绘制的精度。因此，根据具体情况或实际要求合理地设定时间段T1和角度差的设定值a是很重要的。这两个参数既可以由用户根据需要设置，也可以配置为固定值。

下面结合一个具体的应用场景，对图1所示装置的工作过程做具体说明。

假设用户在地下大型停车场，需要记录其途经的路线。假设用户设定每隔1秒更新一次其行进路线，且只有当用户的行进路线偏离原路线45度以上时，才认为用户改变了行进路线。在这种情况下，应该将时间段T1设置为1秒，可以将角度差a设置为44度。

用户启动装置S00绘制自己的行进路线时，以用户启动装置S00时所在的位置为参考点，即坐标原点。如图2所示，假设用户启动装置S00后向南行进了1分钟。

从用户启动装置S00的时刻起，每隔1秒，距离计算单元S13就会计算一次装置S00在前1秒内的行进距离。距离计算单元S13每计算一次装置S00在前1秒内的行进距离后，累加单元S14就会相应地更新一次累加距离。

从用户启动装置S00的时刻起，判断单元S15初始记录的行进方向为“南”，每隔1秒，判断单元S15就会将其记录的行进方向与当前的行进方向进行比较，以确定装置S00当前的行进方向是否发生变化。

用户在向南行进的1分钟里，距离计算单元S13将计算60次，相应地，累加单元S14会相应地更新60次累加距离；虽然判断单元S15也会判断60次，但是由于用户的行进方向没有发生变化或偶尔偏离的角度小于或等于44度，因此判断单元S15记录的行进方向始终未发生变化。用户在行进的第1分钟，其行进路线如图2中的轨迹01所示。

用户在第1分钟结束时，改变了行进的方向，偏离角度为a1，a1为45度。在用户改变行进方向后的1秒，判断单元S15通过比较其记录的行进方向与当前的行进方向，会发现装置S00当前的行进方向发生变化。这时，判断单元S15将以当前的行进方向，也就是改变后的行进方向，作为新的行进方向，并将累加单元S14的计算结果清零。累加单元S14被清零后，将重新开始对距离计算单元S13的计算结果进行累加。在后续的1分钟内，也就是第2分钟，用户没有再改变行进的方向。用户在行进的第2分钟，其行进路线如图2中的轨迹02所示。

用户在后续的行进过程中，又改变了两次行进路线。这里不再对绘制轨迹03和轨迹04的过程进行重复说明。用户到达目的地后，关闭装置S00，在控制记录单元S16中将保存完整的用户行进线路。

通过上述实施例可以看出，采用图1所示的装置，不仅可以完整地绘制出用户的行进轨迹，而且相对于GPS而言该装置的成本更低。采用图1所示的装置记录行进轨迹时，不会受场合的限制。在某些无法使用GPS的场合，仍然可以采用图1所示的装置，记录行进轨迹。

为了增强轨迹绘制的效果，让用户有更直观的感受，在图1所示的装置中，可以增加一个标记插入单元。标记插入单元用于在控制记录单元S16所绘制的行进轨迹的特定位置插入标记，例如插入一张用户沿途拍摄的照片，这样可以大大增强轨迹的绘制效果，增加用户的直观感受。

利用图1所示的装置，只要当前的行进方向发生变化，就会直接在新的行进方向绘制行进轨迹。但在实际应用中，用户由于某些临时行为，例如拍照或逛商店，需要短暂改变行进路线。如果用户不希望对这种短暂的路线改变进行记录，利用图1所示的装置是无能为力的。

为此，可以在图1所示的装置中增加一个暂停单元，如图3所示。判断单元S15确定当前的行进方向发生变化时，暂停单元S31向用户发送确认请求信息，并使判断单元S15、方向检测单元S11和速度检测单元S12暂停工作。在收到用户反馈的确认响应信息后，暂停单元S31再重新使判断单元S15、方向检测单元S11和速度检测单元S12工作。

可以看出，每当判断单元S15发现当前的行进方向发生变化时，图2所示的装置即刻进入暂停工作的状态。此时，由于判断单元S15尚未将其记录的行进方向进行更新，也没有将累加单元S14清零，因此，控制记录单元S16绘制的轨迹没有发生任何变化。在用户反馈确认响应信息之前，由于方向检测单元S11和速度检测单元S12也都处于停止工作的状态，因此，不会为后续的处理单元传递任何检测数据，这时，整个装置都处于暂停工作的状态。

用户在短暂改变其行进路线后，如果希望继续记录其行进路线时，只要反馈确认响应信息即可，整个装置重新进入工作状态，继续记录用户的行进路线。

为了减少记录行进轨迹的装置的耗电量，延长该装置的有效使用时间，可以在该装置中增加一个电源管理单元。电源管理单元受控于控制记录单元S16，用于在装置启动时控制该装置的电源为该装置中的方向检测单元S11、速度检测单元S12、距离计算单元S13、累加单元S14和判断单元S15供电，在该装置关闭时控制该装置的电源为该装置中其它所有单元断电。

这里还需要说明的是，当记录行进轨迹的装置被用户随身携带时，该装置绘制的行进轨迹也就是用户的行进路线；当记录行进轨迹的装置被安装在某些设备上时，例如被安装在飞机航模上，利用该装置可以绘制飞机航模的飞行路线。

另外一种实现记录行进轨迹的装置的方式是，将方向检测单元和速度检测单元作为装置一个独立的检测部分，而将其它单元作为装置另一个独立的轨迹绘制部分。这两个部分可以通过无线接口传递参数。在实际应用时，可以将所述检测部分安装在某些设备上，例如安装在飞机航模上。用户通过手持的轨迹绘制部分，即可随时观察飞机航模的飞行路线。

在本发明提供的实施例中，方向检测单元包括但不限于：电子罗盘和各种陀螺；速度检测单元包括但不限于：测速传感器、速度传感器和加速度传感器。

作为真实行进轨迹的记录，已经记录的轨迹的再次利用非常有价值。比如，利用本次记录的行进轨迹可以很好地为下一次同样的行进路线进行导航；也可以利用本次记录的行进轨迹，为用户的原路返回进行导航。采用已有的轨迹记录进行导航的技术，可以借鉴现有的GPS导航技术，这里不再做重复说明。

图1和图3所示的装置可以作为单独的记录行进轨迹的设备使用，也可以集成到个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、移动终端、mp3、mp4、电子腕式设备以及各类微型电子仪表等便携式电子设备，以增强这些电子设备的功能。

图4示出了一种记录行进轨迹的便携式电子设备S40，包括方向检测单元S11、速度检测单元S12和中央处理单元S41。

可以看出，在图4所示的便携式电子设备S40中，方向检测单元S11、速度检测单元S12与图1所示的装置中的方向检测单元S11、速度检测单元S12相同。

明显的区别在于，当将图1所示的装置集成到便携式电子设备中时，采用便携式电子设备中的中央处理单元S41即可实现图1所示装置中的距离计算单元S13、累加单元S14、判断单元S15和控制记录单元S16的功能。

在图4所示的便携式电子设备中，方向检测单元S11用于检测设备S40当前的行进方向，速度检测单元S12用于检测设备S40当前的行进速度。

方向检测单元S11检测获得的方向参数被传递给中央处理单元S41，速度检测单元S12检测获得速度参数也被传递给中央处理单元S41。

每隔一段时间T1(例如T1＝1秒)，中央处理单元S41就会利用其在当前时刻接收到的速度参数Si计算设备S40在当前时间段内的行进距离。

通过计算Li＝Si×T1，即可以获得设备S40在当前时间段内的行进距离Li。

中央处理单元S41每计算一次设备S00在当前时间段内的行进距离后，都会将其计算的各时间段的行进距离进行累加，获得累加距离。

每隔一段时间T1，中央处理单元S41还会将其记录的行进方向的参数与其在当前时刻接收到的方向参数进行比较，以确定设备S40当前的行进方向是否发生变化。

如果中央处理单元S41记录的行进方向与当前的行进方向在角度上偏差大于一个设定值a，例如a为30度角，则可以确定当前的行进方向发生变化。在这种情况下，应该以当前的行进方向作为新的行进方向，并将累加的计算结果清零。这样，就可以在新的行进方向上重新计算设备S40的行进距离。

如果中央处理单元S41记录的行进方向与当前的行进方向在角度上偏差小于或等于所述设定值a，则可以忽略当前的行进方向的变化，认为当前的行进方向未发生变化。在这种情况下，不进行任何操作，仍然认为设备S40在沿其行进方向继续行进，仍然在所述行进方向上计算设备S40的行进距离。

中央处理单元S41利用所述行进方向参数和累加距离就可以绘制并保存设备S40的行进轨迹。

为了增强轨迹绘制的效果，让用户有更直观的感受，在图4所示的设备中，可以增加一个标记插入单元。标记插入单元用于在中央处理单元S41所绘制的行进轨迹的特定位置插入标记，例如插入一张用户沿途拍摄的照片，这样可以大大增强轨迹的绘制效果，增加用户的直观感受。

利用图4所示的设备，只要当前的行进方向发生变化，就会直接在新的行进方向绘制行进轨迹。但在实际应用中，用户由于某些临时行为，例如拍照或逛商店，需要短暂改变行进路线。如果用户不希望对这种短暂的路线改变进行记录，利用图4所示的设备是无能为力的。

为此，可以在图4所示的设备中增加一个暂停单元，如图5所示。中央处理单元S41确定当前的行进方向发生变化时，暂停单元S31向用户发送确认请求信息，并使中央处理单元S41暂停工作。在收到用户反馈的确认响应信息后，暂停单元S31再重新使中央处理单元S41工作。

为了减少记录行进轨迹的便携式电子设备的耗电量，延长该设备的有效使用时间，可以在该设备中增加一个电源管理单元。电源管理单元受控于中央处理单元S41，用于在功能启动时控制该设备的电源为方向检测单元S11和速度检测单元S12供电，在该功能关闭时控制该设备的电源为方向检测单元S11和速度检测单元S12断电。

本发明的另一方面提供一种记录行进轨迹的方法，如图6所示，该方法包括：

步骤601中，检测当前的行进方向和当前的行进速度。

步骤602中，每隔一段时间T1，采用当前的行进速度计算在当前时间段的行进距离。

在步骤603中，将各时间段的行进距离进行累加，获得累加距离。

在执行步骤602和步骤603的同时，执行步骤604和步骤605。

在步骤604中，每隔一段时间T1，比较当前的行进方向和记录的行进方向。

在步骤605中，在确定当前的行进方向发生变化后，将记录的行进方向更新为所述当前的行进方向并将累加距离清零。

这里，判断当前的行进方向是否发生变化的条件是：当前的行进方向与记录的行进方向在角度上的偏差是否大于设定值；如果大于，则当前的行进方向发生变化；否则，当前的行进方向未发生变化。

在步骤606中，利用记录的行进方向和累加距离绘制、保存行进轨迹。

提供所述公开的实施例，可以使得本领域技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域技术人员来说，这些实施例的各种修改是显而易见的，并且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。以上所述的实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种记录行进轨迹的装置，其特征在于，包括：

方向检测单元，用于检测当前的行进方向；

速度检测单元，用于检测当前的行进速度；

距离计算单元，用于每隔第一时间段，采用所述当前的行进速度计算在当前时间段的行进距离；

累加单元，用于将距离计算单元计算的各时间段的行进距离进行累加，获得累加距离；

判断单元，用于每隔第一时间段，比较所述当前的行进方向和记录的行进方向；确定所述当前的行进方向发生变化后，暂停单元，用于向用户发送确认请求信息，并使判断单元、方向检测单元和速度检测单元暂停工作；在收到确认响应信息后再重新使判断单元、方向检测单元、速度检测单元工作；重新工作后判断单元将所述记录的行进方向更新为所述当前的行进方向，将累加单元的计算结果清零；和

控制记录单元，用于利用所述记录的行进方向和累加距离绘制、保存行进轨迹。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，确定当前的行进方向发生变化的条件是当前的行进方向与记录的行进方向在角度上的偏差大于设定值。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括用于在行进轨迹的特定位置插入标记的标记插入单元。

4.如权利要求1至3任意一项所述的装置，其特征在于，还包括：

受控于控制记录单元的电源管理单元，用于在所述装置启动时控制所述装置的电源为方向检测单元、速度检测单元、距离计算单元、累加单元和判断单元供电，在所述装置关闭时控制所述装置的电源为方向检测单元、速度检测单元、距离计算单元、累加单元和判断单元断电。

5.如权利要求1至3任意一项所述的装置，其特征在于，所述方向检测单元是电子罗盘或各种陀螺。

6.如权利要求1至3任意一项所述的装置，其特征在于，所述速度检测单元包括测速传感器、速度传感器和加速度传感器。 

7.一种记录行进轨迹的便携式电子设备，其特征在于，包括：

用于检测当前的行进方向的方向检测单元；

用于检测当前的行进速度的速度检测单元；和

中央处理单元，用于每隔第一时间段，采用所述当前的行进速度计算在当前时间段的行进距离，并将计算获得的各时间段的行进距离进行累加，获得累加距离；

还用于每隔第一时间段，比较所述当前的行进方向和记录的行进方向；还包括暂停单元，用于在中央处理单元确定当前的行进方向发生变化时，向用户发送确认请求信息，使中央处理单元暂停运行并使方向检测单元和速度检测单元暂停工作；在收到确认响应信息后再重新使中央处理单元、方向检测单元和速度检测单元工作；

中央处理单元重新工作后将所述记录的行进方向更新为当前的行进方向，将累加距离清零；

还用于利用所述记录的行进方向和累加距离绘制、保存行进轨迹。

8.如权利要求7所述的便携式电子设备，其特征在于，确定当前的行进方向发生变化的条件是当前的行进方向与记录的行进方向在角度上的偏差大于设定值。

9.如权利要求7所述的便携式电子设备，其特征在于，还包括用于在行进轨迹的特定位置插入标记的标记插入单元。

10.如权利要求7、8或9所述的便携式电子设备，其特征在于，还包括：

受控于中央处理单元的电源管理单元，用于在功能启动时控制所述设备的电源为方向检测单元和速度检测单元供电，在功能关闭时控制所述设备的电源为方向检测单元和速度检测单元断电。 

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