CN103954291B - 一种电子设备的导航方法和一种电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电子设备的导航方法和一种电子设备，所述电子设备的导航方法包括步骤：S1：检测卫星定位功能和基站定位功能的状态，若卫星定位功能和基站定位功能均失效，则记录失效时的定位信息为初始定位信息，并启动自主定位功能；S2：自主定位功能基于初始定位信息计算位移，并电子地图上更新当前定位信息；S3：继续检测卫星定位功能和基站定位功能的状态，若卫星定位功能和基站定位功能恢复，则关闭自主定位功能，重新启用卫星定位和基站定位功能，返回步骤S1；若卫星定位功能和基站定位功能仍未恢复，则返回步骤S2。该电子设备通过该方法使得用户在卫星定位信号和移动通讯信号盲区能够自主导航。

Description

一种电子设备的导航方法和一种电子设备
技术领域
本发明涉及导航领域，更具体的说，涉及一种电子设备的导航方法和一种电子设备。
背景技术
当前，地图导航应用已经在人们的手持设备和车载设备中得到越来越广泛的应用，地图导航现在多依赖于GPS定位和移动通讯网络进行基站定位，但是仍存在由于某些因素的影响，而无法定位的情况，例如，在偏远地区GPS信号和基站信号存在盲区时，便无法定位；在某些隧道、涵洞和地下停车场由于信号不好甚至是屏蔽信号等原因，而无法进行定位等原因都可能使得电子设备无法定位。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够在卫星定位信号和移动通讯信号盲区自主导航的电子设备的导航方法和一种电子设备。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种电子设备的导航方法，所述电子设备的导航方法包括步骤：
S1：检测卫星定位功能和基站定位功能的状态，若卫星定位功能和基站定位功能均失效，则记录失效时的定位信息为初始定位信息，并启动自主定位功能；
S2：自主定位功能基于初始定位信息计算位移，并电子地图上更新当前定位信息；
S3：继续检测卫星定位功能和基站定位功能的状态，若卫星定位功能和基站定位功能恢复，则关闭自主定位功能，重新启用卫星定位和基站定位功能，返回步骤S1；若卫星定位功能和基站定位功能仍未恢复，则返回步骤S2。
进一步的，所述步骤S1中包括信号强度判定的过程：当卫星定位信号和用于基站定位的移动通讯信号的信号强度小于或等于预设的阈值时，启动自主定位功能；
步骤S1中还包括自检方法：当电子设备的卫星定位模块和基站定位模块出现故障时，启动自主定位功能。
进一步的，所述步骤S1中：卫星定位功能和基站定位功能均失效时，存储单元还记录失效时的速度信息为初始速度信息；
步骤S2中，读取电子设备的加速度信息，根据初始速度信息和加速度信息，在预设的时间间隔内计算所述位移。
进一步的，所述步骤S2中包括过程：
S2-1：判断电子设备的加速度信息是否发生变化，如果加速度信息不变，转步骤S2-2；如果加速度信息变化，转步骤S2-3；
S2-2：根据初始速度信息、加速度信息以及预设的时间间隔计算位移，在电子地图上更新当前定位信息；返回步骤S2-1；
S2-3：根据初始速度信息、加速度信息以及加速度变化前的时间计算位移，在电子地图上更新当前定位信息；并将加速度变化时的速度信息作为新的初始速度信息；返回步骤S2-1。根据加速度是否变化，有针对性的进行计算，有利于提高运算资源的浪费和当前定位信息的精确度，尽量缩小用户航行路线偏离的误差，给用户以更好的导航体验。
进一步的，所述步骤S2中还包括采集电子设备运动方向的过程，根据初始速度信息、加速度信息和运动方向，在预设的时间间隔内计算所述位移，具体公式为：S＝V0*t+a*t2/2；其中，S为位移，V0为初始速度信息，a为加速度信息，t为预设的时间间隔。根据不同的精度要求可以改变预设的时间间隔的值，当精度要求较低时，可以将时间间隔设置的大一些，减少运算资源的浪费；当精度要求较高时，可以将时间间隔设置的小一些，当预设的时间间隔足够小时，可以近似的认为每一段经过的路径都是直线段，如此有利于提高位移计算的精度。
进一步的，所述步骤S2中包括过程：
S2-1：记录失效时的运动方向为初始运动方向，记录失效时所在路道为初始路道，判断电子设备的运动方向是否发生变化，如果运动方向不变，转步骤S2-2；如果运动方向变化，转步骤S2-3；
S2-2：根据初始速度信息、加速度信息以及预设的时间间隔计算位移，在电子地图上依据初始路道的运动方向更新当前定位信息；返回步骤S2-1；
S2-3：如果初始路道的运动方向上没有岔道，或者，初始路道的运动方向上设有岔道，但变化后的运动方向跟岔道方向不一致，返回步骤S2-2；否则，转到步骤S2-4；
S2-4：分别计算初始路道和岔道上的位移，然后进行累加，并在电子地图上更新当前定位信息；并将岔道作为新的初始路道，将变化后的运动方向作为新的初始运动方向：返回步骤S2-1。
根据所述的路道和运动方向是否变化，有针对性的进行计算，有利于减少提高运算资源的浪费和当前定位信息的精确度，尽量缩小用户航行路线偏离的误差，给用户以更好的导航体验。
进一步的，所述步骤S2中，电子设备采用三轴陀螺仪采集所述加速度信息；电子设备采用指北针采集所述运动方向。
进一步的，判断电子设备的加速度信息和运动方向是否发生变化，若电子设备的加速度信息和运动方向发生变化，则根据初始速度信息、加速度信息、加速度变化或运动方向变化前的时间，采用微积分的计算方法计算位移，在电子地图上依据当前运动方向更新当前定位信息。
一种电子设备，所述电子设备包括处理模块、与处理模块耦合的GPS导航模块、移动通讯模块、自主定位模块和存储单元；
当GPS导航模块、移动通讯模块的功能失效时，所述处理模块将失效时的定位信息作为初始定位信息记录到存储单元；所述自主定位模块基于初始定位信息计算位移；所述处理模块根据所述位移将当前定位信息更新到电子地图上；
所述自主定位模块包括用于采样加速度信息的重力感应单元和用于采样运动方向信息的指向单元。
进一步的，所述重力感应单元包括三轴陀螺仪，所述指向单元包括指北针芯片；所述处理模块包括时序控制芯片、检测单元和用来计算位移的运算单元；所述检测单元包括用于GPS信号强度检测和移动通讯网络信号强度检测的信号检测子单元和用于检测电子设备状态的自检子单元；所述存储单元位于所述处理模块内。
经研究发现，在隧洞、地下停车场、偏远地区等卫星定位信号和移动通讯信号盲区或信号不良的地方，手持设备和车载设备无法发挥其地图导航的功能，这给用户带来了诸多不变，特别是在用户对该地区不熟悉的情况下，很可能使得用户大幅度的偏离自己需要的航行方向，甚至于迷路；本发明由于增加了自主定位的功能，如此在某些卫星信号和基站信号不好的地方，电子设备仍然能够继续定位并更新电子地图的定位信息，改善了卫星定位和基站定位导航失效造成的诸多不便。
附图说明
图1是本发明一种电子设备的导航方法的示意图；
图2是本发明实施例一步骤S2的流程图；
图3为本发明实施例一位移计算方法示意图；
图4为本发明实施例二步骤S2的流程图；
图5为本发明实施例二位移计算方法示意图；
图6是本发明一种电子设备的原理图。
其中：1、GPS导航模块；2、移动通讯模块；3、自主定位模块；10、处理模块；31、重力感应单元；32、指向单元。
具体实施方式
下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明一种电子设备的导航方法的示意图，该电子设备的导航方法包括步骤：
S1：检测卫星定位功能和基站定位功能的状态，若卫星定位功能和基站定位功能均失效，则记录失效时的定位信息为初始定位信息，并启动自主定位功能；否则，保持卫星定位功能或基站定位功能；
S2：自主定位功能基于初始定位信息计算位移，并电子地图上更新当前定位信息；
S3：继续检测卫星定位功能和基站定位功能的状态，若卫星定位功能和基站定位功能恢复，则关闭自主定位功能，重新启用卫星定位和基站定位功能，返回步骤S1；若卫星定位功能和基站定位功能仍未恢复，则返回步骤S2。
如上所述步骤S1中包括信号强度判定的过程：当卫星定位信号和用于基站定位的移动通讯信号的信号强度小于或等于预设的阈值时，启动自主定位功能；
步骤S1中还包括自检方法：当电子设备的卫星定位模块和基站定位模块出现故障时，启动自主定位功能。
如上所述步骤S1中：卫星定位功能和基站定位功能均失效时，存储单元还记录失效时的速度信息为初始速度信息；
步骤S2中，读取电子设备的加速度信息，根据初始速度信息和加速度信息，在预设的时间间隔内计算所述位移。
经研究发现，在隧洞、地下停车场、偏远地区等卫星定位信号和移动通讯网络信号盲区或信号不良的地方，手持设备和车载设备无法依据卫星定位功能和基站定位功能发挥地图导航的导航作用，这给用户带来了诸多不变，特别是在用户对该地区不熟悉的情况下，很可能使得用户大幅度的偏离自己需要的航行路线，甚至于迷路；本发明由于增加了自主定位的功能，如此在某些卫星信号和移动通讯网络信号不好的地方，电子设备仍然能够继续定位并更新电子地图的定位信息，改善了卫星定位功能和基站定位功能失效造成的诸多不便。
实施例一：
本实施例公开一种采用三轴陀螺仪采集加速度信息，在单条路道的情况下电子设备的导航方法：
图2是本实施例步骤S2的流程图，结合图1可知，所述步骤S2中包括过程：
S2-1：读取三轴陀螺仪的加速度信息，判断电子设备的加速度信息是否发生变化，如果加速度信息不变，转步骤S2-2；如果加速度信息变化，转步骤S2-3；
S2-2：根据初始速度信息、加速度信息以及预设的时间间隔计算位移，在电子地图上更新当前定位信息；返回步骤S2-1；
S2-3：根据初始速度信息、加速度信息以及加速度变化前的时间计算位移，在电子地图上更新当前定位信息；并将加速度变化时的速度信息作为新的初始速度信息；返回步骤S2-1。
如上所述步骤S2中还包括采集电子设备运动方向的过程，根据初始速度信息、加速度信息和运动方向，在预设的时间间隔内计算位移，具体公式为：S＝V0*t+a*t2/2；其中，S为位移，V0为初始速度信息，a为加速度信息，t为预设的时间间隔。根据不同的精度要求可以改变预设的时间间隔的值，当精度要求较低时，可以将时间间隔设置的大一些，减少运算资源的浪费；当精度要求较高时，可以将时间间隔设置的小一些，当预设的时间间隔足够小时，可以近似的认为每一段经过的路径都是直线段，如此有利于提高位移计算的精度。
在没有变道情况下，根据加速度是否变化，有针对性的进行计算，则有利于减少运算资源的浪费和当前定位信息的精确度，尽量缩小用户航行路线偏离的误差，给用户以更好的导航体验。
图3为本实施例位移计算方法示意图；假设车辆当前行驶道路上，前方只有单条线路，设初始速度为V0，那么：
a.在匀速行驶的情况下，经过一段时间t后，在当前线路上的位移为S＝V0*t；
b.在匀加速为a的情况下，经过一段时间t后，在当前线路上的位移为S＝V0*t+a*t2/2；此情况的平均速度V＝V0+a*t/2
c.在匀速行驶一段时间t1后，又匀加速行驶一段时间t2，则在当前线路上的位移为S＝V0*t1+V0*t2+a*t2 2/2；如果是变加速的情况下行驶，则可根据以上原理，通过微积分的方法来进行计算位移情况。
单路道情况下，根据匀速、匀加速等情况，可以使用简单的公式计算位移，简化位移的计算复杂度，减少运算资源的浪费；而对于变加速的直线运动情况，则可以运用微积分的方法计算位移，当然，本发明不限于三轴陀螺仪，还可以采用其他具有加速度感应的器件。
实施例二：
本实施例公开一种采用三轴陀螺仪采集加速度信息；采用指北针采集所述运动方向，在多条路道的情况下电子设备的导航方法：
图4为本实施例步骤S2的流程图，所述步骤S2中包括过程：
S2-1：读取指北针的运动方向信息，记录失效时的运动方向为初始运动方向，记录失效时的所在路道为初始路道，读取三轴陀螺仪的加速度信息，判断电子设备的运动方向是否发生变化，如果运动方向不变，转步骤S2-2；如果运动方向变化，转步骤S2-3；
S2-2：根据初始速度信息、加速度信息以及预设的时间间隔计算位移，在电子地图上依据初始路道的运动方向更新当前定位信息；返回步骤S2-1；
S2-3：如果初始路道的运动方向上没有岔道，或者，初始路道的运动方向上设有岔道，但变化后的运动方向跟岔道方向不一致，返回步骤S2-2；否则，转到步骤S2-4；
S2-4：分别计算初始路道和岔道上的位移，然后进行累加，并在电子地图上更新当前定位信息；并将岔道作为新的初始路道，将变化后的运动方向作为新的初始运动方向：返回步骤S2-1。
另外，结合图2和图4，步骤S2包括过程：判断电子设备的加速度信息和运动方向是否发生变化，若电子设备的加速度信息和运动方向发生变化，则根据初始速度信息、加速度信息、加速度变化或运动方向变化前的时间，采用微积分的计算方法计算位移，在电子地图上依据当前运动方向更新当前定位信息。
根据运动方向是否变化，有针对性的进行计算，有利于提高运算资源的浪费和当前定位信息的精确度，尽量缩小用户航行路线偏离的误差，给用户以更好的导航体验。
图5为本实施例位移计算方法示意图，假设车辆当前行驶道路上，前方有多条路道，设初始速度为V0，那么：
d.在初始路道运动方向上，用平均速度V1行驶一段时间t1后，行驶方向发生改变，在岔道上又以平均速度V2行驶一段时间t2，那么车辆在地图上的位移为S＝V1*t1+V2*t2；
e.实际行驶过程中有匀速、匀加速、变加速的情况，结合图4和图5，根据以上a、b、c、d和e的原理，用组合的方法来进行计算位移情况；
假设车辆当前行驶道路上，前方有多条线路，则可以将线路分成几个部分，单独计算，再相加，减小位移计算的难度，减少计算错误概率。
实施例三：
本发明还公开一种电子设备。如图6所示，该电子设备包括处理模块(CPU)10、与处理模块(CPU)10耦合的GPS导航模块1、移动通讯模块2、自主定位模块3和存储单元；移动通讯模块3用于基站定位；其中自主定位模块3包括用于采样加速度信息的重力感应单元31和用于采样运动方向信息的指向单元32；
当GPS导航模块1、移动通讯模块2的功能失效时，处理模块(CPU)10将失效时的定位信息作为初始定位信息记录到存储单元；自主定位模块3基于初始定位信息计算位移；处理模块10根据位移将当前定位信息更新到电子地图上；
如上所述的所述重力感应单元31包括三轴陀螺仪，指向单元32包括指北针芯片；处理模块(CPU)10包括时序控制芯片、检测单元和用来计算位移的运算单元；检测单元包括用于GPS信号强度检测和移动通讯网络信号强度检测的信号检测子单元和用于检测电子设备状态的自检子单元；存储单元位于处理模块(CPU)10内，当然存储单元也可以独立于处理模块之外。本发明所述的电子设备可以是手机、平板电脑、导航仪等具备导航功能的电子产品。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电子设备的导航方法，其特征在于，所述电子设备的导航方法包括步骤：
S1：检测卫星定位功能和基站定位功能的状态，若卫星定位功能和基站定位功能均失效，则记录失效时的定位信息为初始定位信息，并启动自主定位功能；
S2：自主定位功能基于初始定位信息计算位移，并在电子地图上更新当前定位信息；
S3：继续检测卫星定位功能和基站定位功能的状态，若卫星定位功能和基站定位功能恢复，则关闭自主定位功能，重新启用卫星定位和基站定位功能，返回步骤S1；若卫星定位功能和基站定位功能仍未恢复，则返回步骤S2；
所述步骤S1中：卫星定位功能和基站定位功能均失效时，存储单元还记录失效时的速度信息为初始速度信息；
步骤S2中，读取电子设备的加速度信息，根据初始速度信息和加速度信息，在预设的时间间隔内计算所述位移；
所述步骤S2中还包括采集电子设备运动方向的过程，根据初始速度信息、加速度信息和运动方向，在预设的时间间隔内计算所述位移，具体公式为：S＝V0*t+a*t2/2；其中，S为位移，V0为初始速度信息，a为加速度信息，t为预设的时间间隔；
所述步骤S2中包括过程：
S2-1：记录失效时的运动方向为初始运动方向，记录失效时所在路道为初始路道，判断电子设备的运动方向是否发生变化，如果运动方向不变，转步骤S2-2；如果运动方向变化，转步骤S2-3；
S2-2：根据初始速度信息、加速度信息以及预设的时间间隔计算位移，在电子地图上依据初始路道的运动方向更新当前定位信息；返回步骤S2-1；
S2-3：如果初始路道的运动方向上没有岔道，或者，初始路道的运动方向上设有岔道，但变化后的运动方向跟岔道方向不一致，返回步骤S2-2；否则，转到步骤S2-4；
S2-4：分别计算初始路道和岔道上的位移，然后进行累加，并在电子地图上更新当前定位信息；并将岔道作为新的初始路道，将变化后的运动方向作为新的初始运动方向：返回步骤S2-1。
2.如权利要求1所述的一种电子设备的导航方法，其特征在于，所述步骤S1中包括信号强度判定的过程：当卫星定位信号和用于基站定位的移动通讯信号的信号强度小于或等于预设的阈值时，启动自主定位功能；
步骤S1中还包括自检方法：当电子设备的卫星定位模块和基站定位模块出现故障时，启动自主定位功能。
3.如权利要求1所述的一种电子设备的导航方法，其特征在于，所述步骤S2中包括过程：
S2-1：判断电子设备的加速度信息是否发生变化，如果加速度信息不变，转步骤S2-2；如果加速度信息变化，转步骤S2-3；
S2-2：根据初始速度信息、加速度信息以及预设的时间间隔计算位移，在电子地图上更新当前定位信息；返回步骤S2-1；
S2-3：根据初始速度信息、加速度信息以及加速度变化前的时间计算位移，在电子地图上更新当前定位信息；并将加速度变化时的速度信息作为新的初始速度信息；返回步骤S2-1。
4.如权利要求1所述的一种电子设备的导航方法，其特征在于，所述步骤S2中，电子设备采用指北针采集所述运动方向。
5.如权利要求1所述的一种电子设备的导航方法，其特征在于，所述步骤S2包括过程：判断电子设备的加速度信息和运动方向是否发生变化，若电子设备的加速度信息和运动方向发生变化，则根据初始速度信息、加速度信息、加速度变化或运动方向变化前的时间，采用微积分的计算方法计算位移，在电子地图上依据当前运动方向更新当前定位信息。
6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理模块、与处理模块耦合的GPS导航模块、移动通讯模块、自主定位模块和存储单元；所述移动通讯模块用于基站定位；
当GPS导航模块、移动通讯模块的功能失效时，所述处理模块将失效时的定位信息作为初始定位信息记录到存储单元；所述自主定位模块基于初始定位信息计算位移；所述处理模块根据所述位移将当前定位信息更新到电子地图上；
所述自主定位模块包括用于采样加速度信息的重力感应单元和用于采样运动方向信息的指向单元；
所述电子设备的导航方法包括步骤：
S1：检测卫星定位功能和基站定位功能的状态，若卫星定位功能和基站定位功能均失效，则记录失效时的定位信息为初始定位信息，并启动自主定位功能；
S2：自主定位功能基于初始定位信息计算位移，并在电子地图上更新当前定位信息；
S3：继续检测卫星定位功能和基站定位功能的状态，若卫星定位功能和基站定位功能恢复，则关闭自主定位功能，重新启用卫星定位和基站定位功能，返回步骤S1；若卫星定位功能和基站定位功能仍未恢复，则返回步骤S2；
所述步骤S1中：卫星定位功能和基站定位功能均失效时，存储单元还记录失效时的速度信息为初始速度信息；
步骤S2中，读取电子设备的加速度信息，根据初始速度信息和加速度信息，在预设的时间间隔内计算所述位移；
所述步骤S2中还包括采集电子设备运动方向的过程，根据初始速度信息、加速度信息和运动方向，在预设的时间间隔内计算所述位移，具体公式为：S＝V0*t+a*t2/2；其中，S为位移，V0为初始速度信息，a为加速度信息，t为预设的时间间隔；
所述步骤S2中包括过程：
S2-1：记录失效时的运动方向为初始运动方向，记录失效时所在路道为初始路道，判断电子设备的运动方向是否发生变化，如果运动方向不变，转步骤S2-2；如果运动方向变化，转步骤S2-3；
S2-2：根据初始速度信息、加速度信息以及预设的时间间隔计算位移，在电子地图上依据初始路道的运动方向更新当前定位信息；返回步骤S2-1；
S2-3：如果初始路道的运动方向上没有岔道，或者，初始路道的运动方向上设有岔道，但变化后的运动方向跟岔道方向不一致，返回步骤S2-2；否则，转到步骤S2-4；
S2-4：分别计算初始路道和岔道上的位移，然后进行累加，并在电子地图上更新当前定位信息；并将岔道作为新的初始路道，将变化后的运动方向作为新的初始运动方向：返回步骤S2-1。
7.如权利要求6所述的一种电子设备，其特征在于，所述指向单元包括指北针芯片；所述处理模块包括时序控制芯片、检测模块和用来计算位移的运算单元；所述检测模块包括用于GPS信号强度检测和移动通讯网络信号强度检测的信号检测子单元和用于检测电子设备状态的自检子单元；所述存储单元位于所述处理模块内。
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