CN103995593B - 基于加速度动作感应器的动态位置数据上传方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于加速度动作感应器的动态位置数据上传方法，在定位跟踪装置中加入支持加速度检测的动作感应芯片，动作感应芯片实时采集目标物体各个方向的加速度传输到CPU，CPU根据接收到的目标物体的加速度数据，实时调整定位数据的上传频率。本发明通过时间间隔算法，调节上传定位数据的时间间隔，达到节省流量和功耗的目的，解决了跟踪定位间隔过长或者终端功耗大，数据流量大的问题。

Description

基于加速度动作感应器的动态位置数据上传方法

技术领域

本发明涉及定位跟踪技术，特别是一种基于加速度动作感应器的动态位置数据上传方法。

背景技术

在定位跟踪领域，系统需要随时把目标物体的位置上传到服务器。目前的定位跟踪装置在定位数据上传的处理上一般采用定时上传的方式，这种方式可以达到目的，但存在几个问题：如果上传时间间隔过短，则功耗和数据流量较大，导致待机时间短和使用成本高；如果上传时间间隔过长，又不能很好的反映目标物体的运动细节，尤其是在快速移动的时候。

发明内容

针对上述问题，申请人经过研究改进，提出一种基于加速度动作感应器的动态位置数据上传方法，以解决跟踪定位间隔过长或者终端功耗大，数据流量大的问题。

本发明的技术方案如下：

基于加速度动作感应器的动态位置数据上传方法，包括以下步骤：

(1)、在定位跟踪装置中加入支持加速度检测的动作感应芯片，将动作感应芯片的I²C接口与定位跟踪装置的CPU连接；动作感应芯片实时采集目标物体各个方向的加速度，传输到CPU；

(2)、CPU根据接收到的目标物体的加速度数据，实时调整定位数据的上传频率，包括如下分步骤：

(2-1)、将目标物体的运动分解为水平X轴、水平Y轴、垂直Z轴三个方向的分量；设置一个期望的分辨率D；设置一个上传的最大时间间隔Tmax；

(2-2)、启动定位跟踪装置，向服务器上传目标物体M的当前位置；设当前定位数据上传的时间间隔为Tn，当前动作感应芯片加速度读数在X轴、Y轴、Z轴分别为Ax、Ay、Az；

(2-3)、若在时间间隔Tn内，动作感应芯片的加速度读数Ax、Ay、Az始终为0，表明目标物体M始终处于静止状态，则转入步骤(2-4)；若在时间间隔Tn内，动作感应芯片的加速度读数Ax、Ay、Az至少有一个不为0，表明目标物体M发生了移动，则转入步骤(2-5)；

(2-4)、将下一次上传的时间间隔Tn+1在本次上传的时间间隔Tn的基础上增加50％，计算公式为：

Tn+1＝Tn+0.5*Tn；

当Tn+1大于最大时间间隔Tmax时，设Tn+1＝Tmax；

(2-5)、根据X轴、Y轴、Z轴三个方向的加速度Ax、Ay、Az和持续时间Tn，分别计算目标物体在X轴、Y轴、Z轴三个方向的速度Vx、Vy、Vz，计算公式为：

Vx＝Ax*Tn；Vy＝Az*Tn；Vz＝Az*Tn；

将目标物体在X轴、Y轴、Z轴三个方向的运动叠加合成，计算公式为：

用期望的分辨率D和目标物体M的速度V计算下一次定位数据上传的时间间隔Tn+1，计算公式为：

Tn+1＝0.5*D/V；

(2-6)、当达到步骤(2-4)或者步骤(2-5)的时间间隔Tn+1时，定位跟踪装置向服务器上传目标物体M的当前位置；

(2-7)、重复步骤(2-3)至步骤(2-6)。

其进一步的技术方案为：

所述步骤(2-1)和(2-5)中，所述期望的分辨率D为100米或者200米。

所述步骤(2-5)中，当定位跟踪只考虑水平方向的运动、忽略垂直方向的运动时，运动叠加合成的计算公式为

所述步骤(2-5)中，速度V的计算使用绝对值。

本发明的有益技术效果是：

本发明在定位跟踪装置上加入了动作感应装置，通过调节上传的时间间隔，达到节省流量和功耗的目的，解决了跟踪定位间隔过长或者终端功耗大，数据流量大的问题。

本发明的优点将在下面具体实施方式部分的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

参考图1的流程图，本发明的实施首先要在目标物体的定位跟踪装置中加入支持加速度检测的动作感应芯片，此类芯片一般通过I²C接口和定位跟踪装置中的CPU连接，实时将目标物体各个方向的加速度传输到CPU。CPU根据收到的加速度数据，实时调整定位数据上传频率。

对于目标物体的运行，可以在水平X、水平Y、垂直Z三个方向分解。由于各个方向的处理是一致的，下面就其中的X方向对算法进行说明。对于定位跟踪，需要设置一个期望的分辨率D，数值例如可以是100米、200米等。

假设目标物体M是静止的，则在初始位置的上传时间间隔为T＝T0，动作感应芯片的加速度读数Ax为0。定位跟踪装置启动后，首先向服务器上传目标物体M的当前位置。

如果在T0时间内M始终处于静止状态，则下一个上传的时间间隔T1需在上一次的基础上增加50％，直到最大时间间隔Tmax为止。设置最大时间间隔Tmax的目地是为了避免系统认为终端断线。

T1＝T0+0.5*T0；以此类推，Tn+1＝Tn+0.5*Tn。

如果Tn+1>Tmax，则Tn+1＝Tmax；

如果在T0时间内，加速度Ax发生了变化，根据加速度Ax和持续时间T0，计算出目标物体M在X轴方向的速度V：

Vx＝Ax*T0；以此类推，Vx＝Ax*Tn。

另外两个方向可以同样处理，计算得到Vy，Vz。在大多数情况下，定位跟踪只考虑目标物体的水平移动，所以目标物体的在垂直方向的运动可以忽略。

然后把运动叠加合成：

用期望的分辨率D和目标物体M的速度V计算出下一个时间间隔Tn+1。

Tn+1＝0.5*D/V

上述速度的计算使用绝对值，这是因为无论是正向速度还是反向的速度，对于物体运动产生位移的影响是一致的。

通过本发明的实施，对于运行的物体，结合定位跟踪装置内置的加速度感应器，有效的保证的定位跟踪的分辨率，对于静止的物体，最大限度的减少的上传的数据，保证待机时间。

综上所述，本发明解决了待机时间，上传数据流量和保证跟踪分辨率的问题。本发明实施非常方便，只要在原定位跟踪装置的主板上增加一个加速度动作感应芯片，该芯片通过I²C接口和基带相连接，同时在系统中加入时间间隔计算算法即可。

例如，本发明可以应用在儿童手机的定位跟踪功能中，在手机主板上加入加速度感应芯片，通过该芯片可以实现儿童在上学路上、公交车上，快速连续的定位，在上课时候，手机放在书包里，实现最长时间间隔的定位，完全满足保障儿童安全的需求。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于加速度动作感应器的动态位置数据上传方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、在定位跟踪装置中加入支持加速度检测的动作感应芯片，将动作感应芯片的I²C接口与定位跟踪装置的CPU连接；动作感应芯片实时采集目标物体各个方向的加速度，传输到CPU；

(2)、CPU根据接收到的目标物体的加速度数据，实时调整定位数据的上传频率，包括如下分步骤：

(2-1)、将目标物体的运动分解为水平X轴、水平Y轴、垂直Z轴三个方向的分量；设置一个期望的分辨率D；设置一个上传的最大时间间隔Tmax；

(2-2)、启动定位跟踪装置，向服务器上传目标物体M的当前位置；设当前定位数据上传的时间间隔为Tn，当前动作感应芯片加速度读数在X轴、Y轴、Z轴分别为Ax、Ay、Az；

(2-3)、若在时间间隔Tn内，动作感应芯片的加速度读数Ax、Ay、Az始终为0，表明目标物体M始终处于静止状态，则转入步骤(2-4)；若在时间间隔Tn内，动作感应芯片的加速度读数Ax、Ay、Az至少有一个不为0，表明目标物体M发生了移动，则转入步骤(2-5)；

(2-4)、将下一次上传的时间间隔Tn+1在本次上传的时间间隔Tn的基础上增加50％，计算公式为：

Tn+1＝Tn+0.5*Tn；

当Tn+1大于最大时间间隔Tmax时，设Tn+1＝Tmax；

(2-5)、根据X轴、Y轴、Z轴三个方向的加速度Ax、Ay、Az和持续时间Tn，分别计算目标物体在X轴、Y轴、Z轴三个方向的速度Vx、Vy、Vz，计算公式为：

Vx＝Ax*Tn；Vy＝Az*Tn；Vz＝Az*Tn；

将目标物体在X轴、Y轴、Z轴三个方向的运动叠加合成，计算公式为：

$V=\sqrt{{\mathrm{Vx}}^2+{\mathrm{Vy}}^2+{\mathrm{Vz}}^2};$

用期望的分辨率D和目标物体M的速度V计算下一次定位数据上传的时间间隔Tn+1，计算公式为：

Tn+1＝0.5*D/V；

(2-6)、当达到步骤(2-4)或者步骤(2-5)的时间间隔Tn+1时，定位跟踪装置向服务器上传目标物体M的当前位置；

(2-7)、重复步骤(2-3)至步骤(2-6)；

所述步骤(2-1)和(2-5)中，期望的分辨率D为100米或者200米。

2.根据权利要求1所述基于加速度动作感应器的动态位置数据上传方法，其特征在于：所述步骤(2-5)中，当定位跟踪只考虑水平方向的运动、忽略垂直方向的运动时，运动叠加合成的计算公式为

3.根据权利要求1所述基于加速度动作感应器的动态位置数据上传方法，其特征在于：所述步骤(2-5)中，速度V的计算使用绝对值。