CN104316075B - 带距离计算的电子装置及距离测量方法 - Google Patents

Abstract

一种带距离计算的电子装置，包括一GPS定位模块，所述GPS定位模块获取用户不同位置的经纬度数据，所述电子装置还包括一磁传感器与一数据处理器，所述磁传感器实时监测用户当前方位值，所述数据处理器接收经纬度数据及方位值，并将所述经纬度数据及所述方位值进行过滤，判断出所述方位值的改变节点，并根据方位值的改变节点将用户行程分割为相应个小段，根据所述小段端点的经纬度数据分别计算各个所述小段距离并累加，同时将累加后所得距离和反馈给用户。所述电子装置的距离计算过程，充分考虑到了用户实际行进过程中方向改变对行程的影响，其计算结果更加贴近实际值、数据更为准确、更具有实际参考意义。

Description

带距离计算的电子装置及距离测量方法

技术领域

本发明涉及一种带距离计算的电子装置，以及一种距离测量方法。

背景技术

随着科技的进步，各种电子装置不断推出新功能新应用，给我们带来了很多很好的用户体验。以手机为例，随着其成本的降低，伴随而来的是手机功能的增多增强，内置GPS定位芯片几乎成为了目前市面上手机的标配，基于此，开发一个利用GPS定位芯片反馈的经纬度数据进行户外测算距离的工具来代替传统的专业测算距离工具，让用户可以随时随地直接在手机用户界面上操作便可获取其行走距离、游泳距离等，对于广大户外运动爱好者而言具有重要意义。

在现有的各类户外电子装置距离计算方法中，主要是通过GPS定位芯片反馈的经纬度数据进行距离测算，即通过用户设置距离计算的起点和终点，采用所述起点和终点位置获取的经纬度数据来计算直线距离，但这种距离计算方法由于未考虑起点及终点间的实际行进路线而使得用户所获取的距离值失真、缺乏参考性而越来越不被人们认可。

随着技术的进一步发展，同时考虑到出行方便，通常在电子装置上都配置了地图，由此应运而生出了另一种距离计算方法，即在基于GPS定位模块提供经纬度位置信息的前提下，结合地图来进行行进距离计算的方法。请参照图1，位置A、E分别为用户行进路线的起点和终点位置，中间依次途径位置B、C及D,且位置B、C及D均为地图上不同路线的交点，即当用户由起点位置A需要到达终点位置E时，必须依次途径线路AB、BC、CD、DE，且线路AB、BC、CD、DE均为地图上存在的线路，最后到达位置E，此时的距离计算方法为，通过GPS定位模块将用户起点位置A及终点位置E在地图上定位，进入距离计算，此时将参考地图上的行进路线AB、BC、CD、DE分别计算直线距离并累加，用户所获取到的距离值为∑（AB+BC+CD+DE）。所述计算方法中，虽然考虑到了行进路线方向的变化，但这种方向变化的考虑是基于预设于地图上的路线变化的结果，而不是基于用户实际行进线路上的方向变化，即当地图上的线路方向改变时，相应的该位置的距离计算也考虑方向改变因素，而在地图上线路方向未曾改变的路段，即使用户发生方向改变也无法纳入距离计算，比如当在AB段线路上发生方向改变时，或者是AB线路是S形弯道时，AB实际的行进距离都将大于AB间的直线距离，当各段路线累加后，用户所获取到的距离数据仍然存在与实际数据的偏差；此外，对于户外爱好者而言、爬山、攀岩、跑步等户外运动时，所处位置通常远离都市，相较比较偏僻，而这些位置有时无法实现在地图上的精确定位，同时这些户外运动的行进路线，在地图上亦无法与既有线路进行匹配或者根本不存在，因此对于户外爱好者而言，所述距离计算方法存在较大的使用局限性，无法给用户提供真实的、有参考价值的距离数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带距离计算的电子装置，所述电子装置可解决现有技术中的电子装置距离计算结果与实际值间存在偏差的问题，以及解决现有电子装置提供的距离计算方法使用受限、无法给用户提供真实的、有参考价值的距离数据的问题。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种距离测量方法，所述方法可解决现有距离计算方法提供给用户的距离计算结果与实际值间存在偏差的问题，以及解决现有距离计算方法使用受限、无法给用户提供真实的、有参考价值的距离数据的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种带距离计算的电子装置，包括一GPS定位模块，所述GPS定位模块获取用户不同位置的经纬度数据，所述电子装置还包括一磁传感器与一数据处理器，所述磁传感器实时监测用户当前方位值，所述数据处理器接收经纬度数据及方位值，并将所述经纬度数据及所述方位值进行过滤，判断出所述方位值的改变节点，并根据方位值的改变节点将用户行程分割为相应个小段，根据所述小段端点的经纬度数据分别计算各个所述小段距离并累加，同时将累加后所得距离和反馈给用户。

一种距离测量方法，其特征在于包括如下步骤：

提供一GPS定位模块，所述GPS定位模块获取不同位置的经纬度数据；

提供一磁传感器，所述磁传感器实时监测当前方位值；

提供一信息采集模块，采集所述GPS定位模块反馈的经纬度数据及所述磁传感器反馈的方位值；

提供一数据处理模块，接收所述信息采集模块提供的经纬度数据及所述方位值，并将所述经纬度数据及所述方位值进行过滤，判断出所述方位值的改变节点，并根据方位值的改变节点将行程分割为相应的小段，根据所述小段端点的经纬度数据分别计算各个所述小段距离并累加，即为所需测量距离。

与现有技术相比，本专利申请的技术效果是：本发明提供一种同时配置有GPS定位模块及磁传感器的电子装置，考虑到现有技术中参考地图中既有路线间的方向改变计算距离，而未考虑实际行进过程中方向改变对距离的影响，更没考虑即使同一线路上在实际行进中也可能存在方向改变的情况，本发明采用了磁传感器实时监测用户当前方位值，并根据方位值的改变节点将用户行程分割为相应个小段，根据所述小段端点的经纬度数据分别计算各个所述小段距离并累加，同时将累加后所得距离和反馈给用户，所述电子装置的距离计算过程，充分考虑到了用户实际行进过程中方向改变对行程的影响，并通过行程的分割及分别计算后累加以进行消除，用户最终所获取的距离值与实际行进过程的行程长度非常接近，相较现有技术中用户所参考到的起点和终点间的距离值，本发明具有贴合实际值、数据较准确、具有实际参考意义的有益效果，此外，本发明所述带距离计算的电子装置，其距离计算所需数据来源于GPS定位模块及磁传感器，因此在使用时完全不受限，即使是偏僻的户外，也仍然可以较好满足用户需求。

本发明产生的另一个技术效果是：提供一种距离测量方法，所述方法充分考虑到了现实情况下行进方向改变对距离测量结果的影响，同时监控所述经纬度数据与方位值的改变，判断出所述方位值的改变节点，并根据方位值的改变节点将行程分割为相应的小段，根据所述小段端点的经纬度数据分别计算各个所述小段距离并累加，即为所需测量距离；本发明所述测量方法中，由于考虑到了行进方向这一因素，并将行进路线根据方向改变位置进行分段分别计算并累加，从而使得实际测量的距离值与实际情况非常接近，因此所提供给用户的距离值是一个与实际值非常接近的数据；相较现有距离测量方法，本发明所述方法因为更加接近实际数据而具有重要的参考意义及实用性，此外，由于所述距离测量方法数据来源于GPS定位模块及磁传感器，因此在使用时完全不受限，可以较好满足各类用户的距离测量需求。

附图说明

图1为现有技术用户行进线路模拟图。

图2为本发明带距离计算功能的手机功能模块方框图一。

图3为本发明带距离计算功能的手机功能模块方框图二。

图4为本发明距离测量方法方框图。

图5为本发明数据处理器工作方框图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明提出的带距离计算的电子装置及距离测量方法作更为详细的说明。

实施例一

本实施例所说明的是一种带距离计算功能的户外手机，请参照图2，所述手机包括一GPS定位模块10、一磁传感器20及一数据处理器30，所述手机还包括一信息采集模块40，用户界面显示模块50及数据存储模块60；所述GPS定位模块10获取用户不同位置的经纬度数据；所述磁传感器20实时监测用户当前方位值；所述信息采集模块40用于采集所述GPS定位模块10反馈的经纬度数据及所述磁传感器20反馈的方位值，并传送至所述数据处理器30；所述数据处理器30接收经纬度数据及方位值后，将所述经纬度数据及所述方位值进行过滤，判断出所述方位值的改变节点，并根据方位值的改变节点将用户行程分割为相应个小段，根据所述小段端点的经纬度数据分别计算各个所述小段距离并累加，同时将累加后所得距离和反馈给用户；所述用户界面显示模块50为一可视化用户界面，在所述用户界面上可实时显示所述距离和及时间参数；所述数据存储模块60用于记录并保存每次计算得出的所述距离和及时间参数到数据库文件。

优选的，所述GPS定位模块10对经纬度数据的监测及所述磁传感器20对方位值的监测同时同步，此时，只需要判断所述方位值的改变节点，而不需要额外根据所述方位值的改变节点来进一步判断该节点对应的所述经纬度数据。

进一步的，请参照图3，所述手机还包括一气压传感器70，所述气压传感器70实时监测用户所处位置的气压值；所述信息采集模块40还一并采集所述气压传感器70反馈的气压值，并传送至所述数据处理器30；所述数据处理器30判断出所述方位值变化位置后，根据所述方位值的改变节点将用户行程分割为相应个小段，还一并保存所述气压值，同时通过所述气压值来计算当前高度值，根据所述小段端点的经纬度数据和所述高度值来分段计算所述各小段距离并累加为一距离和及保存。

优选的，所述气压传感器70对气压值的实时监测与所述GPS定位模块10对经纬度数据的监测及所述磁传感器20对方位值的监测保持同时同步；由此，只需要判断所述方位值的改变节点，而不需要额外根据所述方位值的改变节点来进一步判断该节点对应的所述经纬度数据及所述气压值。

进一步的，在所述用户界面显示模块50的用户界面上还可设置个人信息和查看历史记录数据，且可通过对所述用户界面的操作实时显示当前方位值、经纬度数据、高度值及自起点起算的距离和、所耗时间和平均速度。

实施例二

根据本发明实施例，还提供了一种距离测量方法，如图4所示，该方法包括以下步骤：

S01，提供一GPS定位模块10，所述GPS定位模块获取不同位置的经纬度数据；

S02，提供一磁传感器20，所述磁传感器实时监测当前方位值；

S03，提供一信息采集模块40，采集所述GPS定位模块反馈的经纬度数据及所述磁传感器反馈的方位值；

S04，提供一数据处理器30，接收所述信息采集模块40提供的经纬度数据及所述方位值，并将所述经纬度数据及所述方位值进行过滤，判断出所述方位值的改变节点，并根据方位值的改变节点将行程分割为相应的小段，根据所述小段端点的经纬度数据分别计算各个所述小段距离并累加，即为所需测量距离；

S05，提供一用户界面显示模块50，所述用户界面显示模块50为一可视化界面，在所述界面上可实时显示所述距离和及时间参数；

506，提供一数据储存模块60，所述数据存储模块,60用于记录并保存每次计算得出的所述距离和及时间参数。

优选的，所述GPS定位模块10及所述磁传感器20对位置信息的监控为同时同步，所述信息采集模块40对所述方位值及所述经纬度数据的读取及传送亦同时同步，由此，只需要判断所述方位值的改变节点，而不需要额外根据所述方位值的改变节点来进一步判断该节点对应的所述经纬度数据。

进一步的，所述距离测量方法还包括步骤S07，提供一气压传感器70，所述气压传感器70对气压值信息实时监控。

所述步骤S07介于步骤S02及S03间，并影响到原步骤S03及S04，新增步骤S05后的步骤为：

S03′，提供一信息采集模块40′，采集所述GPS定位模块10反馈的经纬度数据及所述磁传感器20反馈的方位值外，还采集所述气压传感器70反馈的气压值；

S04′，提供一数据处理器30′，接收所述信息采集模块40′提供的经纬度数据、所述方位值及所述气压值，并将所述经纬度数据、所述方位值及所述气压值进行过滤，判断出所述方位值的改变节点，并根据方位值的改变节点将行程分割为相应的小段，同时通过所述气压值来计算当前高度值，根据所述小段端点的经纬度数据和所述高度值来分段计算所述各小段距离并累加为一距离和及保存。

优选的，所述GPS定位模块10、所述磁传感器20及所述气压传感器70对位置信息的监控为同时同步，所述信息采集模块40对所述方位值、所述经纬度数据及所述气压值的读取及传送亦同时同步，由此，在所述数据处理器30判断出所述方位值的改变节点后，只需保持与所述方位值改变节点同步回传的所述经纬度数据及所述气压值，而不需要额外根据所述方位值的改变节点来进一步判断该节点对应的所述经纬度数据及所述气压值。

进一步的，根据各个所述小段节点的经纬度数据及所述高度值计算距离的方法为，先根据所述端点的经纬度数据计算得一第一距离，然后运用直角三角形勾股定理，根据所述第一距离与所述端点的高度值计算得所述小段的距离。

进一步的，由于考虑到电子装置有时会处于信号较弱的区域，或者因其他外界因素的干扰而使得所反馈的数据与实际情况相差甚远，存在与实际情况失真的问题，此时反馈的数据对于我们的距离测量来说是毫无参考价值的，因此我们需要预先对数据进行过滤。所述数据处理器30对数据的过滤方法，通常是通过对数据有效性进行判断，过滤到判断为无效的数据；本发明对所述数据的过滤通过漂移数据过滤或误差范围数据过滤的方法，即在充分考虑漂移数据及误差数据的情况下，设定一个有效的数据范围，根据设定的数据范围对全部接收到的数据进行有效性判断，将超出预设的数据范围内的数据定义为无效数据并进行剔除，从而可有效保证后续判断及计算所用到的数据都是相对真实有效的。

在进行数据过滤步骤后，进一步的，对所述方位值进行判断，判断所述方位值是否为方位变化位置，其通过预设一偏移角度范围，将本次方位值与上一次记录的方位值间的偏移角度与预设范围进行比较判断，当偏移角度在预设范围内则认为移动方向未改变， 此次数据剔除并读取下一方位值重新判断；反之，若所述偏移角度超出预设范围，则判定该处为方位值变化位置，同时记录并保存本次数据。

请参照图5，为本实施例所述数据处理器30工作方框图，其包括以下步骤：

S030，数据处理模块102接收并读取一组数据；

S031，数据过滤，判断数据是否超出预设的数据范围；所述预设的数据范围为一个在充分考虑漂移数据及误差数据的情况下，设定的一个有效的数据范围；

当所接收数据超出预设的数据范围时，判断数据为无效数据，此时进入S032，所述数据进行剔除，结束运算；

当所接收数据处于预设的数据范围时，判断数据为有效数据，此时进入S033，进一步判断所述数据是否为第一组数据；

若为第一组数据，此时进入S034，直接保存该数据进入下一步计算；

若非第一组数据，此时进入S035，将本组数据中的本次方位值进行位置判断，判断其与上一组数据中的上次方位值的偏移角度是否超出设定的角度偏移范围，以进一步判断是否本次方位值为方向改变节点；

若偏移角度超出设定的角度偏移范围，此时进入S037，判定为本次方位值为行进过程中的方向改变节点，保存本组数据进入下一步计算；

若偏移角度未超出设定的角度偏移范围，此时进入S036，剔除本组所有数据，结束运算；

S038，根据本次与上次保存的数据进行计算距离，即每新保存一组数据，相应增加一个方向改变节点，亦同时相应增加一个距离小段，需要进行一个小段的距离计算；

S039,距离累加，即每计算出一个小段距离，都累加至上一次的累加距离值中，同时将累加后的距离值实时传送至所述用户界面显示模块50中；

S05，用户界面显示模块60中的用户界面上实时显示步骤S039的距离累加值。

通过本发明提供的距离测量方法实施例，由于将整个行程根据所述方位值发生改变的位置进行分割，使得整个行程更加贴合实际情况，同时在数据处理过程中，对所有反馈的数据进行了过滤及无效数据剔除，同时距离测量结果计算时采用的亦是将分割后多段距离分别计算并累加，从而用户所获取到的距离值与实际情况基本贴合，距离值较为真实可靠，具有参考价值。

本实施例中，所述数据处理器30进行距离计算时，以任一所述小段距离计算为例，首先，根据所述小段两端点的经纬度数据计算出一第一距离L，所述第一距离L为用户行程投影于地球表面的平面距离；然后考虑到用户实际行进过程中的高度变化计算实际距离，该步骤利用直角三角形勾股定理，通过所述小段两端点的高度值差异△H，求出所述小段的实际距离为△s=√(L²+△H²)，最后将各所述小段的△s累加求和得到实际距离S=∑△s。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，可以参见两个实施例的相关描述进行理解。

在本申请所提供的两个实施例中，应该理解到，无论是实施例一的带距离计算的电子装置，还是实施例二的距离测量方法，都在距离计算中考虑到了用户实际行进过程中必然存在的方向改变，从而所述计算的结果相较现有技术更为贴近实际情况，因而更加真实，更加具有参考价值。 值得一提的是，在所述实施例中，依靠所述GPS定位模块及所述磁传感器实时监控的距离计算主要是而基于经纬度数据进行计算，并没有考虑到行进过程中的高度信息变化，因而较为适用于高度变化不太大的情况，诸如跑步距离、游泳距离等的计算；而优选方案中，在位置信息的实时监控中，加入了所述气压传感器，并利用所述气压传感器实时监控气压值，并将气压值转化为高度值，同时在距离计算过程中除了考虑方位值的变化外，还同步考虑了行进过程中高度值的改变，并将高度值的变化纳入了距离计算过程，从而适用于既有平面位移，又存在高度值变化的情况，诸如爬山、攀岩等的距离计算。

优选的，在实施例一所述的电子装置中，或者是将实施例二所述的距离测量方法应用于各类电子装置中，都可以根据实际情况，通过在用户界面显示模块50的用户界面上进行选择的方式，选取是否需要考虑高度变化对距离计算的影响。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种带距离计算的电子装置，包括一GPS定位模块，所述GPS定位模块获取用户不同位置的经纬度数据，其特征在于：所述电子装置还包括一磁传感器、一气压传感器及一数据处理器，所述磁传感器实时监测用户当前方位值，所述气压传感器实时监测用户所处位置的气压值并计算当前高度值，所述GPS定位模块、所述磁传感器及所述气压传感器对各自数据的监测同时同步，所述数据处理器接收以上数据并通过漂移数据过滤或误差范围数据过滤的方法保留每次的有效数据，同时通过预设一偏移角度范围，将本次方位值与上一次记录的方位值间的偏移角度与预设范围进行比较以判断本次方位值是否为方位值改变节点，剔除非方位值改变节点的所有数据，并根据保留的方位值改变节点将用户行程分割为相应的小段，根据所述小段端点的经纬度数据和所述高度值来分段计算各个所述小段距离并累加，同时将累加后所得距离和反馈给用户。

2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于：根据各个所述小段端点的经纬度数据及所述高度值计算距离时，先根据所述小段端点的经纬度数据计算得一第一距离，然后运用直角三角形勾股定理，根据所述第一距离与所述小段端点的高度值计算得所述小段的距离。

3.如权利要求2所述的电子装置，其特征在于：所述电子装置还包括信息采集模块，用户界面显示模块及数据存储模块，其中，

所述信息采集模块用于采集所述GPS定位模块反馈的经纬度数据及所述磁传感器反馈的方位值，并传送至所述数据处理器；

所述用户界面显示模块为一可视化用户界面，在所述用户界面上还实时显示所述距离和时间参数；

所述数据存储模块用于记录并保存每次计算得出的所述距离和时间参数到数据库文件。

4.如权利要求3所述的电子装置，其特征在于：在所述用户界面上还设置个人信息和查看历史记录数据，且通过对所述用户界面的操作实时显示当前方位值、经纬度数据、高度值及自起点起算的距离和、所耗时间和平均速度。

5.一种距离测量方法，其特征在于包括如下步骤：

提供一GPS定位模块，所述GPS定位模块获取不同位置的经纬度数据；

提供一磁传感器，所述磁传感器实时监测当前方位值；

提供一气压传感器，所述气压传感器对气压值信息实时监控；

提供一信息采集模块，采集所述GPS定位模块反馈的经纬度数据，所述磁传感器反馈的方位值，以及所述气压传感器反馈的高度值；

提供一数据处理器，接收所述信息采集模块提供的经纬度数据，所述方位值及所述高度值，并通过漂移数据过滤或误差范围数据过滤的方法保留每次的有效数据，同时通过预设一偏移角度范围，将本次方位值与上一次记录的方位值间的偏移角度与预设范围进行比较以判断本次方位值是否为方位值改变节点，剔除非方位值改变节点的所有数据，并根据保留的方位值改变节点将用户行程分割为相应的小段，根据所述小段端点的经纬度数据及高度值分别计算各个所述小段距离并累加，即为所需测量的距离。

6.如权利要求5所述的距离测量方法，其特征在于：所述方位值判断时，当偏移角度在预设范围内则认为移动方向未改变， 此次数据剔除并读取下一方位值重新判断；反之，若所述偏移角度超出预设范围，则判定该处为方位值变化位置，同时记录并保存本次数据。

7.如权利要求6所述的距离测量方法，其特征在于：所述GPS定位模块、所述磁传感器及所述气压传感器对位置信息的监控为同时同步，所述信息采集模块对所述方位值、所述经纬度数据及所述气压值的读取及传送亦同时同步。

8.如权利要求7所述的距离测量方法，其特征在于：根据各个所述小段端点的经纬度数据及所述高度值计算距离的方法为，先根据所述小段端点的经纬度数据计算得一第一距离，然后运用直角三角形勾股定理，根据所述第一距离与所述小段端点的高度值计算得所述小段的距离。