CN105157715A - 一种基于北斗导航系统的自适应返航方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于北斗导航系统的自适应返航方法及系统，涉及导航技术领域。该方法包括：在用户行进的过程中每隔一段时间从北斗导航系统的串口获取一次NMEA信息，并对NMEA信息进行解析，以获取用户在不同时刻的经纬度位置信息生成用户的行进轨迹；当接收到用户输入的返航指令时，根据用户的当前位置和行进轨迹输出提示信息给用户，使用户根据提示信息顺利返航。本发明能够确保用户在迷路时准确、迅速的返航，而且不需用户手动设置返航目的地，操作简单，导航成本较低。

Description

一种基于北斗导航系统的自适应返航方法及系统

技术领域

本发明属于导航及时领域，尤其涉及一种基于北斗导航系统的自适应返航方法及系统。

背景技术

随着人们生活水平的提高，户外休闲活动逐渐盛行，越来越多的人参与登山、徒步以及野外探险等活动，在放松身心的同时也可以锻炼身体。然而人们在进行这些活动时，在返航的过程中往往会出现迷路的现象。为此许多户外休闲活动爱好者均配备有GPS导航设备，当发现在返航过程中迷路时，通过GPS导航设备对当前位置进行定位，然后手动输入返航目的地，GPS导航设备即可为用户规划返航路径，但是这种返航的方式需要用户手动输入返航目的地，操作较为复杂，而且目前国内的GPS导航主要是依靠外国的技术来实现的，其导航成本较高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于北斗导航系统的自适应返航方法及系统，旨在解决上述返航方式需要用户手动输入返航目的地，操作较为复杂以及导航成本较高的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于北斗导航系统的自适应返航方法，包括：

在用户行进的过程中每隔一段时间从所述北斗导航系统的串口获取一次NMEA信息，并对所述NMEA信息进行解析，以获取用户在不同时刻的经纬度位置信息生成用户的行进轨迹；

当接收到用户输入的返航指令时，根据用户的当前位置和所述行进轨迹输出提示信息给用户，使用户根据所述提示信息顺利返航。

在本发明实施例所述的基于北斗导航系统的自适应返航方法中，所述当接收到用户输入的返航指令时，根据用户的当前位置和所述行进轨迹输出提示信息给用户具体包括：

当接收到用户输入的返航指令时，将用户的当前位置设置为起始点，将所述行进轨迹中的出发点设置为目的地，计算所述起始点到所述目的地的方向和距离，并将所述方向和距离显示给用户。

在本发明实施例所述的基于北斗导航系统的自适应返航方法中，所述当接收到用户输入的返航指令时，根据用户的当前位置和所述行进轨迹输出提示信息给用户具体包括：

当接收到用户输入的返航指令时，将用户的当前位置设置为起始点，将所述行进轨迹中与用户当前位置距离最近的记录点设置为目的地，计算所述起始点到所述目的地的方向和距离，并将所述方向和距离显示给用户，当用户到达所述目的地时，再次重复当接收到用户输入的返航指令之后的步骤直至用户到达所述行进轨迹中的出发点。

在本发明实施例所述的基于北斗导航系统的自适应返航方法中，计算所述起始点到所述目的地的方向，并将所述方向显示给用户的步骤具体包括：

采用地磁获取用户当前的行驶方向；

根据所述起始点的经纬度与所述目的地的经纬度之差，利用反三角函数计算得出参考返回方向；

计算用户当前的行驶方向与所述参考返回方向的差值，并将所述差值显示给用户。

在本发明实施例所述的基于北斗导航系统的自适应返航方法中，计算所述起始点到所述目的地的距离，并将所述距离显示给用户的步骤具体包括：

按照距离公式计算出所述起始点和所述目的地之间的距离，并将计算出的距离显示给用户，所述距离公式为：

$S=2arcsin\sqrt{{\sin }^2\frac{a}{2}+cos\left(lat1\right)\×cos\left(lat2\right)\×{\sin }^2\frac{b}{2}}\×R;$

其中，a＝lat1-lat2；b＝long1-long2；long1、lat1分别表示A点的经纬度；long2、lat2分别表示B点的经纬度；a表示两点之间纬度之差，b表示两点之间的经度之差；R＝6378.137公里，表示地球半径；S为两点之间的距离。

本发明实施例的另一目的在于提供一种基于北斗导航系统的自适应返航系统，包括：

定位模块，用于在用户行进的过程中每隔一段时间从所述北斗导航系统的串口获取一次NMEA信息，并对所述NMEA信息进行解析，以获取用户在不同时刻的经纬度位置信息；

行进轨迹生成模块，用于根据用户在不同时刻的经纬度位置信息生成用户的行进轨迹；

路径规划及显示模块，用于当接收到用户输入的返航指令时，根据用户的当前位置和所述行进轨迹输出提示信息给用户，使用户根据所述提示信息顺利返航。

在本发明实施例所述的基于北斗导航系统的自适应返航系统中，所述路径规划及显示模块具体用于：

当接收到用户输入的返航指令时，将用户的当前位置设置为起始点，将所述行进轨迹中的出发点设置为目的地，计算所述起始点到所述目的地的方向和距离，并将所述方向和距离显示给用户。

在本发明实施例所述的基于北斗导航系统的自适应返航系统中，所述路径规划及显示模块具体用于：

当接收到用户输入的返航指令时，将用户的当前位置设置为起始点，将所述行进轨迹中与用户当前位置距离最近的记录点设置为目的地，计算所述起始点到所述目的地的方向和距离，并将所述方向和距离显示给用户，当用户到达所述目的地时，再次重复当接收到用户输入的返航指令之后的步骤直至用户到达所述行进轨迹中的出发点。

在本发明实施例所述的基于北斗导航系统的自适应返航系统中，所述路径规划及显示模块包括：

当前行驶方向获取单元，用于采用地磁获取用户当前的行驶方向；

参考返回方向获取单元，根据所述起始点的经纬度与所述目的地的经纬度之差，利用反三角函数计算得出参考返回方向；

行驶方向修正单元，用于计算用户当前的行驶方向与所述参考返回方向的差值，并将所述差值显示给用户。

在本发明实施例所述的基于北斗导航系统的自适应返航系统中，所述路径规划及显示模块还包括：

行驶距离提示单元，用于按照距离公式计算出所述起始点和所述目的地之间的距离，并将计算出的距离显示给用户，所述距离公式为：

$S=2arcsin\sqrt{{\sin }^2\frac{a}{2}+cos\left(lat1\right)\×cos\left(lat2\right)\×{\sin }^2\frac{b}{2}}\×R;$

其中，a＝lat1-lat2；b＝long1-long2；long1、lat1分别表示A点的经纬度；long2、lat2分别表示B点的经纬度；a表示两点之间纬度之差，b表示两点之间的经度之差；R＝6378.137公里，表示地球半径；S为两点之间的距离。

实施本发明实施例提供的基于北斗导航系统的自适应返航方法与系统具有以下有益效果：

本发明实施例可通过北斗导航系统获取用户的行进轨迹，并能够在接收到用户输入的返航指令时，根据用户的当前位置和所述行进轨迹输出提示信息给用户，以使用户按照所述行进轨迹进行返航，其不需用户手动设置返航目的地，操作较为简单，而且导航成本较低，能够确保用户在迷路时准确、迅速的返航。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于北斗导航系统的自适应返航方法的具体实现流程图；

图2是本发明实施例提供的基于北斗导航系统的自适应返航系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例提供的基于北斗导航系统的自适应返航方法的具体实现流程图。参见图1所示，本发明实施例提供的一种基于北斗导航系统的自适应返航方法，包括：

在S101中，在用户行进的过程中每隔一段时间从所述北斗导航系统的串口获取一次NMEA信息，并对所述NMEA信息进行解析，以获取用户在不同时刻的经纬度位置信息生成用户的行进轨迹。

在本发明实施例中，用户在出发时会从北斗导航系统的串口获取一次NMEA信息，然后每隔一段时间均会从北斗导航系统的串口获取一次NMEA信息，这样生成的行进轨迹中则会包括用户的出发点和多个行进过程中的记录点的经纬度信息。

在S102中，当接收到用户输入的返航指令时，根据用户的当前位置和所述行进轨迹输出提示信息给用户，使用户根据所述提示信息顺利返航。其中，S102具体包括：

当接收到用户输入的返航指令时，将用户的当前位置设置为起始点，将所述行进轨迹中的出发点设置为目的地，计算所述起始点到所述目的地的方向和距离，并将所述方向和距离显示给用户；

或者，当接收到用户输入的返航指令时，将用户的当前位置设置为起始点，将所述行进轨迹中与用户当前位置距离最近的记录点设置为目的地，计算所述起始点到所述目的地的方向和距离，并将所述方向和距离显示给用户，当用户到达所述目的地时，再次重复当接收到用户输入的返航指令之后的步骤直至用户到达所述行进轨迹中的出发点。

在本发明实施例，当将所述行进轨迹中与用户当前位置距离最近的记录点设置为目的地时，若用户到达此记录点时，此时返航系统会自动获取所述行进轨迹中与该记录点距离最近的下一记录点，并将下一记录点设置为目的地，重新计算用户当前所处的记录点到达所述行进轨迹中与该记录点距离最近的下一记录点的方向与距离，并将其显示给用户，直至用户到达行进轨迹中的出发点。

在本发明实施例中，计算所述起始点到所述目的地的方向，并将所述方向显示给用户的步骤具体包括：

采用地磁获取用户当前的行驶方向；根据所述起始点的经纬度与所述目的地的经纬度之差，利用反三角函数计算得出参考返回方向；计算用户当前的行驶方向与所述参考返回方向的差值，并将所述差值显示给用户。

在本发明实施例中，计算所述起始点到所述目的地的距离，并将所述距离显示给用户的步骤具体包括：

按照距离公式计算出所述起始点和所述目的地之间的距离，并将计算出的距离显示给用户，所述距离公式为：

$S=2arcsin\sqrt{{\sin }^2\frac{a}{2}+cos\left(lat1\right)\×cos\left(lat2\right)\×{\sin }^2\frac{b}{2}}\×R;$

其中，a＝lat1-lat2；b＝long1-long2；long1、lat1分别表示A点的经纬度；long2、lat2分别表示B点的经纬度；a表示两点之间纬度之差，b表示两点之间的经度之差；R＝6378.137公里，表示地球半径；S为两点之间的距离。

以上可以看出，本发明实施例提供的基于北斗导航系统的自适应返航方法可以通过北斗导航系统获取用户的行进轨迹，并能够在接收到用户输入的返航指令时，根据用户的当前位置和所述行进轨迹输出提示信息给用户，以使用户按照所述行进轨迹进行返航，其不需用户手动设置返航目的地，操作较为简单，而且导航成本较低，能够确保用户在迷路时准确、迅速的返航。

图2示出了本发明实施例提供的基于北斗导航系统的自适应返航系统的结构框图，该系统用于运行图1所示实施例提供的方法。为了便于说明，仅仅示出了与本实施例相关的部分。

参见图2所示，本发明实施例提供的一种基于北斗导航系统的自适应返航系统，包括：

定位模块1，用于在用户行进的过程中每隔一段时间从所述北斗导航系统的串口获取一次NMEA信息，并对所述NMEA信息进行解析，以获取用户在不同时刻的经纬度位置信息；

行进轨迹生成模块2，用于根据用户在不同时刻的经纬度位置信息生成用户的行进轨迹；

路径规划及显示模块3，用于当接收到用户输入的返航指令时，根据用户的当前位置和所述行进轨迹输出提示信息给用户，使用户根据所述提示信息顺利返航。

可选的，所述路径规划及显示模块3具体用于：

当接收到用户输入的返航指令时，将用户的当前位置设置为起始点，将所述行进轨迹中的出发点设置为目的地，计算所述起始点到所述目的地的方向和距离，并将所述方向和距离显示给用户。

可选的，所述路径规划及显示模块3具体用于：

当接收到用户输入的返航指令时，将用户的当前位置设置为起始点，将所述行进轨迹中与用户当前位置距离最近的记录点设置为目的地，计算所述起始点到所述目的地的方向和距离，并将所述方向和距离显示给用户，当用户到达所述目的地时，再次重复当接收到用户输入的返航指令之后的步骤直至用户到达所述行进轨迹中的出发点。

可选的，所述路径规划及显示模块3包括：

当前行驶方向获取单元31，用于采用地磁获取用户当前的行驶方向；

参考返回方向获取单元32，根据所述起始点的经纬度与所述目的地的经纬度之差，利用反三角函数计算得出参考返回方向；

行驶方向修正单元33，用于计算用户当前的行驶方向与所述参考返回方向的差值，并将所述差值显示给用户。

可选的，所述路径规划及显示模块3还包括：

行驶距离提示单元34，用于按照距离公式计算出所述起始点和所述目的地之间的距离，并将计算出的距离显示给用户，所述距离公式为：

$S=2arcsin\sqrt{{\sin }^2\frac{a}{2}+cos\left(lat1\right)\×cos\left(lat2\right)\×{\sin }^2\frac{b}{2}}\×R;$

其中，a＝lat1-lat2；b＝long1-long2；long1、lat1分别表示A点的经纬度；long2、lat2分别表示B点的经纬度；a表示两点之间纬度之差，b表示两点之间的经度之差；R＝6378.137公里，表示地球半径；S为两点之间的距离。

可选的，本实施例中的返航系统还包括与路径规划及显示模块3连接，用于根据用户输入的返航指令控制所述路径规划及显示模块3进入相应的工作模式的菜单模块4；其中，所述工作模式包括两种，一种是在返航路径规划时显示用户当前位置到行进轨迹中的出发点的方向与距离的工作模式，另一种是在返航路径规划时显示用户当前位置到行进轨迹中与用户当前位置最接近的记录点的方向与距离的工作模式。当用户选择第一种工作模式时，返航系统在接收到返航指令时，自动将用户的当前位置设置为起始点，将行进轨迹中的出发点设置为目的地进行路径规划并显示；当用户选择第二种工作模式时，返航系统在接收到返航指令时，自动将用户的当前位置设置为起始点，将行进轨迹中与用户当前位置最近的记录点设置为目的地，进行路径规划并显示，当用户到达上述记录点时，返航系统会自动重新将该记录点设置为起始点，将行进轨迹中与该记录点距离最近的下一记录点设置为目的地，再次进行路径规划并显示，直至用户到达行进轨迹中的出发点。

可选的，本实施例中的返航系统还包括与菜单模块4连接，用于供用户输入返航指令的按键模块5。

需要说明的是，本发明实施例提供的上述系统中各个模块，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

综上，本发明实施例提供的基于北斗导航系统的自适应返航系统同样可以通过北斗导航系统获取用户的行进轨迹，并能够在接收到用户输入的返航指令时，根据用户的当前位置和所述行进轨迹输出提示信息给用户，以使用户按照所述行进轨迹进行返航，其不需用户手动设置返航目的地，操作较为简单，而且导航成本较低，能够确保用户在迷路时准确、迅速的返航。

以上所述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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于北斗导航系统的自适应返航方法，其特征在于，包括：

在用户行进的过程中每隔一段时间从所述北斗导航系统的串口获取一次NMEA信息，并对所述NMEA信息进行解析，以获取用户在不同时刻的经纬度位置信息生成用户的行进轨迹；

当接收到用户输入的返航指令时，根据用户的当前位置和所述行进轨迹输出提示信息给用户，使用户根据所述提示信息顺利返航。

2.如权利要求1所述的基于北斗导航系统的自适应返航方法，其特征在于，所述当接收到用户输入的返航指令时，根据用户的当前位置和所述行进轨迹输出提示信息给用户具体包括：

当接收到用户输入的返航指令时，将用户的当前位置设置为起始点，将所述行进轨迹中的出发点设置为目的地，计算所述起始点到所述目的地的方向和距离，并将所述方向和距离显示给用户。

3.如权利要求1所述的基于北斗导航系统的自适应返航方法，其特征在于，所述当接收到用户输入的返航指令时，根据用户的当前位置和所述行进轨迹输出提示信息给用户具体包括：

当接收到用户输入的返航指令时，将用户的当前位置设置为起始点，将所述行进轨迹中与用户当前位置距离最近的记录点设置为目的地，计算所述起始点到所述目的地的方向和距离，并将所述方向和距离显示给用户，当用户到达所述目的地时，再次重复当接收到用户输入的返航指令之后的步骤直至用户到达所述行进轨迹中的出发点。

4.如权利要求2或3所述的基于北斗导航系统的自适应返航方法，其特征在于，计算所述起始点到所述目的地的方向，并将所述方向显示给用户的步骤具体包括：

采用地磁获取用户当前的行驶方向；

根据所述起始点的经纬度与所述目的地的经纬度之差，利用反三角函数计算得出参考返回方向；

计算用户当前的行驶方向与所述参考返回方向的差值，并将所述差值显示给用户。

5.如权利要求2或3所述的基于北斗导航系统的自适应返航方法，其特征在于，计算所述起始点到所述目的地的距离，并将所述距离显示给用户的步骤具体包括：

按照距离公式计算出所述起始点和所述目的地之间的距离，并将计算出的距离显示给用户，所述距离公式为：

$S=2arcsin\sqrt{{\sin }^2\frac{a}{2}+cos\left(lat1\right)\×cos\left(lat2\right)\×{\sin }^2\frac{b}{2}}\×R;$

其中，a＝lat1-lat2；b＝long1-long2；long1、lat1分别表示A点的经纬度；long2、lat2分别表示B点的经纬度；a表示两点之间纬度之差，b表示两点之间的经度之差；R＝6378.137公里，表示地球半径；S为两点之间的距离。

6.一种基于北斗导航系统的自适应返航系统，其特征在于，包括：

定位模块，用于在用户行进的过程中每隔一段时间从所述北斗导航系统的串口获取一次NMEA信息，并对所述NMEA信息进行解析，以获取用户在不同时刻的经纬度位置信息；

行进轨迹生成模块，用于根据用户在不同时刻的经纬度位置信息生成用户的行进轨迹；

路径规划及显示模块，用于当接收到用户输入的返航指令时，根据用户的当前位置和所述行进轨迹输出提示信息给用户，使用户根据所述提示信息顺利返航。

7.如权利要求6所述的基于北斗导航系统的自适应返航系统，其特征在于，所述路径规划及显示模块具体用于：

当接收到用户输入的返航指令时，将用户的当前位置设置为起始点，将所述行进轨迹中的出发点设置为目的地，计算所述起始点到所述目的地的方向和距离，并将所述方向和距离显示给用户。

8.如权利要求6所述的基于北斗导航系统的自适应返航系统，其特征在于，所述路径规划及显示模块具体用于：

当接收到用户输入的返航指令时，将用户的当前位置设置为起始点，将所述行进轨迹中与用户当前位置距离最近的记录点设置为目的地，计算所述起始点到所述目的地的方向和距离，并将所述方向和距离显示给用户，当用户到达所述目的地时，再次重复当接收到用户输入的返航指令之后的步骤直至用户到达所述行进轨迹中的出发点。

9.如权利要求6或7所述的基于北斗导航系统的自适应返航系统，其特征在于，所述路径规划及显示模块包括：

当前行驶方向获取单元，用于采用地磁获取用户当前的行驶方向；

参考返回方向获取单元，根据所述起始点的经纬度与所述目的地的经纬度之差，利用反三角函数计算得出参考返回方向；

行驶方向修正单元，用于计算用户当前的行驶方向与所述参考返回方向的差值，并将所述差值显示给用户。

10.如权利要求6或7所述的基于北斗导航系统的自适应返航系统，其特征在于，所述路径规划及显示模块还包括：

行驶距离提示单元，用于按照距离公式计算出所述起始点和所述目的地之间的距离，并将计算出的距离显示给用户，所述距离公式为：

$S=2arcsin\sqrt{{\sin }^2\frac{a}{2}+cos\left(lat1\right)\×cos\left(lat2\right)\×{\sin }^2\frac{b}{2}}\×R;$

其中，a＝lat1-lat2；b＝long1-long2；long1、lat1分别表示A点的经纬度；long2、lat2分别表示B点的经纬度；a表示两点之间纬度之差，b表示两点之间的经度之差；R＝6378.137公里，表示地球半径；S为两点之间的距离。