CN107688189B - 一种gps经纬度坐标的校准方法、装置和移动运动设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种GPS经纬度坐标的校准方法、装置和移动运动设备。所述方法包括：获取GPS模块采集的与各采集时刻对应的位置的GPS经纬度坐标；根据当前位置的GPS经纬度坐标和与当前位置相邻的上一采集时刻对应的第一位置的GPS经纬度坐标，判断当前位置和第一位置之间的距离是否大于预设阈值；若判断为是，则将获取的GPS模块采集的与当前位置相邻的下一采集时刻对应的位置作为第二位置；在当前位置、第一位置和第二位置组成的几何角的等角线上选取第三位置；将第三位置的GPS经纬度坐标作为校准后的当前位置的GPS经纬度坐标；可见，本发明可减少GPS经纬度坐标的偏移，提高GPS定位的准确度，且具有普适性。

Description

一种GPS经纬度坐标的校准方法、装置和移动运动设备
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种GPS经纬度坐标的校准方法、装置和移动运动设备。
背景技术
现有的大多数移动运动设备上配置有全球定位系统(Global PositioningSystem，GPS)模块，以满足用户的需求。但是，移动运动设备上的GPS模块会受天气、周围建筑物遮挡等因素的影响，导致采集的GPS经纬度坐标出现一定程度上的漂移，引起定位偏差，误导用户。
现有技术中，为解决上述问题，一方面是对GPS模块本身的硬件进行校准，但是采集的数据的误差来源多是受外界因素的影响，从硬件上无法进行精确校准。另一方面是从软件层次上去解决上述问题，以提高GPS经纬度的准确性，减少经纬度的偏移，但也都是针对一些特定场景，比如椭圆形操场，直行的马路等，缺乏普遍的适用性。而对一些复杂的线路，比如无规则的山路，大型公园，仍然无法进行精确校准；且如果在GPS信号较弱，GPS精度较低的情况下，精确的校准也都无法实现，最终导致GPS定位的准确度差。
发明内容
鉴于现有技术中的校准不具有普适性，无法进行精确校准的问题，提出了本发明的一种GPS经纬度坐标的校准方法、装置和移动运动设备，以便解决或至少部分地解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种GPS经纬度坐标的校准方法，所述方法包括：
获取GPS模块采集的与各采集时刻对应的位置的GPS经纬度坐标；
利用当前采集时刻对应的当前位置的GPS经纬度坐标和与所述当前位置相邻的上一采集时刻对应的第一位置的GPS经纬度坐标，计算所述当前位置和所述第一位置之间的距离，判断所述距离是否大于预设阈值；
若判断为是，则将获取的GPS模块采集的与所述当前位置相邻的下一采集时刻对应的位置作为第二位置；在所述当前位置、所述第一位置和所述第二位置组成的几何角的等角线上选取第三位置；将所述第三位置的GPS经纬度坐标作为校准后的所述当前位置的GPS经纬度坐标；
其中，所述几何角以所述第一位置为顶点，分别以所述第一位置和所述当前位置之间的连线以及所述第一位置和所述第二位置之间的连线为边；所述第三位置和所述第一位置的距离等于所述预设阈值。
根据本发明的另一个方面，提供了一种GPS经纬度坐标的校准装置，所述装置包括：
获取单元，用于获取GPS模块采集的与各采集时刻对应的位置的GPS经纬度坐标；
判断单元，用于利用当前采集时刻对应的当前位置的GPS经纬度坐标和与所述当前位置相邻的上一采集时刻对应的第一位置的GPS经纬度坐标，计算所述当前位置和所述第一位置之间的距离，判断所述距离是否大于预设阈值；
校准单元，用于若判断为是，则将所述获取单元获取的GPS模块采集的与所述当前位置相邻的下一采集时刻对应的位置作为第二位置；在所述当前位置、所述第一位置和所述第二位置组成的几何角的等角线上选取第三位置；将所述第三位置的GPS经纬度坐标作为校准后的所述当前位置的GPS经纬度坐标；
其中，所述几何角以所述第一位置为顶点，分别以所述第一位置和所述当前位置之间的连线以及所述第一位置和所述第二位置之间的连线为边；所述第三位置和所述第一位置的距离等于所述预设阈值。
根据本发明的又一个方面，提供了一种GPS经纬度坐标的校准装置，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时能够实现如前所述的方法步骤。
根据本发明的再一个方面，提供了一种移动运动设备，所述移动运动设备包括GPS模块，所述移动运动设备还包括如前所述的GPS经纬度坐标的校准装置。
综上所述，本发明的技术方案主要是利用当前采集时刻对应的当前位置的GPS经纬度坐标和与当前位置相邻的上一采集时刻对应的第一位置的GPS经纬度坐标，计算当前位置和第一位置之间的距离，判断距离是否大于预设阈值；若判断为是，则将当前位置的GPS经纬度坐标左拉回校准处理，具体为将获取的GPS模块采集的与当前位置相邻的下一采集时刻对应的位置作为第二位置；在当前位置、第一位置和第二位置组成的几何角的等角线上选取第三位置；将第三位置的GPS经纬度坐标作为校准后的当前位置的GPS经纬度坐标，这里的第三位置和第一位置的距离等于所述预设阈值。可见，本发明采用拉回较大偏移的GPS经纬度的校准的方式，可减少GPS经纬度坐标的偏移，提高GPS定位的准确度和里程的精准度，且校准过程中是根据当前位置与前一采集时刻对应的位置的距离差进行的判定，适用于任何的路线和场所，具有普适性。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的一种GPS经纬度坐标的校准方法的流程示意图；
图2为本发明另一个实施例提供的一种GPS经纬度坐标的校准方法的流程示意图；
图3为本发明一个实施例提供的GPS经纬度坐标校准过程的示意图；
图4为本发明一个实施例提供的一种GPS经纬度坐标的校准装置的结构示意图；
图5为本发明另一个实施例提供的一种GPS经纬度坐标的校准装置的结构示意图；
图6为本发明又一个实施例提供的一种GPS经纬度坐标的校准装置的结构示意图；
图7为本发明一个实施例提供的一种移动运动设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明的涉及思路是：本发明采用拉回较大偏移的GPS经纬度的校准的方式，在获取GPS模块采集的与各采集时刻对应的位置的GPS经纬度坐标后，利用当前采集时刻对应的当前位置的GPS经纬度坐标和与当前位置相邻的上一采集时刻对应的第一位置的GPS经纬度坐标，计算当前位置和第一位置之间的距离，判断距离是否大于预设阈值；若判断为是，则将当前位置的GPS经纬度坐标左拉回校准处理，以减少GPS经纬度坐标的偏移。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1为本发明一个实施例提供的一种GPS经纬度坐标的校准方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括：
步骤S110，获取GPS模块采集的与各采集时刻对应的位置的GPS经纬度坐标。
因为GPS模块设定有数据的采集频率，GPS模块会根据采集频率在对应的各采集时刻进行GPS经纬度坐标的采集，各采集时刻在宏观上的表现就是用户在不同的位置，即各个采集时刻有一个对应的位置，采集的GPS经纬度坐标就是该位置的坐标。在本实施例中，获取GPS模块采集的与各采集时刻对应的位置的GPS经纬度坐标相当于分别获取GPS模块每次采集的GPS经纬度坐标，也包括下文中的与当前位置相邻的下一采集时刻对应的位置的GPS经纬度坐标。
步骤S120，利用当前采集时刻对应的当前位置的GPS经纬度坐标和与当前位置相邻的上一采集时刻对应的第一位置的GPS经纬度坐标，计算当前位置和第一位置之间的距离，判断距离是否大于预设阈值。
在本实施例中，为了保证GPS定位的准确性，对GPS经纬度坐标的校准应该即时的，所以每当获取到GPS模块采集的当前时刻对应的当前位置的GPS经纬度坐标时，就应该进行校准判断。因为本实施例中，主要是采用拉回较大偏移的GPS经纬度的方式进行校准。所以，首先要计算当前位置和响相邻的上一采集时刻对应的第一位置之间的距离，如果距离大于预设阈值，说明当前位置的偏移较大，需要进行拉回校准处理。如果距离不大于预设阈值，说明当前位置的偏移在合理的范围内，不需要进行校准。
这里的预设阈值可根据用户的使用需求进行设定，要以用户在使用状态下，两个相邻的采集时刻之间，用户的移动距离的极限值为准，才能保证不会误判，而进行错误的校准。例如，在跑步的状态下，一般的极限距离时每秒8米，那么就可以设定预设阈值为8m；如果设定预设阈值为5m，如果用户的跑步速度块，当前位置和第一位置之间的距离大于5m(例如6m)，采用本方案校准时，会错误的把正确的当前位置的GPS经纬度坐标进行拉回校准处理，反而校准错误，导致定位不准确。
步骤S130，若判断为是，则将获取的GPS模块采集的与当前位置相邻的下一采集时刻对应的位置作为第二位置；在当前位置、第一位置和第二位置组成的几何角的等角线上选取第三位置；将第三位置的GPS经纬度坐标作为校准后的当前位置的GPS经纬度坐标。
本实施例中，步骤S130中的几何角以第一位置为顶点，分别以第一位置和当前位置之间的连线以及第一位置和第二位置之间的连线为边。第三位置和第一位置的距离等于预设阈值，以保证拉回校准后的当前位置被最大程度的校准。
可见，本发明采用拉回较大偏移的GPS经纬度的校准的方式，可减少GPS经纬度坐标的偏移，提高GPS定位的准确度和里程的精准度，且校准过程中是根据当前位置与前一采集时刻对应的位置的距离差进行的判定，适用于任何的路线和场所，具有普适性。
在本发明的一个实施例中，图1所示的方法进一步包括：根据当前位置之前的相邻的预设数目个采集时刻对应的位置的GPS经纬度坐标，对当前位置的GPS经纬度坐标进行平滑插值滤波处理。
在本实施例中，不管图1所示的步骤S120中的判断结果如何，都会对当前位置的GPS经纬度坐标进行平滑插值滤波处理，也就是说，若判断为是，则对校准后的当前位置的GPS经纬度坐标进行平滑插值滤波；若判断为否，则直接对当前位置的GPS经纬度坐标进行平滑插值滤波。这样可以获得更准确的GPS经纬度坐标，进一步保证GPS定位的准确度和里程的精准度，提高用户体验。
具体地，在平滑插值滤波处理的过程中所需要的预设数目大于等于6。
在上述说明中提出，一般正常跑步的极限距离时每秒8m。所以，在本发明的一个实施例中，步骤S120中的预设阈值为8m。
图2为本发明另一个实施例提供的一种GPS经纬度坐标的校准方法的流程示意图。如图2所示，该方法具体如下：
步骤S210，获得GPS模块采集的与各采集时刻对应的位置的原始GPS经纬度坐标后，进行步骤S220。
步骤S220，判断精度是否大于8m；这里的精度就是当前位置和与当前位置相邻的上一采集时刻对应的第一位置之间的距离。若判断为是，则进行步骤S240；若判断为否，则进行步骤S250。
步骤S230，拉回偏移较大的当前位置的GPS经纬度坐标。具体方法参见图1所示的步骤S130。然后进行步骤S250。
步骤S250，对当前位置的GPS经纬度坐标进行平滑插值滤波。
步骤S260，获得当前位置的新的GPS经纬度坐标。
为了对校准过程进行更清楚的说明，图3为本发明一个实施例提供的GPS经纬度坐标校准过程的示意图。如图3所示，B为当前位置点；A为与当前位置点B相邻的上一采集时刻对应的第一位置；C为与当前位置相邻的下一采集时刻对应的位置作为第二位置。在判断时，如果A、B之间距离大于8m，根据A、B、C三者之间的三角关系，从∠BAC的等角线上取相距A点为8m的点B1作为B点的校准点，即将B点拉回到B1点，将B1点的GPS经纬度坐标作为新的B点的GPS经纬度坐标。
图4为本发明一个实施例提供的一种GPS经纬度坐标的校准装置的结构示意图。如图4所示，该GPS经纬度坐标的校准装置400包括：
获取单元410，用于获取GPS模块采集的与各采集时刻对应的位置的GPS经纬度坐标。
判断单元420，用于利用当前采集时刻对应的当前位置的GPS经纬度坐标和与当前位置相邻的上一采集时刻对应的第一位置的GPS经纬度坐标，计算当前位置和第一位置之间的距离，判断距离是否大于预设阈值。
校准单元430，用于若判断为是，则将获取单元获取的GPS模块采集的与当前位置相邻的下一采集时刻对应的位置作为第二位置；在当前位置、第一位置和第二位置组成的几何角的等角线上选取第三位置；将第三位置的GPS经纬度坐标作为校准后的当前位置的GPS经纬度坐标。
其中，几何角以第一位置为顶点，分别以第一位置和当前位置之间的连线以及第一位置和第二位置之间的连线为边；第三位置和第一位置的距离等于预设阈值。
图5为本发明另一个实施例提供的一种GPS经纬度坐标的校准装置的结构示意图。如图5所示，该GPS经纬度坐标的校准装置500包括获取单元510、判断单元520、校准单元530和滤波处理单元540。其中，获取单元510、判断单元520、校准单元530与图4所示的获取单元410、判断单元420、校准单元430具有对应相同的功能，相同的部分在此不再赘述。
滤波处理单元540，用于根据当前位置之前的相邻的预设数目个采集时刻对应的位置的GPS经纬度坐标，对当前位置的GPS经纬度坐标进行平滑插值滤波处理。
在本发明的一个实施例中，上述的预设数目大于等于6。
在本发明的一个实施例中，上述的预设阈值为8m。
图6为本发明又一个实施例提供的一种GPS经纬度坐标的校准装置的结构示意图。如图6所示，该GPS经纬度坐标的校准装置600包括存储器610和处理器620，存储器610存储有能够被处理器620执行的GPS经纬度坐标的校准的计算机程序611，计算机程序611被处理器620执行时能够实现图1或图2所示的方法步骤。
在不同的实施例中，存储器610可以是内存或者非易失性存储器。其中非易失性存储器可以是：存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、DVD等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。内存可以是：RAM(Radom Access Memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存。进一步，非易失性存储器和内存作为机器可读存储介质，其上可存储由处理器620执行的GPS经纬度坐标的校准的计算机程序411。
图7为本发明一个实施例提供的一种移动运动设备的结构示意图。如图7所示，该移动运动设备700包括GPS模块710和图6所示的GPS经纬度坐标的校准装置600。
需要说明的是，图4和、图5和图6所示的装置和图7所示的设备的各实施例与图1所示的方法的各实施例对应相同，上文已有详细说明，在此不再赘述。
综上所述，本发明的技术方案主要是利用当前采集时刻对应的当前位置的GPS经纬度坐标和与当前位置相邻的上一采集时刻对应的第一位置的GPS经纬度坐标，计算当前位置和第一位置之间的距离，判断距离是否大于预设阈值；若判断为是，则将当前位置的GPS经纬度坐标左拉回校准处理，具体为将获取的GPS模块采集的与当前位置相邻的下一采集时刻对应的位置作为第二位置；在当前位置、第一位置和第二位置组成的几何角的等角线上选取第三位置；将第三位置的GPS经纬度坐标作为校准后的当前位置的GPS经纬度坐标，这里的第三位置和第一位置的距离等于所述预设阈值。可见，本发明采用拉回较大偏移的GPS经纬度的校准的方式，可减少GPS经纬度坐标的偏移，提高GPS定位的准确度和里程的精准度，且校准过程中是根据当前位置与前一采集时刻对应的位置的距离差进行的判定，适用于任何的路线和场所，具有普适性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种GPS经纬度坐标的校准方法，其特征在于，所述方法包括：
获取GPS模块采集的与各采集时刻对应的位置的GPS经纬度坐标；
利用当前采集时刻对应的当前位置的GPS经纬度坐标和与所述当前位置相邻的上一采集时刻对应的第一位置的GPS经纬度坐标，计算所述当前位置和所述第一位置之间的距离，判断所述距离是否大于预设阈值；
若判断为是，则将获取的GPS模块采集的与所述当前位置相邻的下一采集时刻对应的位置作为第二位置；在所述当前位置、所述第一位置和所述第二位置组成的几何角的等角线上选取第三位置；将所述第三位置的GPS经纬度坐标作为校准后的所述当前位置的GPS经纬度坐标；
其中，所述几何角以所述第一位置为顶点，分别以所述第一位置和所述当前位置之间的连线以及所述第一位置和所述第二位置之间的连线为边；所述第三位置和所述第一位置的距离等于所述预设阈值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
根据所述当前位置之前的相邻的预设数目个采集时刻对应的位置的GPS经纬度坐标，对所述当前位置的GPS经纬度坐标进行平滑插值滤波处理；具体是若判断为所述距离大于所述预设阈值，则对校准后的当前位置的GPS经纬度坐标进行平滑插值滤波；若判断为所述距离不大于所述预设阈值，则直接对当前位置的GPS经纬度坐标进行平滑插值滤波。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设数目大于等于6。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设阈值为8m。
5.一种GPS经纬度坐标的校准装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于获取GPS模块采集的与各采集时刻对应的位置的GPS经纬度坐标；
判断单元，用于利用当前采集时刻对应的当前位置的GPS经纬度坐标和与所述当前位置相邻的上一采集时刻对应的第一位置的GPS经纬度坐标，计算所述当前位置和所述第一位置之间的距离，判断所述距离是否大于预设阈值；
校准单元，用于若判断为是，则将所述获取单元获取的GPS模块采集的与所述当前位置相邻的下一采集时刻对应的位置作为第二位置；在所述当前位置、所述第一位置和所述第二位置组成的几何角的等角线上选取第三位置；将所述第三位置的GPS经纬度坐标作为校准后的所述当前位置的GPS经纬度坐标；
其中，所述几何角以所述第一位置为顶点，分别以所述第一位置和所述当前位置之间的连线以及所述第一位置和所述第二位置之间的连线为边；所述第三位置和所述第一位置的距离等于所述预设阈值。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：
滤波处理单元，用于根据所述当前位置之前的相邻的预设数目个采集时刻对应的位置的GPS经纬度坐标，对所述当前位置的GPS经纬度坐标进行平滑插值滤波处理；具体是若判断为所述距离大于所述预设阈值，则对校准后的当前位置的GPS经纬度坐标进行平滑插值滤波；若判断为所述距离不大于所述预设阈值，则直接对当前位置的GPS经纬度坐标进行平滑插值滤波。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设数目大于等于6。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述预设阈值为8m。
9.一种GPS经纬度坐标的校准装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时能够实现权利要求1-4任一项所述的方法步骤。
10.一种移动运动设备，所述移动运动设备包括GPS模块，其特征在于，所述移动运动设备还包括如权利要求9所述的GPS经纬度坐标的校准装置。
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