CN107782302A - 一种基于下肢运动实现定位的方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于下肢运动实现定位的方法、装置及系统，包括：获取当前跨步的前肢和后肢的前进方向与所述前肢和后肢的运动参数；根据所述运动参数计算所述当前跨步在水平方向的前进距离和在高度方向的前进高度；将所述当前跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度与历史跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度进行统计，以得到所述当前跨步所对应的当前位置。由上述内容可知，本发明提供的技术方案，通过对跨步的前进方向、前进距离和前进高度进行统计而定位，以确定被测载体的当前位置，不仅无需接收卫星信号即可实现定位，而且定位的精度更高。
Description
技术领域
本发明涉及定位技术领域，更为具体的说，涉及一种基于下肢运动实现定位的方法、装置及系统。
背景技术
现今，人们常用的定位系统大部分为卫星导航系统，其主要包括有GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)定位系统、GLONASS(Global Navigation SatelliteSystem，全球卫星导航系统)定位系统和BDS(BeiDou Navigation Satellite System，北斗卫星导航系统)定位系统。卫星导航系统除了在军事上应用，在民用上包括出行指引、物件及人群跟踪等发挥了重大作用，但是传统的卫星导航系统在接收不到卫星信号的环境下不能定位。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于下肢运动实现定位的方法、装置及系统，通过对跨步的前进方向、前进距离和前进高度进行统计而定位，以确定被测载体的当前位置，不仅无需接收卫星信号即可实现定位，而且定位的精度更高。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种基于下肢运动实现定位的方法，包括：
获取当前跨步的前肢和后肢的前进方向与所述前肢和后肢的运动参数；
根据所述运动参数计算所述当前跨步在水平方向的前进距离和在高度方向的前进高度；
将所述当前跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度与历史跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度进行统计，以得到所述当前跨步所对应的当前位置。
优选的，在得到所述当前跨步后所处位置后，还包括：
判断所述当前跨步所处时间点是否满足预设条件，若是，则将所述当前位置发送至预设终端。
优选的，在得到所述当前跨步后所处位置后，还包括：
获取发送信号，以根据所述发送信号将所述当前位置发送至预设终端。
优选的，所述运动参数包括：
所述前肢的大腿长度L1、所述后肢的小腿长度L2、所述后肢的小腿与所述高度方向的第一夹角a1、所述后肢的大腿与所述高度方向的夹角a2、所述前肢大腿与所述高度方向夹角的组角a3和所述前肢小腿与所述高度方向的夹角a4；
其中，所述当前跨步在水平方向的前进距离△S为：
△S＝L2*sin(a1)+L1*sin(a2)-L1*sin(a3)-L2*sin(a4)；
以及，所述当前跨步在高度方向的前进高度△H为：
△H＝L2*cos(a1)+L1*cos(a2)-L1*cos(a3)-L2*cos(a4)。
另外，本发明还提供了一种基于下肢运动实现定位的装置，包括：
第一获取模块，用于获取当前跨步的前肢和后肢的前进方向与所述前肢和后肢的运动参数；
计算模块，用于根据所述运动参数计算所述当前跨步在水平方向的前进距离和在高度方向的前进高度；
以及，统计模块，用于将所述当前跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度与历史跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度进行统计，以得到所述当前跨步所对应的当前位置。
优选的，所述基于下肢运动实现定位的装置还包括：
判断模块，用于判断所述当前跨步所处时间点是否满足预设条件，若是，则将所述当前位置发送至预设终端。
优选的，所述基于下肢运动实现定位的装置还包括：
第二获取模块，用于获取发送信号，以根据所述发送信号将所述当前位置发送至预设终端。
此外，本发明还提供了一种基于下肢运动实现定位的系统，包括：
第一感应器件，用于感应当前跨步的前肢和后肢的前进方向与所述前肢和后肢的运动参数；
以及，处理器，用于获取当前跨步的前肢和后肢的前进方向与所述前肢和后肢的运动参数，且根据所述运动参数计算所述当前跨步在水平方向的前进距离和在高度方向的前进高度，并将所述当前跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度与历史跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度进行统计，以得到所述当前跨步所对应的当前位置。
优选的，所述基于下肢运动实现定位的系统还包括：
第一发送装置；
所述处理器还用于判断所述当前跨步所处时间点是否满足预设条件，若是，则控制所述第一发送装置将所述当前位置发送至预设终端。
优选的，所述基于下肢运动实现定位的系统还包括：
第二发送装置；
其中，所述处理器还用于获取发送信号，以根据所述发送信号控制所述第二发送装置将所述当前位置发送至预设终端。
优选的，所述基于下肢运动实现定位的系统还包括：
第二感应器件，用于感应被测载体自初始跨步至所述当前跨步之间，处于代步工具上时的前进方向、前进距离和前进高度；
其中，所述处理器将所述当前跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度，历史跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度，以及所述被测载体处于代步工具上时的前进方向、前进距离和前进高度进行统计，以得到所述当前跨步所对应的当前位置。
相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：
本发明提供了一种基于下肢运动实现定位的方法、装置及系统，包括：获取当前跨步的前肢和后肢的前进方向与所述前肢和后肢的运动参数；根据所述运动参数计算所述当前跨步在水平方向的前进距离和在高度方向的前进高度；将所述当前跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度与历史跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度进行统计，以得到所述当前跨步所对应的当前位置。
由上述内容可知，本发明提供的技术方案，通过对跨步的前进方向、前进距离和前进高度进行统计而定位，以确定被测载体的当前位置，不仅无需接收卫星信号即可实现定位，而且定位的精度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种基于下肢运动实现定位的方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的另一种基于下肢运动实现定位的方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的一种下肢运动模型图；
图4为本申请实施例提供的一种基于下肢运动实现定位的装置的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种基于下肢运动实现定位的装置的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种基于下肢运动实现定位的系统的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的另一种基于下肢运动实现定位的系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
正如背景技术所述，卫星导航系统除了在军事上应用，在民用上包括出行指引、物件及人群跟踪等发挥了重大作用，但是传统的卫星导航系统在接收不到卫星信号的环境下不能定位。
基于此，本申请实施例提供了一种基于下肢运动实现定位的方法、装置及系统，通过对跨步的前进方向、前进距离和前进高度进行统计而定位，以确定被测载体的当前位置，不仅无需接收卫星信号即可实现定位，而且定位的精度更高。为实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下，其中，结合图1至图7对本申请实施例提供的技术方案进行详细的描述。：
参考图1所示，为本申请实施例提供的一种基于下肢运动实现定位的方法的流程图，其中，基于下肢运动实现定位的方法包括：
S1、获取当前跨步的前肢和后肢的前进方向与所述前肢和后肢的运动参数；
S2、根据所述运动参数计算所述当前跨步在水平方向的前进距离和在高度方向的前进高度；
S3、将所述当前跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度与历史跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度进行统计，以得到所述当前跨步所对应的当前位置。
由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，通过对跨步的前进方向、前进距离和前进高度进行统计而定位，以确定被测载体的当前位置，不仅无需接收卫星信号即可实现定位，而且定位的精度更高。
进一步的，参考图2所示，为本申请实施例提供的另一种基于下肢运动实现定位的方法的流程图，其中，在S3、得到所述当前跨步后所处位置后，还包括：
S4、判断所述当前跨步所处时间点是否满足预设条件，若是，则将所述当前位置发送至预设终端。
具体的，可以以预设时间为周期将最新的位置信息发送至预设终端，即，预设条件为该时间点是否为预设周期的起点或节点，对此本申请实施例不作具体限制。其中，通过将被测载体的当前位置实时发送至预设终端，使得监护人员实时了解被测载体的情况。
此外，当被测载体出现意外情况时，尤其是被测载体为老人或小孩等特殊人群时，可以主动将当前位置发送至预设终端，即，在得到所述当前跨步后所处位置后，还包括：
获取发送信号，以根据所述发送信号将所述当前位置发送至预设终端。
下面结合图3对本申请实施例提供的跨步的前进方向、前进距离和前进高度的计算进行详细描述。参考图3所示，为本申请实施例提供的一种下肢运动模型图，其中，所述运动参数包括：
所述前肢的大腿长度L1、所述后肢的小腿长度L2、所述后肢的小腿与所述高度方向Y的第一夹角a1、所述后肢的大腿与所述高度方向Y的夹角a2、所述前肢大腿与所述高度方向Y夹角的组角a3和所述前肢小腿与所述高度方向Y的夹角a4；
其中，所述当前跨步在水平方向X的前进距离△S为：
△S＝L2*sin(a1)+L1*sin(a2)-L1*sin(a3)-L2*sin(a4)；
以及，所述当前跨步在高度方向Y的前进高度△H为：
△H＝L2*cos(a1)+L1*cos(a2)-L1*cos(a3)-L2*cos(a4)。
其中，通过当前跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度与历史保存的跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度进行统计，进而能够得到当前跨步所对应的当前位置。
相应的，本申请实施例还提供了一种基于下肢运动实现定位的装置，参参考图4所示，为本申请实施例提供的一种基于下肢运动实现定位的装置的结构示意图，包括：
第一获取模块10，用于获取当前跨步的前肢和后肢的前进方向与所述前肢和后肢的运动参数；
计算模块20，用于根据所述运动参数计算所述当前跨步在水平方向的前进距离和在高度方向的前进高度；
以及，统计模块30，用于将所述当前跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度与历史跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度进行统计，以得到所述当前跨步所对应的当前位置。
进一步的，参考图5所示，为本申请实施例提供的另一种基于下肢运动实现定位的装置的结构示意图，所述基于下肢运动实现定位的装置还包括：
判断模块40，用于判断所述当前跨步所处时间点是否满足预设条件，若是，则将所述当前位置发送至预设终端。
以及，所述基于下肢运动实现定位的装置还包括：
第二获取模块50，用于获取发送信号，以根据所述发送信号将所述当前位置发送至预设终端。
此外，本申请实施例还提供了一种基于下肢运动实现定位的系统，参考图6所示，为本申请实施例提供的一种基于下肢运动实现定位的系统的结构示意图，包括：
第一感应器件100，用于感应当前跨步的前肢和后肢的前进方向与所述前肢和后肢的运动参数；
以及，处理器200，用于获取当前跨步的前肢和后肢的前进方向与所述前肢和后肢的运动参数，且根据所述运动参数计算所述当前跨步在水平方向的前进距离和在高度方向的前进高度，并将所述当前跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度与历史跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度进行统计，以得到所述当前跨步所对应的当前位置。
具体的，运动参数可以包括有所述前肢的大腿长度L1、所述后肢的小腿长度L2、所述后肢的小腿与所述高度方向的第一夹角a1、所述后肢的大腿与所述高度方向的夹角a2、所述前肢大腿与所述高度方向夹角的组角a3和所述前肢小腿与所述高度方向的夹角a4。
其中，本申请实施例提供的第一感应器件包括但不限于贴附于衣服、鞋子和/或皮肤上的多个传感器，通过这些传感器以获取上述夹角。另外，对于小腿和大腿的长度可以预先量取。
需要说明的是，本申请实施例对于第一感应器件包括的传感器的类型不作具体限制，其中包括但不限于陀螺仪、磁力计、高度计、加速度计等。
进一步的，参考图7所示，为本申请实施例提供的另一种基于下肢运动实现定位的系统的结构示意图，所述基于下肢运动实现定位的系统还包括：
第一发送装置300；
所述处理器200还用于判断所述当前跨步所处时间点是否满足预设条件，若是，则控制所述第一发送装置300将所述当前位置发送至预设终端500。
以及，所述基于下肢运动实现定位的系统还包括：
第二发送装置400；
其中，所述处理器200还用于获取发送信号，以根据所述发送信号控制所述第二发送装置400将所述当前位置发送至预设终端500。
其中，当本申请实施例提供的基于下肢运动实现定位的系统中，处理器同时具有判断所述当前跨步所处时间点是否满足预设条件和获取发送信号的功能时，第一发送装置和第二发送装置可以为单独的两个装置，还可以集成为同一发送装置，对此本申请实施例不作具体限制，此外本申请实施例对于第一发送装置和第二发送装置的信号类型不作具体限制。
此外，在系统定位过程中被测载体可能会乘坐代步工具，因此，参考图7所示，本申请实施例提供的所述基于下肢运动实现定位的系统还包括：
第二感应器件500，用于感应被测载体自初始跨步至所述当前跨步之间，处于代步工具上时的前进方向、前进距离和前进高度；
其中，所述处理器200将所述当前跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度，历史跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度，以及所述被测载体处于代步工具上时的前进方向、前进距离和前进高度进行统计，以得到所述当前跨步所对应的当前位置。
进一步的，本申请实施例提供的基于下肢运动实现定位的系统，还可以包括惯性导航装置和/或全球导航装置，将所有导航定位方式相互结合，从而提高定位精度和扩大适用范围。
本申请实施例提供了一种基于下肢运动实现定位的方法、装置及系统，包括：获取当前跨步的前肢和后肢的前进方向与所述前肢和后肢的运动参数；根据所述运动参数计算所述当前跨步在水平方向的前进距离和在高度方向的前进高度；将所述当前跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度与历史跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度进行统计，以得到所述当前跨步所对应的当前位置。
由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，通过对跨步的前进方向、前进距离和前进高度进行统计而定位，以确定被测载体的当前位置，不仅无需接收卫星信号即可实现定位，而且定位的精度更高。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (11)
1.一种基于下肢运动实现定位的方法，其特征在于，包括：
获取当前跨步的前肢和后肢的前进方向与所述前肢和后肢的运动参数；
根据所述运动参数计算所述当前跨步在水平方向的前进距离和在高度方向的前进高度；
将所述当前跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度与历史跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度进行统计，以得到所述当前跨步所对应的当前位置。
2.根据权利要求1所述的基于下肢运动实现定位的方法，其特征在于，在得到所述当前跨步后所处位置后，还包括：
判断所述当前跨步所处时间点是否满足预设条件，若是，则将所述当前位置发送至预设终端。
3.根据权利要求1所述的基于下肢运动实现定位的方法，其特征在于，在得到所述当前跨步后所处位置后，还包括：
获取发送信号，以根据所述发送信号将所述当前位置发送至预设终端。
4.根据权利要求1所述的基于下肢运动实现定位的方法，其特征在于，所述运动参数包括：
所述前肢的大腿长度L1、所述后肢的小腿长度L2、所述后肢的小腿与所述高度方向的第一夹角a1、所述后肢的大腿与所述高度方向的夹角a2、所述前肢大腿与所述高度方向夹角的组角a3和所述前肢小腿与所述高度方向的夹角a4；
其中，所述当前跨步在水平方向的前进距离△S为：
△S＝L2*sin(a1)+L1*sin(a2)-L1*sin(a3)-L2*sin(a4)；
以及，所述当前跨步在高度方向的前进高度△H为：
△H＝L2*cos(a1)+L1*cos(a2)-L1*cos(a3)-L2*cos(a4)。
5.一种基于下肢运动实现定位的装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取当前跨步的前肢和后肢的前进方向与所述前肢和后肢的运动参数；
计算模块，用于根据所述运动参数计算所述当前跨步在水平方向的前进距离和在高度方向的前进高度；
以及，统计模块，用于将所述当前跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度与历史跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度进行统计，以得到所述当前跨步所对应的当前位置。
6.根据权利要求5所述的基于下肢运动实现定位的装置，其特征在于，所述基于下肢运动实现定位的装置还包括：
判断模块，用于判断所述当前跨步所处时间点是否满足预设条件，若是，则将所述当前位置发送至预设终端。
7.根据权利要求5所述的基于下肢运动实现定位的装置，其特征在于，所述基于下肢运动实现定位的装置还包括：
第二获取模块，用于获取发送信号，以根据所述发送信号将所述当前位置发送至预设终端。
8.一种基于下肢运动实现定位的系统，其特征在于，包括：
第一感应器件，用于感应当前跨步的前肢和后肢的前进方向与所述前肢和后肢的运动参数；
以及，处理器，用于获取当前跨步的前肢和后肢的前进方向与所述前肢和后肢的运动参数，且根据所述运动参数计算所述当前跨步在水平方向的前进距离和在高度方向的前进高度，并将所述当前跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度与历史跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度进行统计，以得到所述当前跨步所对应的当前位置。
9.根据权利要求8所述的基于下肢运动实现定位的系统，其特征在于，所述基于下肢运动实现定位的系统还包括：
第一发送装置；
所述处理器还用于判断所述当前跨步所处时间点是否满足预设条件，若是，则控制所述第一发送装置将所述当前位置发送至预设终端。
10.根据权利要求8所述的基于下肢运动实现定位的系统，其特征在于，所述基于下肢运动实现定位的系统还包括：
第二发送装置；
其中，所述处理器还用于获取发送信号，以根据所述发送信号控制所述第二发送装置将所述当前位置发送至预设终端。
11.根据权利要求8所述的基于下肢运动实现定位的系统，其特征在于，所述基于下肢运动实现定位的系统还包括：
第二感应器件，用于感应被测载体自初始跨步至所述当前跨步之间，处于代步工具上时的前进方向、前进距离和前进高度；
其中，所述处理器将所述当前跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度，历史跨步所对应的前进方向、前进距离和前进高度，以及所述被测载体处于代步工具上时的前进方向、前进距离和前进高度进行统计，以得到所述当前跨步所对应的当前位置。
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