CN110068338A - 一种路线记忆系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于IMU传感器的路线记忆方法和系统。该系统利用IMU传感器的数据计算出人行走的轨迹，通过对得到的轨迹进行处理，生成一条可以导航的路线。通过本发明，可以定制路线，从而实现从目前导航软件结束到最终目的地的最后的路线的导航。

Description

一种路线记忆系统及方法
技术领域
本发明属于多信息融合定位、导航技术。本发明包含一种路线记忆系统，涉及一种利用IMU传感器采集人行走数据，获取行走的轨迹，利用手机采集行走的GPS轨迹，IMU数据和GPS数据在手机端进行处理，生成可用于导航的路线。
背景技术
盲人在出行的过程中，现有的导航软件规划的出行路线不能满足自己的出行要求，往往多走弯路；其次导航路线不能规划到自己想要到达的最终目的地，只能够导航到想要去的目的地附近，从导航结束到最终目的地这最后的“100”米，成了视障人群的出行困难。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术的不足之处，提供一种路线记忆系统及方法，以解决小区域的导航问题。
本发明采用如下技术方案：一种路线记忆方法，包括如下步骤：
(1)采集行走过程中的位姿数据和GPS数据，对位姿数据进行处理得到行走的PDR(行人航位推算)轨迹，对GPS数据处理得出GPS轨迹，PDR和GPS轨迹都是带有时间戳的数据。
(2)将PDR轨迹和GPS轨迹进行融合生成最终的行走轨迹。
(3)对最终的行走轨迹进行处理，生成路线轨迹。
进一步地，所述步骤(2)中的生成最终的行走轨迹，包括以下步骤：
(2.1)根据时间戳数据，获取GPS轨迹点集对应的PDR轨迹点集PDRg；
(2.2)将GPS轨迹点集GPSp和对应的PDR轨迹点集PDRg进行融合，生成最终的行走轨迹Trace。
进一步地，所述步骤(3)中通过以下步骤来生成路线：
(3.1)通过道格拉斯-普克算法对PDR轨迹进行抽稀，得到抽稀后的PDR轨迹的拐弯点集合Turnsp。
(3.2)根据时间戳数据，获取PDR转弯点集合Turnsp对应的GPS点集Turnsg。
(3.3)遍历GPS转弯点集Turnsg中的点，每两个相邻的点请求一次步行规划，形成一段路线；
(3.4)根据行走轨迹Trace和步骤c得到的路线段，构建最终的点集Tracefinal，具体如下：
对于Trace上的每个点Trace(i)，按照如下方法遍历GRoute集合中的每个路段；点Trace(i)向路段所在的直线做垂线，垂足点为Ppoint；判断垂足Ppoint是否在线段GRoute(i)上，如果Ppoint不在线段GRoute(i)上，计算点Trace(i)到GRoute(i)两端点的距离Dis1和Dis2，如果Dis1>Dis2，Disroute＝Dis2，否则Disroute＝Dis1，如果Ppoint在线段GRoute(i)上，计算点Trace(i)到垂足Ppoint的距离Dis，Disroute＝Dis；
给定距离阈值Disthre。如果Disroute≤Disthre；则认为Trace(i)为路线GRoute上的点，将垂足点Ppoint放入点集Tracefinal集合中；如果Disroute>Disthre，则认为点Trace(i)不是路线GRoute上的点。将点Trace(i)放入点集Tracefinal中；
遍历完集合Trace中的所有点，形成最终点集Tracefinal；
(3.5)用道格拉斯-普克算法对Tracefinal点集进行抽稀，得到抽稀后的点集Routepoints；
(3.6)采用点集Routepoints形成路线。
一种路线记忆系统，至少包括一个IMU传感器、导航模块和处理器；IMU传感器实时采集人行走的数据，导航模块采集人行走的GPS数据，处理器对IMU传感器数据和GPS数据进行处理，生成一条行走过的轨迹，再对生成的轨迹进行处理，最后生成一条可以用来导航的路线。
本发明的有益效果在于：
本发明利用IMU传感器的数据计算出人行走的轨迹，通过对得到的轨迹进行处理，生成一条可以导航的路线，解决现有的导航软件不能灵活导航的问题，具有以下用途：
1.这种记忆路线方法，可以让使用者随意选择自己想要走的路径进行记忆，记忆完成后可以用这条路线进行导航；
2.实际中存在的道路，在路网中不存在，可以通过记忆路线方法实现规划一条包含路网中不存在的道路路段的路线；
3.这种记忆路线方法，可以直接到达最终目的地，让规划路线的终点更接近实际中想要到达的目的地；
4.同一条路线多次记忆后，能够使记忆的路线更加精准，精度更高，更符合视障人群出行的需求。
附图说明
图1为盲人辅助眼镜说明图；
图2为行走的PDR轨迹；
图3为行走的GPS轨迹；
图4为PDR轨迹和GPS轨迹融合后的轨迹。
具体实施方式
本发明涉及一种路线记忆系统，该系统可以集成在如图1所述的眼镜上，可辅助视障人士的路线导航。系统包括处理器、一个IMU传感器、一块电池、一块触摸板、一个麦克风、两个骨传导耳机和一款导航模块；IMU传感器实时采集人行走的数据，视氪导航模块采集人行走的GPS数据，处理器对IMU传感器数据和GPS数据进行处理，生成一条行走过的轨迹，再对生成的轨迹进行处理，最后生成一条可以用来导航的路线。本发明中可以直接采用视氪导航软件，这种导航软件直接将常用的导航功能和处理器的处理功能集成于一体，实现系统的微型化。处理器的处理过程如下：
(1)对位姿数据进行处理得到行走的PDR(行人航位推算)轨迹，如图2所示，对GPS数据处理得出GPS轨迹，如图3所示，PDR和GPS轨迹都是带有时间戳的数据。
(2)将PDR轨迹和GPS轨迹进行融合生成最终的行走轨迹。
(2.1)根据时间戳数据，获取GPS轨迹点集对应的PDR轨迹点集PDRg；
(2.2)将GPS轨迹点集GPSp和对应的PDR轨迹点集PDRg进行融合，生成最终的行走轨迹Trace。融合方法可以采用卡尔曼滤波方法。
(3)对最终的行走轨迹进行处理，生成路线轨迹。
(3.1)通过道格拉斯-普克算法对PDR轨迹进行抽稀，得到抽稀后的PDR轨迹的拐弯点集合Turnsp。
(3.2)根据时间戳数据，获取PDR转弯点集合Turnsp对应的GPS点集Turnsg。
(3.3)遍历GPS转弯点集Turnsg中的点，每两个相邻的点请求一次步行规划，形成一段路线；
(3.4)根据行走轨迹Trace和步骤c得到的路线段，构建最终的点集Tracefinal，具体如下：
对于Trace上的每个点Trace(i)，按照如下方法遍历GRoute集合中的每个路段；点Trace(i)向路段所在的直线做垂线，垂足点为Ppoint；判断垂足Ppoint是否在线段GRoute(i)上，如果Ppoint不在线段GRoute(i)上，计算点Trace(i)到GRoute(i)两端点的距离Dis1和Dis2，如果Dis1>Dis2，Disroute＝Dis2，否则Disroute＝Dis1，如果Ppoint在线段GRoute(i)上，计算点Trace(i)到垂足Ppoint的距离Dis，Disroute＝Dis；
给定距离阈值Disthre。如果Disroute≤Disthre；则认为Trace(i)为路线GRoute上的点，将垂足点Ppoint放入点集Tracefinal集合中；如果Disroute>Disthre，则认为点Trace(i)不是路线GRoute上的点。将点Trace(i)放入点集Tracefinal中；
遍历完集合Trace中的所有点，形成最终点集Tracefinal；
(3.5)用道格拉斯-普克算法对Tracefinal点集进行抽稀，得到抽稀后的点集Routepoints；
(3.6)采用点集Routepoints形成路线，如图4所示。

Claims (4)

1.一种路线记忆方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采集行走过程中的位姿数据和GPS数据，对位姿数据进行处理得到行走的PDR(行人航位推算)轨迹，对GPS数据处理得出GPS轨迹，PDR和GPS轨迹都是带有时间戳的数据。
(2)将PDR轨迹和GPS轨迹进行融合生成最终的行走轨迹；
(3)对最终的行走轨迹进行处理，生成路线轨迹。
2.根据权利要求1所述的路线记忆方法，其特征在于，所述步骤(2)中的生成最终的行走轨迹，包括以下步骤：
(2.1)根据时间戳数据，获取GPS轨迹点集对应的PDR轨迹点集PDRg。
(2.2)将GPS轨迹点集GPSp和对应的PDR轨迹点集PDRg进行融合，生成最终的行走轨迹Trace。
3.根据权利要求1所述的路线记忆方法，其特征在于，所述步骤(3)中通过以下步骤来生成路线：
(3.1)通过道格拉斯-普克算法对PDR轨迹进行抽稀，得到抽稀后的PDR轨迹的拐弯点集合Turnsp；
(3.2)根据时间戳数据，获取PDR转弯点集合Turnsp对应的GPS点集Turnsg；
(3.3)遍历GPS转弯点集Turnsg中的点，每两个相邻的点请求一次步行规划，形成一段路线；
(3.4)根据行走轨迹Trace和步骤c得到的路线段，构建最终的点集Tracefinal，具体如下：
对于Trace上的每个点Trace(i)，按照如下方法遍历GRoute集合中的每个路段；点Trace(i)向路段所在的直线做垂线，垂足点为Ppoint；判断垂足Ppoint是否在线段GRoute(i)上，如果Ppoint不在线段GRoute(i)上，计算点Trace(i)到GRoute(i)两端点的距离Dis1和Dis2，如果Dis1>Dis2，Disroute＝Dis2，否则Disroute＝Dis1，如果Ppoint在线段GRoute(i)上，计算点Trace(i)到垂足Ppoint的距离Dis，Disroute＝Dis；给定距离阈值Disthre；如果Disroute≤Disthre；则认为Trace(i)为路线GRoute上的点，将垂足点Ppoint放入点集Tracefinal集合中；如果Disroute>Disthre，则认为点Trace(i)不是路线GRoute上的点；将点Trace(i)放入点集Tracefinal中；
遍历完集合Trace中的所有点，形成最终点集Tracefinal；
(3.5)用道格拉斯-普克算法对Tracefinal点集进行抽稀，得到抽稀后的点集Routepoints；
(3.6)采用点集Routepoints形成路线。
4.一种路线记忆系统，其特征在于，至少包括一个IMU传感器、导航模块和处理器；IMU传感器实时采集人行走的数据，导航模块采集人行走的GPS数据，处理器对IMU传感器数据和GPS数据进行处理，生成一条行走过的轨迹，再对生成的轨迹进行处理，最后生成一条可以用来导航的路线。
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1996039A (zh) * 2006-12-22 2007-07-11 凯立德欣技术（深圳）有限公司 一种导航轨迹的记录方法、装置、设备以及导航方法
CN101922939A (zh) * 2009-06-11 2010-12-22 高德信息技术有限公司 一种导航过程中的地图匹配方法和装置
CN102901505A (zh) * 2011-07-29 2013-01-30 上海博泰悦臻电子设备制造有限公司 导航系统及道路匹配方法与装置
CN103717999A (zh) * 2011-08-24 2014-04-09 株式会社电装 行驶轨迹存储装置
CN103777220A (zh) * 2014-01-17 2014-05-07 西安交通大学 基于光纤陀螺、速度传感器和gps的实时精确位姿估计方法
CN104360366A (zh) * 2014-11-05 2015-02-18 中国科学院嘉兴微电子与系统工程中心 航位推算和全球定位系统的组合定位方法
CN105387863A (zh) * 2015-12-09 2016-03-09 浙江网新恒天软件有限公司 一种针对现有导航地图中未知的道路进行识别和导航的方法
CN105698787A (zh) * 2014-10-06 2016-06-22 现代摩比斯株式会社 利用航位推算和gps的复合导航系统及其方法
JP2016206017A (ja) * 2015-04-23 2016-12-08 富士通株式会社 電子機器、及び移動速度算出プログラム
CN107246868A (zh) * 2017-07-26 2017-10-13 上海舵敏智能科技有限公司 一种协同导航定位系统及导航定位方法
CN108827308A (zh) * 2018-06-12 2018-11-16 杭州视氪科技有限公司 一种基于惯性传感器和gps数据融合的高精度行人室外定位系统及方法
CN108844533A (zh) * 2018-04-24 2018-11-20 西安交通大学 一种基于多传感器融合和姿态解算的自由姿态pdr定位方法
CN109631891A (zh) * 2019-01-11 2019-04-16 南京理工大学 一种基于gps/imu的室内外行人组合定位系统

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1996039A (zh) * 2006-12-22 2007-07-11 凯立德欣技术（深圳）有限公司 一种导航轨迹的记录方法、装置、设备以及导航方法
CN101922939A (zh) * 2009-06-11 2010-12-22 高德信息技术有限公司 一种导航过程中的地图匹配方法和装置
CN102901505A (zh) * 2011-07-29 2013-01-30 上海博泰悦臻电子设备制造有限公司 导航系统及道路匹配方法与装置
CN103717999A (zh) * 2011-08-24 2014-04-09 株式会社电装 行驶轨迹存储装置
CN103777220A (zh) * 2014-01-17 2014-05-07 西安交通大学 基于光纤陀螺、速度传感器和gps的实时精确位姿估计方法
CN105698787A (zh) * 2014-10-06 2016-06-22 现代摩比斯株式会社 利用航位推算和gps的复合导航系统及其方法
CN104360366A (zh) * 2014-11-05 2015-02-18 中国科学院嘉兴微电子与系统工程中心 航位推算和全球定位系统的组合定位方法
JP2016206017A (ja) * 2015-04-23 2016-12-08 富士通株式会社 電子機器、及び移動速度算出プログラム
CN105387863A (zh) * 2015-12-09 2016-03-09 浙江网新恒天软件有限公司 一种针对现有导航地图中未知的道路进行识别和导航的方法
CN107246868A (zh) * 2017-07-26 2017-10-13 上海舵敏智能科技有限公司 一种协同导航定位系统及导航定位方法
CN108844533A (zh) * 2018-04-24 2018-11-20 西安交通大学 一种基于多传感器融合和姿态解算的自由姿态pdr定位方法
CN108827308A (zh) * 2018-06-12 2018-11-16 杭州视氪科技有限公司 一种基于惯性传感器和gps数据融合的高精度行人室外定位系统及方法
CN109631891A (zh) * 2019-01-11 2019-04-16 南京理工大学 一种基于gps/imu的室内外行人组合定位系统

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