CN110595429A - 一种三维运动轨迹的生成方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三维运动轨迹的生成方法及装置，该方法包括：在每个位置采样点采集海拔值和经纬度坐标；将每个位置采样点的经纬度坐标转换成以米为单位的平面坐标；将每个位置采样点的平面坐标与海拔值转换成为三维坐标；将所有位置采样点的三维坐标顺序连接生成三维运动轨迹，并标识三维运动轨迹的起点和终点。本发明能够结合海拔生成三维运动轨迹。

Description

一种三维运动轨迹的生成方法及装置
技术领域
本发明涉及地图应用技术领域，特别是涉及一种三维运动轨迹的生成方法及装置。
背景技术
现在，越来越多运动爱好者在户外进行运动，他们希望记录下他们跑步，骑行、登山时的运动轨迹。这种运动轨迹一般在地图上进行展示，由一连串的位置点组成，并标识出起点，终点，从而让运动爱好者可以记录自己的行进路线。
现有技术一般是在平面地图上展示用户的行进路线，不管用户是在跑步还是登山，都忽略掉用户行进路线中的海拔，只关注经纬度的变化。但是，当运动爱好者进行海拔起伏较大的户外运动，比如登山时，他们更想记录自己在行进过程中海拔的升高和下降，然而现有技术还无法满足这种需求。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种三维运动轨迹的生成方法及装置，能够结合海拔生成三维运动轨迹。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种三维运动轨迹的生成方法，包括以下步骤；在每个位置采样点采集海拔值和经纬度坐标；将每个位置采样点的经纬度坐标转换成以米为单位的平面坐标；将每个位置采样点的平面坐标与海拔值转换成为三维坐标；将所有位置采样点的三维坐标顺序连接生成三维运动轨迹，并标识所述三维运动轨迹的起点和终点。
作为本发明的一个优选实施例，所述将每个位置采样点的经纬度坐标转换成以米为单位的平面坐标的步骤具体包括：选取所有位置采样点中经度坐标和纬度坐标均最小的位置采样点作为参考位置采样点；计算当前位置采样点在相同纬度下相对所述参考位置采样点的第一球面距离；计算当前位置采样点在相同经度下相对所述参考位置采样点的第二球面距离；将所述第一球面距离和第二球面距离组成为当前位置采样点的平面坐标。
作为本发明的一个优选实施例，所述生成方法还包括：在三维绘制平台上进行绘制并展示所述三维运动轨迹。
作为本发明的一个优选实施例，所述三维绘制平台为Open GL平台。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种三维运动轨迹的生成装置，所述三维运动轨迹的生成装置包括：数据采集模块，用于在每个位置采样点采集海拔值和经纬度坐标；二维坐标转换模块，用于将每个位置采样点的经纬度坐标转换成以米为单位的平面坐标；三维坐标转换模块，用于将每个位置采样点的平面坐标与海拔值转换成为三维坐标；轨迹生成模块，用于将所有位置采样点的三维坐标顺序连接生成三维运动轨迹，并标识所述三维运动轨迹的起点和终点。
作为本发明的一个优选实施例，所述二维坐标转换模块包括参考点选取单元、第一坐标计算单元、第二坐标计算单元和坐标生成单元：所述参考点选取单元用于选取所有位置采样点中经度坐标和纬度坐标均最小的位置采样点作为参考位置采样点；所述第一坐标计算单元用于计算当前位置采样点在相同纬度下相对所述参考位置采样点的第一球面距离；所述第二坐标计算单元用于计算当前位置采样点在相同经度下相对所述参考位置采样点的第二球面距离；所述坐标生成单元用于将所述第一球面距离和第二球面距离组成为当前位置采样点的平面坐标。
作为本发明的一个优选实施例，所述生成装置还包括轨迹展示单元，所述轨迹展示单元用于在三维绘制平台上进行绘制并展示所述三维运动轨迹。
作为本发明的一个优选实施例，所述三维绘制平台为Open GL平台。
区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：对一些海拔变化较大的户外运动，使运动爱好者可以清晰地看到运动过程中海拔发生的变化，了解海拔对自己成绩的影响，比如爬坡时速度有可能更慢，下坡时速度有可能提升。
附图说明
图1是本发明实施例的三维运动轨迹的生成方法的流程示意图。
图2是本发明实施例的三维运动轨迹的生成装置的原理框图。
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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。
参阅图1，是本发明实施例的三维运动轨迹的生成方法的流程示意图。本发明实施例的三维运动轨迹的生成方法包括以下步骤；
S1：在每个位置采样点采集海拔值和经纬度坐标。
其中，经纬度坐标可以通过GPS信号得到，海拔值可以通过气压计得到。
S2：将每个位置采样点的经纬度坐标转换成以米为单位的平面坐标。
S3：将每个位置采样点的平面坐标与海拔值转换成为三维坐标。
其中，海拔值的比例尺保持与经纬度的比例尺一致。
S4：将所有位置采样点的三维坐标顺序连接生成三维运动轨迹，并标识三维运动轨迹的起点和终点。
在本实施例中，步骤S2具体为：
选取所有位置采样点中经度坐标和纬度坐标均最小的位置采样点作为参考位置采样点；
计算当前位置采样点在相同纬度下相对所述参考位置采样点的第一球面距离；
计算当前位置采样点在相同经度下相对所述参考位置采样点的第二球面距离；
将第一球面距离和第二球面距离组成为当前位置采样点的平面坐标。
其中，假设参考位置采样点的经度坐标为lng0，纬度坐标为lat0。当前位置采样点的经纬度坐标为(lng1，lat1)，计算当前位置采样点在相同纬度下相对参考位置采样点的第一球面距离，即计算(lng1,lat0)相对(lng0,lat0)的球面距离，假设为dx米，再计算当前位置采样点在相同经度下相对参考位置采样点的第二球面距离，即计算(lng0,lat1)相对(lng0,lat0)的球面距离，假设为dy米，最后当前位置采样点的经纬度坐标(lng1，lat1)转换成以米为单位的平面坐标(dx,dy)。在此基础上，假设当前位置采样点的海拔为alt米，则三维坐标为(dx,dy,alt)。
在本实施例中，生成方法还包括：
S5：在三维绘制平台上进行绘制并展示三维运动轨迹。
其中，三维绘制平台为Open GL平台。
参阅图2，是本发明实施例的三维运动轨迹的生成装置的原理框图。本发明实施例的三维运动轨迹的生成装置包括数据采集模块10、二维坐标转换模块20、三维坐标转换模块30和轨迹生成模块40。
数据采集模块10用于在每个位置采样点采集海拔值和经纬度坐标。其中，经纬度坐标可以通过GPS信号得到，海拔值可以通过气压计得到
二维坐标转换模块20用于将每个位置采样点的经纬度坐标转换成以米为单位的平面坐标。
三维坐标转换模块30用于将每个位置采样点的平面坐标与海拔值转换成为三维坐标。其中，海拔值的比例尺保持与经纬度的比例尺一致。
轨迹生成模块40用于将所有位置采样点的三维坐标顺序连接生成三维运动轨迹，并标识所述三维运动轨迹的起点和终点。
在本实施例中，二维坐标转换模块20包括参考点选取单元21、第一坐标计算单元22、第二坐标计算单元23和坐标生成单元24。
参考点选取单元21用于选取所有位置采样点中经度坐标和纬度坐标均最小的位置采样点作为参考位置采样点；
第一坐标计算单元22用于计算当前位置采样点在相同纬度下相对参考位置采样点的第一球面距离；
第二坐标计算单元23用于计算当前位置采样点在相同经度下相对参考位置采样点的第二球面距离；
坐标生成单元24用于将第一球面距离和第二球面距离组成为当前位置采样点的平面坐标。
其中，假设参考位置采样点的经度坐标为lng0，纬度坐标为lat0。当前位置采样点的经纬度坐标为(lng1，lat1)，计算当前位置采样点在相同纬度下相对参考位置采样点的第一球面距离，即计算(lng1,lat0)相对(lng0,lat0)的球面距离，假设为dx米，再计算当前位置采样点在相同经度下相对参考位置采样点的第二球面距离，即计算(lng0,lat1)相对(lng0,lat0)的球面距离，假设为dy米，最后当前位置采样点的经纬度坐标(lng1，lat1)转换成以米为单位的平面坐标(dx,dy)。在此基础上，假设当前位置采样点的海拔为alt米，则三维坐标为(dx,dy,alt)。
在本实施例中，生成装置还包括轨迹展示单元50，轨迹展示单元50用于在三维绘制平台上进行绘制并展示三维运动轨迹。其中，三维绘制平台为Open GL平台。
通过上述方式，本发明的三维运动轨迹的生成方法及装置能够在展示运动轨迹时表示出海拔变化。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种三维运动轨迹的生成方法，其特征在于，包括以下步骤；
在每个位置采样点采集海拔值和经纬度坐标；
将每个位置采样点的经纬度坐标转换成以米为单位的平面坐标；
将每个位置采样点的平面坐标与海拔值转换成为三维坐标；
将所有位置采样点的三维坐标顺序连接生成三维运动轨迹，并标识所述三维运动轨迹的起点和终点。
2.根据权利要求1所述的三维运动轨迹的生成方法，其特征在于，所述将每个位置采样点的经纬度坐标转换成以米为单位的平面坐标的步骤具体包括：
选取所有位置采样点中经度坐标和纬度坐标均最小的位置采样点作为参考位置采样点；
计算当前位置采样点在相同纬度下相对所述参考位置采样点的第一球面距离；
计算当前位置采样点在相同经度下相对所述参考位置采样点的第二球面距离；
将所述第一球面距离和第二球面距离组成为当前位置采样点的平面坐标。
3.根据权利要求2所述的三维运动轨迹的生成方法，其特征在于，所述生成方法还包括：
在三维绘制平台上进行绘制并展示所述三维运动轨迹。
4.根据权利要求3所述的三维运动轨迹的生成方法，其特征在于，所述三维绘制平台为Open GL平台。
5.一种三维运动轨迹的生成装置，其特征在于，所述三维运动轨迹的生成装置包括：
数据采集模块，用于在每个位置采样点采集海拔值和经纬度坐标；
二维坐标转换模块，用于将每个位置采样点的经纬度坐标转换成以米为单位的平面坐标；
三维坐标转换模块，用于将每个位置采样点的平面坐标与海拔值转换成为三维坐标；
轨迹生成模块，用于将所有位置采样点的三维坐标顺序连接生成三维运动轨迹，并标识所述三维运动轨迹的起点和终点。
6.根据权利要求5所述的三维运动轨迹的生成装置，其特征在于，所述二维坐标转换模块包括参考点选取单元、第一坐标计算单元、第二坐标计算单元和坐标生成单元；
所述参考点选取单元用于选取所有位置采样点中经度坐标和纬度坐标均最小的位置采样点作为参考位置采样点；
所述第一坐标计算单元用于计算当前位置采样点在相同纬度下相对所述参考位置采样点的第一球面距离；
所述第二坐标计算单元用于计算当前位置采样点在相同经度下相对所述参考位置采样点的第二球面距离；
所述坐标生成单元用于将所述第一球面距离和第二球面距离组成为当前位置采样点的平面坐标。
7.根据权利要求6所述的三维运动轨迹的生成装置，其特征在于，所述生成装置还包括轨迹展示单元，所述轨迹展示单元用于在三维绘制平台上进行绘制并展示所述三维运动轨迹。
8.根据权利要求7所述的三维运动轨迹的生成装置，其特征在于，所述三维绘制平台为Open GL平台。
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