基于可穿戴设备的辅助骑行增强定位的方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108426577A(43)申请公布日2018.08.21(21)申请号201810413078.4(22)申请日2018.05.02(71)申请人千寻位置网络有限公司地址200433上海市杨浦区军工路1436号64幢一层J165室(72)发明人张馨(74)专利代理机构上海市海华永泰律师事务所31302代理人包文超(51)Int.Cl.G01C21/16(2006.01)G01C21/08(2006.01)G01C5/06(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称基于可穿戴设备的辅助骑行增强定位的方法和装置(57)摘要本发明提供了一种基于可穿戴设备的辅助骑行增强定位的方法和装置，其方法包括：对自行车轮圈相关系数和传感器相关系数进行预先标定；判断用户是否处于骑行模式；如果用户处于骑行模式，计算得出可穿戴设备坐标系相对于导航坐标系的航向角；计算得出用户坐标系相对于可穿戴设备坐标系的未对准角和用户的航向；计算当前的高度；判断用户当前是处于脚蹬模式还是处于滑行模式，并根据不同模式进行相应推算，得出用户的纯惯导的位置；将用户的纯惯导的位置与GNSS定位得出的位置进行融合，并对GNSS定位质量设置相应的权重；输出与融合后的用户3轴位置信息和用户的航向、俯仰角信息；继续判断用户是否处于骑行模式，进行循环，直至任务结束。CN108426577ACN108426577A权利要求书1/2页1.一种基于可穿戴设备的辅助骑行增强定位的方法，其特征在于，包括以下步骤：对自行车轮圈相关系数和传感器相关系数进行预先标定；如果预先标定步骤完成，则判断用户是否处于骑行模式，否则继续进行预先标定；如果用户处于骑行模式，则根据陀螺仪、加速度计、磁传感器的输入计算得出可穿戴设备坐标系相对于导航坐标系的航向角，否则持续判断用户是否处于骑行模式；根据陀螺仪和加速度计的输入计算得出用户坐标系相对于可穿戴设备坐标系的未对准角和用户的航向；根据气压计和温度计，结合初始高度计算出当前的高度；根据陀螺仪和加速度计的输入判断用户当前是处于脚蹬模式还是处于滑行模式，并根据不同模式进行相应推算，得出用户的纯惯导的位置；将用户的纯惯导的位置与GNSS定位得出的位置进行融合，并根据GNSS定位精度对GNSS定位质量设置相应的权重；输出与GNSS融合后的用户3轴位置信息和用户的航向、俯仰角信息；继续判断用户是否处于骑行模式，进行循环，直至用户结束任务。2.如权利要求1所述的一种基于可穿戴设备的辅助骑行增强定位的方法，其特征在于，对自行车轮圈相关系数和传感器相关系数进行预先标定具体包括以下步骤：等待GNSS定位收敛，如果GNSS定位未收敛，继续等待直至GNSS定位收敛，得出GNSS初始高度；用户朝一个固定方向正常骑行，然后自由滑行直至自行车速度为0为止；用户原地翻转带可穿戴设备的手腕，做∞字运动，标定出磁传感器的误差；根据自行车的起始位置和自行车正常骑行的终点位置标定出轮圈的周长；根据自行车正常骑行的终点位置和自行车自由滑行的终点位置标定出滑行摩擦系数。3.如权利要求2所述的一种基于可穿戴设备的辅助骑行增强定位的方法，其特征在于，用户朝某一个固定方向正常骑行20圈，以一侧脚蹬从最高点蹬一圈再回至最高点为一圈。4.如权利要求2所述的一种基于可穿戴设备的辅助骑行增强定位的方法，其特征在于，用户翻转手腕做5圈∞字运动。5.如权利要求2所述的一种基于可穿戴设备的辅助骑行增强定位的方法，其特征在于，当用户处于脚蹬模式时，检测当前是否脚蹬一圈，如果是，则根据标定的轮圈的周长，选取前一圈发生时刻和当前时刻的航向角均值进行航位推算，否则继续检测。6.如权利要求5所述的一种基于可穿戴设备的辅助骑行增强定位的方法，其特征在于，根据陀螺仪和加速度计的输入判断当前是否脚蹬一圈，以一侧脚蹬从最高点蹬一圈再回至最高点为一圈。7.如权利要求2所述的一种基于可穿戴设备的辅助骑行增强定位的方法，其特征在于，当用户处于滑行模式时，根据标定的滑行摩擦系数和上一时刻的水平速度进行航位推算。8.如权利要求2所述的一种基于可穿戴设备的辅助骑行增强定位的方法，其特征在于，根据水平位移和高程位移计算出俯仰角。9.如权利要求2所述的一种基于可穿戴设备的辅助骑行增强定位的方法，其特征在于，如果GNSS定位质量差则权重低，如果GNSS定位质量好则权重高；如果GNSS无定位则输出惯导位置。2CN108426577A权利要求书2/2页10.一种基于可穿戴设备的辅助骑行增强定位的装置，其特征在于，所述装置包括：预先标定单元，用于对自行车轮圈相关系数和传感器相关系数进行预先标定；骑行模式判断单元，用于在预先标完成后，判断用户是否处于骑行模式；信息计算单元