车载系统中麦加相对方向的指示方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种车载系统中麦加相对方向的指示方法。所述方法包括：获取车辆位置的经纬度；根据所述车辆位置的经纬度和预存的麦加位置的经纬度，计算方位角度，所述方位角度为车辆位置与麦加位置连线相对于南北经线之间的夹角；计算车辆行驶轨迹相对于南北经线的轨迹角度；将所述方位角和所述轨迹角度进行叠加得到麦加相对方向，并显示所述麦加相对方向。本发明还相应公开了一种车载系统中麦加相对方向的指示装置。应用本发明技术方案，能够在行车环境中，指示麦加相对于行车方向的相对方向。
【专利说明】车载系统中麦加相对方向的指示方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及车载设备【技术领域】，特别是涉及一种车载系统中麦加相对方向指示方法和装置。
【背景技术】
[0002]麦加(东经39.49°，北纬21.26° )是伊斯兰教的圣城。根据伊斯兰教义，穆斯林每日都要在规定的时间段内向麦加的克尔白庙方向虔诚地祈祷五次。对于在世界上其它地方工作或旅行的穆斯林来说，尤其是行车过程中的穆斯林来说，定位麦加的相对方向比较困难。
[0003]在传统技术中，人们基于电子指南针在手机等移动设备或手表等设备中，实现了麦加相对方向的指示。然而在行车环境中，车载系统的电磁环境复杂，且易受到外界的干扰，导致传统的基于电子指南针的设备指示方向的误差较大，所以内置电子指南针的方式并不适合于车载系统中指不麦加的相对方向。因此，需要提供一种指不麦加与行车方向的相对方向的方法和装置，提高方向的指示精度。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种车载系统中麦加相对方向的指示方法和装置，应用本发明技术方案，能够在行车环境中，指不麦加相对于行车方向的相对方向。
[0005]一种车载系统中麦加相对方向的指示方法，包括:
[0006]获取车辆位置的经纬度；
[0007]根据所述车辆位置的经纬度和预存的麦加位置的经纬度，计算方位角度，所述方位角度为车辆位置与麦加位置连线相对于南北经线之间的夹角；
[0008]计算车辆行驶轨迹相对于南北经线的轨迹角度；
[0009]将所述方位角和所述轨迹角度进行叠加得到麦加相对方向，并显示所述麦加相对方向。
[0010]在一个实施例中，在显示所述麦加相对方向的步骤之后，所述方法还包括:
[0011]延迟预设时间后，重新获取车辆位置的经纬度、计算方位角度、轨迹角度，并更新所述麦加相对方向；
[0012]在将所述方位角度和所述轨迹角度进行叠加得到麦加相对方向的步骤之后，所述方法包括:
[0013]存储所述麦加相对方向；
[0014]在所述获取车辆位置的经纬度的步骤之前，所述方法还包括:
[0015]系统初始化，获取存储的所述麦加相对方向，并显不所述麦加相对方向。
[0016]在一个实施例中，在根据所述车辆位置的经纬度和预存的麦加位置的经纬度，计算方位角度的步骤之后，所述方法还包括:
[0017]获取所述车辆的速度值，并判断所述速度值是否大于预设阀值；
[0018]若是，则执行计算车辆行驶轨迹相对于南北经线的轨迹角度，及更新所述麦加相对方向的后续步骤，否则，保持当前的麦加相对方向不变。
[0019]在一个实施例中，所述计算车辆行驶轨迹相对于南北经线的轨迹角度步骤包括:
[0020]获取预置小时间段内的车辆行驶轨迹上的两位置的经纬度，并根据所述两位置的经纬度，确定两位置连线与南北经线之间的夹角，作为所述轨迹角度。
[0021]在一个实施例中，显示所述麦加相对方向的步骤,包括:
[0022]在车载屏幕上，以垂直向上作为车辆行驶方向的基准，并根据所述麦加相对方向的角度值，显不所述麦加相对方向。
[0023]—种车载系统中麦加相对方向的指不装置，包括:GPS模块、控制处理模块和显不模块；
[0024]所述GPS模块，用于获取车辆位置的经纬度；
[0025]所述控制处理模块包括方位角度计算单元、轨迹角度计算单元、相对方向计算单元;
[0026]所述方位角度计算单元，用于根据所述车辆位置的经纬度和预存的麦加位置的经纬度，计算方位角度，所述方位角度为车辆位置与麦加位置连线相对于南北经线之间的夹角；
[0027]所述轨迹角度计算单元，用于计算车辆行驶轨迹相对于南北经线的轨迹角度；
[0028]所述相对方向计算单元，用于将所述方位角和所述轨迹角度进行叠加得到麦加相对方向；
[0029]所述显示模块，用于显示所述麦加相对方向。
[0030]在一个实施例中，所述控制处理模块还包括延时单元，用于延迟预设时间，在所述预设时间之后，所述方位角度计算单元、所述轨迹角度计算单元、所述相对方向计算单元重新确定方位角度、轨迹角度以及麦加相对方向，所述显示模块更新显示所述麦加相对方向。
[0031]在一个实施例中，所述GPS模块，还用于获取车辆的速度值；
[0032]所述控制处理模块，还包括车速判断单元，用于所述速度值是否大于预设阀值；
[0033]若是，则由所述轨迹角度计算单元计算车辆行驶轨迹相对于南北经线的轨迹角度，并由所述相对方向计算单元更新所述麦加相对方向，否则，所述相对方向计算单元保持当前的麦加相对方向不变。
[0034]在一个实施例中，所述轨迹角度计算单元，用于获取预置小时间段内的车辆行驶轨迹上的两位置的经纬度，并根据所述两位置的经纬度，确定两位置连线与南北经线之间的夹角，作为所述轨迹角度。
[0035]在一个实施例中，所述显示模块，用于在车载屏幕上，以垂直向上作为车辆行驶方向的基准，并根据所述麦加相对方向的角度值，显不所述麦加相对方向
[0036]上述车载系统中麦加相对方向的指示方法，由于通过获取车辆的实时经纬度计算方位角度，以及获取车辆的行驶轨迹计算轨迹角度，进而可根据方位角度和轨迹角度计算得到麦加相对方向，因此避免了在传统车载系统中通过电子指南针获取麦加相对方法时，因外界电磁环境的干扰而导致指示方向的精确度误差较大的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1为一个实施例中的车载系统中麦加相对方向的指示方法的流程示意图；
[0038]图2为一个实施例中麦加相对方向、方位角度、轨迹角度的构成示意图；
[0039]图3为一个实施例中计算方位角度的示意图；
[0040]图4为一个实施例中显不麦加相对方向的不意图；
[0041]图5为又一个实施例中的车载系统中麦加相对方向的指示方法的流程示意图；
[0042]图6为一个实施例中的车载系统中麦加相对方向的指示装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0043]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0044]在一个实施例中，如图1所示，一种车载系统中麦加方向的指示方法，包括如下步骤:
[0045]步骤101，获取车辆位置的经纬度。
[0046]在本实施例中，经纬度是指车辆的当前位置所对应的经纬度。可以理解，由于车辆行驶时其位置会不断发生变化，因此车辆位置所对应的经纬度也在不断变化。
[0047]具体的,可通过车辆内部安装的GPS(Gloabal Posit1ning System)模块来实时获取车辆当前位置的经纬度。
[0048]步骤102，根据车辆位置的经纬度和预存的麦加位置的经纬度，计算方位角度，该方位角度为车辆位置与麦加位置连线相对于南北经线之间的夹角。
[0049]在本实施例中，由于麦加的位置是固定不变的，因此其对应的经纬度也不变，故可预先将麦加位置的经纬度进行存储。
[0050]方位角又称地平经度，是指从某点的指北方向线起，依顺时针到目标方向线之间的水平夹角。结合图2所示，A点为车辆位置，B点为麦加位置，AC指向北极方向，计算A点的指北方向线AC到目标点B点的目标方向线AB之间的夹角，得到Z β (也就是Z CAB)方位角度。
[0051]具体的，如图3所示，假设A点为车辆位置，B点为麦加位置，则Z CAB就是麦加对于车辆的方位角。
[0052]假设A点经纬为A ( Φ Α，λ Α)，B点经纬为B ( Φ B，λ B)，D (参考点D，与B同经度，且Z CAD为90度)的经纬为D((tD、AD), B点相对于A点的方位角为Z CAB。
[0053]具体的，可通过如下公式:
[0054]弧度=角度X Ji +180
[0055]计算得到A点经纬和B点经纬对应的弧度值A ( Φ Α’、λ A’)和B ( Φ B’、λ B’)。
[0056]进一步的，采用公式:
[0057]Xl =、丨— (sin((44') * sin(^/>>!) + cos(r/W) * cos(辦')H! co%{λΒ'-λΑ' ))1);
[0058]X2 = cos ( Φ B，)*sin (入 B，-入 A，)/Xl ；
[0059]进一步的，根据公式
[0060]A3 = 7((1 — sin(如’)* %\η(φΑ') * ?\\{/ιΒ'-λ.4') * ?η{λΒ'-λΑ')))[0061 ] X4 = cos ( λ B，- λ A，)*sin ( Φ A，)/X3
[0062]X5 = asin(X4) X180+
[0063]如果λ A 彡 0，则 X5 = λ A+540 ;否则 X5 = λ A+180。
[0064]最后，根据如下条件判断判断并计算方位角Z CAB:
[0065]如果Φ?>ΦΒ，且 λ Α<Χ5< λ B,则 Z CAB = asin (Χ2) *180+π ；
[0066]如果Φ?>ΦΒ， 且λΑ〈Χ5〈λΒ条件不符合，则 Z CAB =360 - asin(X2)*180+ π | ；
[0067]如果φ? 彡 ΦΒ，且 λΑ〈Χ5〈λΒ,则Z CAB = 180-1 asin (Χ2) *180+π | ；
[0068]如果Φ?彡ΦΒ,且λΑ〈Χ5〈λΒ条件不符合，则Z CAB = 180+asin(X2)*180+ π |。
[0069]步骤103，计算车辆行驶轨迹相对于南北经线的轨迹角度。
[0070]结合图2所示，线段AE表示车辆行驶轨迹，AC为车辆当前位置对应的南北经线，Z α (即Z CAE)则表示车辆的轨迹角度。具体的，可通过车辆的GPS模块获取车辆的轨迹角度。
[0071]步骤104，将方位角和轨迹角度进行叠加得到麦加相对方向。
[0072]具体的，将方位角Z β和轨迹角度Z α进行叠加后，得到麦加相对方向Z Θ并将方向箭头显示到屏幕上。结合图4所示，图4表示的是上北下南，左西右东的示意图。其中，虚线是指车辆车身的前方，箭头则表示麦加位置在车辆当前位置的相对方向，通过屏幕的显示便可得知麦加位于车辆的左后方。
[0073]步骤105，并显示麦加相对方向。
[0074]上述车载系统中麦加相对方向的指示方法，由于通过获取车辆的实时经纬度计算方位角度，以及获取车辆的行驶轨迹计算轨迹角度，进而可根据方位角度和轨迹角度计算得到麦加相对方向，因此避免了在传统车载系统中通过电子指南针获取麦加相对方法时，因外界电磁环境的干扰而导致指示方向的精确度误差较大的问题。
[0075]在一个实施例中，在显示麦加相对方向的步骤之后，该方法还包括:延迟预设时间后，重新获取车辆位置的经纬度、计算方位角度、轨迹角度，并更新麦加相对方向；在将方位角度和轨迹角度进行叠加得到麦加相对方向的步骤之后，该方法包括:存储该麦加相对方向；在步骤101之前，该方法还包括:系统初始化，获取存储的麦加相对方向，并显示麦加相对方向。
[0076]延时时间是指控制车载系统重新获取车辆位置的经纬度、计算方位角度和轨迹角度，并更新麦加相对方向的时间间隔。在本实施例中，延时时间优选为0.5秒。
[0077]由于车辆是不断运动的，其位置也在不停地变化，故麦加对车辆的相对位置也会不同。因此，系统根据预先设置的延时时间，不断重新获取车辆位置的实时经纬度、计算方位角度和轨迹角度，并更新麦加相对方向，更加提高了指示麦加方向的精确度。
[0078]进一步的，实时计算得到最新麦加相对方向后,系统则自动存储该最新麦加相对方向。
[0079]在一个实施例中，若刚启动车载系统时，系统则自动获取上一次保存在ROM中的麦加相对方向(即系统上次关闭前所保存的最新麦加相对方向)并显示到屏幕上。
[0080]在一个实施例中，步骤102之后，该方法还包括:获取车辆的速度值，并判断该速度值是否大于预设阀值；若是，则执行计算车辆行驶轨迹相对于南北经线的轨迹角度，及更新所述麦加相对方向的后续步骤，否则，保持当前的麦加相对方向不变。
[0081]由于当车辆的行驶速度低于一定值时，车载系统得到的轨迹角度是随机的，且会不定时的发生跳变，因此需要结合速度对轨迹角度进行滤波。在本实施例中，可根据需求预先设置速度阈值，当速度小于预设的速度阈值时，不执行计算车辆的轨迹角度的步骤。其中，预设阈值优选为0.5m/s (1.8km/h)时。
[0082]具体的，可根据车载系统的GPS模块和/或传感器来获取车辆的速度。
[0083]在一个实施例中，步骤103包括:获取预置小时间段内的车辆行驶轨迹上的两位置的经纬度，并根据两位置的经纬度，确定两位置连线与南北经线之间的夹角，作为轨迹角度。
[0084]预置小时间段可根据实际需求预先设置，在本实施例中，预置小时间段优选为0.1秒。
[0085]具体的，结合图2所示，假设车辆在预置小时间内从A点行驶到了 E点，则可计算两位置之间的连线AE和南北经线AC之间的夹角Z CAE,作为轨迹角度。
[0086]在一个实施例中，显不麦加相对方向的步骤，包括:在车载屏幕上，以垂直向上作为车辆行驶方向的基准，并根据该麦加相对方向的角度值，显不该麦加相对方向。
[0087]图4为显示麦加相对方向的示意图，屏幕的上下左右分别表示车身的前后左右四个方向。其中，屏幕中垂直向上的方向(即沿着虚线方向向上)为车辆的行驶方向，Z Θ为麦加相对方向的角度值，图4则表不麦加位于车辆的左后方。
[0088]在一个实施例中，如图5所不,一种车载系统中麦加相对方向的指不装置,其特征在于，该装置包括=GPS模块601、控制处理模块602和显示模块603 ；
[0089]GPS模块601，用于获取车辆位置的经纬度。
[0090]控制处理模块602包括方位角度计算单元、轨迹角度计算单元、相对方向计算单
J Li ο
[0091]方位角度计算单元，用于根据车辆位置的经纬度和预存的麦加位置的经纬度，计算方位角度，该方位角度为车辆位置与麦加位置连线相对于南北经线之间的夹角。
[0092]轨迹角度计算单元，用于计算车辆行驶轨迹相对于南北经线的轨迹角度。
[0093]相对方向计算单元，用于将该方位角和该轨迹角度进行叠加得到麦加相对方向。
[0094]显不模块603,用于显不该麦加相对方向。
[0095]在一个实施例中，控制处理模块602还包括延时单元，用于延迟预设时间，在预设时间之后，方位角度计算单元、轨迹角度计算单元、相对方向计算单元重新确定方位角度、轨迹角度以及麦加相对方向，显示模块更新显示该麦加相对方向。
[0096]在一个实施例中，GPS模块601还用于获取车辆的速度值；
[0097]控制处理模块602还包括车速判断单元，用于判断车速是否大于预设阀值；
[0098]若是，则由轨迹角度计算单元计算车辆行驶轨迹相对于南北经线的轨迹角度，并由相对方向计算单元更新麦加相对方向，否则，相对方向计算单元保持当前的麦加相对方向不变。
[0099]在一个实施例中，轨迹角度计算单元用于获取预置小时间段内的车辆行驶轨迹上的两位置的经纬度，并根据两位置的经纬度，确定两位置连线与南北经线之间的夹角，作为轨迹角度。
[0100]在一个实施例中，显不模块603用于在车载屏幕上，以垂直向上作为车辆行驶方向的基准，并根据麦加相对方向的角度值，显不该麦加相对方向。
[0101]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种车载系统中麦加相对方向的指示方法，其特征在于，所述方法包括: 获取车辆位置的经纬度； 根据所述车辆位置的经纬度和预存的麦加位置的经纬度，计算方位角度，所述方位角度为车辆位置与麦加位置连线相对于南北经线之间的夹角； 计算车辆行驶轨迹相对于南北经线的轨迹角度； 将所述方位角和所述轨迹角度进行叠加得到麦加相对方向，并显示所述麦加相对方向。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在显示所述麦加相对方向的步骤之后，所述方法还包括: 延迟预设时间后，重新获取车辆位置的经纬度、计算方位角度、轨迹角度，并更新所述麦加相对方向； 在将所述方位角度和所述轨迹角度进行叠加得到麦加相对方向的步骤之后，所述方法包括: 存储所述麦加相对方向； 在所述获取车辆位置的经纬度的步骤之前，所述方法还包括: 系统初始化，获取存储的所述麦加相对方向，并显示所述麦加相对方向。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据所述车辆位置的经纬度和预存的麦加位置的经纬度，计算方位角度的步骤之后，所述方法还包括: 获取所述车辆的速度值，并判断所述速度值是否大于预设阀值； 若是，则执行计算车辆行驶轨迹相对于南北经线的轨迹角度，及更新所述麦加相对方向的后续步骤，否则，保持当前的麦加相对方向不变。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算车辆行驶轨迹相对于南北经线的轨迹角度步骤包括: 获取预置小时间段内的车辆行驶轨迹上的两位置的经纬度，并根据所述两位置的经纬度，确定两位置连线与南北经线之间的夹角，作为所述轨迹角度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，显示所述麦加相对方向的步骤，包括: 在车载屏幕上，以垂直向上作为车辆行驶方向的基准，并根据所述麦加相对方向的角度值，显不所述麦加相对方向。
6.一种车载系统中麦加相对方向的指示装置，其特征在于，所述装置包括:GPS模块、控制处理模块和显示模块； 所述GPS模块，用于获取车辆位置的经纬度； 所述控制处理模块包括方位角度计算单元、轨迹角度计算单元、相对方向计算单元； 所述方位角度计算单元，用于根据所述车辆位置的经纬度和预存的麦加位置的经纬度，计算方位角度，所述方位角度为车辆位置与麦加位置连线相对于南北经线之间的夹角； 所述轨迹角度计算单元，用于计算车辆行驶轨迹相对于南北经线的轨迹角度； 所述相对方向计算单元，用于将所述方位角和所述轨迹角度进行叠加得到麦加相对方向； 所述显示模块，用于显示所述麦加相对方向。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制处理模块还包括延时单元，用于延迟预设时间，在所述预设时间之后，所述方位角度计算单元、所述轨迹角度计算单元、所述相对方向计算单元重新确定方位角度、轨迹角度以及麦加相对方向，所述显示模块更新显不所述麦加相对方向。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述GPS模块，还用于获取车辆的速度值； 所述控制处理模块，还包括车速判断单元，用于判断所述速度值是否大于预设阀值；若是，则由所述轨迹角度计算单元计算车辆行驶轨迹相对于南北经线的轨迹角度，并由所述相对方向计算单元更新所述麦加相对方向，否则，所述相对方向计算单元保持当前的麦加相对方向不变。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述轨迹角度计算单元，用于获取预置小时间段内的车辆行驶轨迹上的两位置的经纬度，并根据所述两位置的经纬度，确定两位置连线与南北经线之间的夹角，作为所述轨迹角度。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述显示模块，用于在车载屏幕上，以垂直向上作为车辆行驶方向的基准，并根据所述麦加相对方向的角度值，显不所述麦加相对方向。
【文档编号】G01C21/26GK104133230SQ201410356744
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】王陈一杰 申请人:惠州华阳通用电子有限公司