一种基于线路信息的气象数据获取装置及获取方法与流程

1.本发明涉及数据处理领域，更具体地，涉及一种基于线路信息的气象数据获取装置及获取方法。


背景技术：

2.当前，能够进行天气信息的显示的码表并不多见，尽管有以用户指定地区位置或卫星定位来进行推送的地区天气信息的，但在用户的户外骑行中，对于天气的不确定性，尤其是天气多变的地区，用户很难在骑行中知道未来将要达到地的天气情况。而天气的情况往往直接影响着用户的运动体验，对身体安全的影响也尤为明显，该技术就是针对这一缺陷而发明。


技术实现要素：

3.本发明针对现有技术中存在的用户骑行过程中，无法知道未来将要达到地的天气情况的技术问题，提供一种基于线路信息的气象数据获取装置及获取方法。
4.根据本发明的第一方面，提供了一种基于线路信息或气象数据获取装置，包括码表设备和手机终端；
5.所述手机终端，用于根据码表设备下发的用户骑行线路信息，将所述线路信息分解为多个经纬度坐标点，并基于气象数据平台的气象数据获取每一个经纬度坐标点的气象数据；还用于根据用户骑行的当前位置信息和当前运动数据，计算用户从当前位置骑行到下一个位置的运动时间t，且将t时间后的气象数据和对应的下一个位置发送给码表设备；
6.所述码表设备，用于获取用户骑行的当前位置信息和当前运动数据，并下发给所述手机终端。
7.根据本发明的第二方面，提供一种基于线路信息的气象数据获取方法，包括：
8.码表设备获取用户骑行的当前位置信息和当前运动数据，以及将当前位置信息、当前运动数据和用户骑行线路信息下发给所述手机终端；
9.手机终端根据码表设备下发的用户骑行线路信息，将所述线路信息分解为多个经纬度坐标点，并基于气象数据平台的气象数据获取每一个经纬度坐标点的气象数据；以及根据用户骑行的当前位置信息和当前运动数据，计算用户从当前位置骑行到下一个位置的运动时间t，且将t时间后的气象数据和对应的下一个位置发送给码表设备。
10.本发明提供的一种基于线路信息的气象数据获取装置及获取方法，能够根据码表下发的导航路线和行动轨迹进行智能预测未来所到达地的天气信息，提前告知用户天气情况，有效的帮助用户在运动时应对突发的天气状况。
附图说明
11.图1为本发明提供的一种基于线路信息的气象数据获取装置的结构示意图；
12.图2为用户骑行过程中的平面位移示意图；
13.图3为将用户骑行线路分解为多个经纬度坐标点的示意图；
14.图4为本发明提供的一种基于线路信息的气象数据获取方法示意图；
15.图5为一种基于线路信息的气象数据获取方法的整体流程示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
17.实施例一
18.一种基于线路信息的气象数据获取装置，参见图1，该气象数据获取装置包括码表设备和手机终端。
19.所述手机终端，用于根据码表设备下发的用户骑行线路信息，将所述线路信息分解为多个经纬度坐标点，并基于气象数据平台的气象数据获取每一个经纬度坐标点的气象数据；还用于根据用户骑行的当前位置信息和当前运动数据，计算用户从当前位置骑行到下一个位置的运动时间t，且将t时间后的气象数据和对应的下一个位置发送给码表设备；所述码表设备，用于获取用户骑行的当前位置信息和当前运动数据，并下发给所述手机终端。
20.作为实施例，所述码表设备内置gnss模块进和蓝牙模块，或者内置gnss模块、加速度传感器和蓝牙模块；基于所述gnss模块或者基于所述gnss模块和所述加速度传感器获取用户骑行的当前位置信息和当前运动数据，并通过所述蓝牙模块将用户骑行的当前位置信息和当前运动数据发送给手机终端。
21.其中，gnss模块包含rf射频芯片、基带芯片及微处理器的芯片组，gnss模块会通过rf射频芯片和基带芯片接收来自指定卫星频段的信号，并通过微处理器的芯片来进行解析，得到当前位置的经纬度、时间以及航向等信息。码表上的地图导航通过gnss模块、导航软件相互分工，配合完成导航工作。其中gnss负责搜索跟踪和采集位置数据，导航软件则用于人机界面交互和路径引导计算。
22.其中，用户骑行过程中的运动速度为通过码表设备的gnss模块和加速度传感器所得数据结合算法得到，是预测所到经纬坐标点的重要参数。蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术。能够在码表、手机以及其他终端设备之间进行无线信息交换。
23.作为实施例，手机终端内置地图、蜂窝网络和蓝牙功能，能够传输和编解码特定的数据至码表设备，并且通过蜂窝网络能够将线路中经纬度坐标点与气象局数据相匹配，得到该坐标点的天气信息，将该信息进行特定的格式编码，通过蓝牙芯片即可把数据发送给码表设备。
24.码表设备内置gnss模块、加速度传感器和蓝牙模块，gnss模块和加速度传感器可以同时存在也可以只有gnss模块，gnss模块除了提供码表设备的当前经纬度信息外，也可以提供运动速度及航向，而加速度传感器能够在gnss模块的基础上更加准确的得到运动速度数据，这个数据将作为时间位移推算的重要依据；同时此数据也会进行特定的格式编码，通过蓝牙芯片发送给手机终端。
25.作为实施例，用户骑行过程中的运动数据主要包括运动速度、运动时间、运动方向和位移等，在计算运动数据时会分为有无加速度传感器两种不同的情况。
26.当码表设备中未安装加速度传感器时，得到的运动数据由采集的经纬度坐标换算而来，由于gnss模块采集的数据存在飘移现象，会对计算的数值造成影响，因此需要滤波算法对采集的数据进行修正，具体计算过程为：
27.运动位移：s
(x,y)
＝p
(x,y)-p'
(x,y)
；
28.运动速度：v＝ds/d
t
；
29.运动方向：
30.其中，s
(x,y)
表示平面位移，p
(x,y)
表示当前被检测点的位置，p'
(x,y)
表示上一次被检测点的位置，位移在对时间的一阶导数即可得到运动方向上的速度，实际的位移是通过对两个骑行点的相对位置进行勾股定理运算得到：其中δy表示本次检测位置的y轴与上一次检测位置的y轴差值，δχ表示本次检测位置的x轴与上一次检测位置的x轴差值。s表示骑行时在地图上的平面位移，可参见图2所示。
31.当码表设备中安装有加速度传感器时，运动数据中的速度由加速度传感器采集得到，准确度会比只使用gnss更高一些。加速度传感器会采集x、y、z轴三个方向的加速度，对其在时间上的积分即可得到三个方向的速度，再将速度进行向量相加，即可得到位移方向上的速度，具体计算公式为：
[0032][0033][0034][0035]
其中，v
x
、vy和vz为三个方向上的速度，a
x
、ay、az为三个方向上的加速度。
[0036]
基于上述各实施例，计算得到用户在骑行过程中的运动数据，主要包括运动速度、运动时间、运动方向等数据，所述手机终端，用于根据用户骑行的当前位置信息和当前运动数据，计算用户从当前位置骑行到下一个位置的运动时间t，包括：根据用户骑行的当前位置，从分解的多个经纬度坐标点找到距离当前位置最近的经纬度坐标点作为下一个位置；根据当前位置和下一个位置之间的位移和运动速度，计算对应的运动时间t：
[0037][0038]
其中，t表示从当前位置到下一个位置的运动时间，s表示从当前位置到下一个位置的距离，v表示当前运动速度，a表示当前位置，b表示下一个位置，t’表示运动速度v在(《x)区间时的时间，即码表静止未运动的时间。
[0039]
具体的，根据码表定位得到的当前位置信息，由于用户骑行是按照规划线路骑行的，因此，根据用户骑行的当前位置，找到需要骑行的下一个位置，为规划线路上距离当前位置最近的一个经纬度坐标点。随后，根据码表设备的当前位置和下一个位置以及骑行速度，计算用户从当前位置骑行到下一个位置的骑行时间t，在计算骑行时间t时，需要考虑用户骑行过程中停下来未骑行的静止时间。在本发明实施例中，当用户骑行的运动速度小于设定速度值x时，即可认为用户未骑行，最终得到用户从当前位置骑行到下一个位置的总时
间t。手机终端将t时间后的天气信息和对应坐标(下一个位置的坐标)通过蓝牙下发给码表或其他终端设备。
[0040]
作为实施例，所述手机终端包括告警模块，用于当时间t后的气象数据为特殊天气时，向用户发送告警提醒。
[0041]
可以理解的是，当遇到特征天气情况，则手机终端向用户发送告警提醒。其中，特殊天气的参考依据包括但不仅限于以下几种：
[0042]
(1)两地区之间温差较大；(2)两地区之间有着不同天气状况(晴、阴、小雨、大雨、雷电)；(3)地区的可见度较低；(4)地区空气质量较差；(5)地区风速较大。
[0043]
作为实施例，所述手机终端，用于根据码表设备下发的用户骑行线路信息，将所述线路信息分解为多个经纬度坐标点，包括：根据用户骑行线路信息，按照设定距离间隔将线路分解为多个经纬度坐标点，其中，设定距离间隔根据线路长度和天气情况进行调整，直到分解后的前后两个经纬度坐标点对应的气象数据之间差异较大。
[0044]
作为实施例，所述根据用户骑行线路信息，按照设定距离间隔将线路分解为多个经纬度坐标点，包括：设定初始距离间隔d0＝20△
s’，按照初始距离间隔将线路分解为多个经纬度坐标点，获取每一个经纬度坐标点对应的气象数据；对比相邻前后两个经纬度坐标点的气象数据差异，当所述差异较小，则将距离间隔调整为21△
s’，再次将线路分解为多个经纬度坐标点，计算相邻前后两个经纬度坐标点的气象数据之间的差异性；以此类推，每次调整距离间隔为2n△
s’，直到前后两个经纬度坐标点对应的气象数据之间差异较大(例如相邻两坐标地区一个为晴天一个为阴雨天)，n为距离间隔调整的次数，作为距离间隔的特征系数；根据最终确定的距离间隔，将线路分解为多个经纬度坐标点。
[0045]
其中，在获取线路上的经纬度坐标点的气象数据的过程中，频繁的获取线路点的气象数据会极大的耗费终端资源，但同时又要及时响应多变的天气情况，即需要对气象数据的更新频率加以控制，影响数据更新频率的主要因素是线路分解为坐标点的个数和每次获取气象数据的时间，坐标点的个数其中s为线路全长，
△
s是每两个坐标点之间的距离，线路全长是确定的，那么决定气象数据更新频率的重要因素为每个坐标点更新时间和坐标间距，除了用户可以自定义设置相应的数值外，也可由算法来得到参数，算法流程如图3所示，具体为，将一条线路按20△
s’间距分解为若干个坐标，每个坐标对应一组气象数据，前后两组气象数据进行对比，若前后两组气象数据差异较大，否则重新将线路按照21△
s’间距进行数据对比，以此类推，每次调整距离间隔为2n△
s’，直到前后两个经纬度坐标点对应的气象数据之间差异较大，n为距离间隔调整的次数，作为距离间隔的特征系数；根据最终确定的距离间隔，将线路分解为多个经纬度坐标点。
[0046]
从数据差异分析中可以得到系数n，n决定该地区的特殊天气频繁程度，同时也作为负反馈信息回传到获取坐标个数的算法中，可以计算出两地的间距d＝2n△
s’。通过收集每次同一个训练线路的间距d可以计算出该地区间距d的平均值然后将此间距平均值作用于下一次骑行该线路时的一个初始间距，这样做可以大大减轻终端资源的耗费，并针对不同地区作不同的数据采集频率，同一地区骑行运动的次数越多，则效果越好。
[0047]
其中间距平均值公式为：
[0048][0049]
其中为同一条线路每次计算得出的间距平均值，x为同一条线路收集的间距次数，di间距值，i可以取1,2,3
…
。
[0050]
实施例二
[0051]
一种就线路信息的气象数据获取方法，参见图4，该气象数据获取方法包括：s1，码表设备获取用户骑行的当前位置信息和当前运动数据，以及将当前位置信息、当前运动数据和用户骑行线路信息下发给所述手机终端；s2，手机终端根据码表设备下发的用户骑行线路信息，将所述线路信息分解为多个经纬度坐标点，并基于气象数据平台的气象数据获取每一个经纬度坐标点的气象数据；以及s3，根据用户骑行的当前位置信息和当前运动数据，计算用户从当前位置骑行到下一个位置的运动时间t，且将t时间后的气象数据和对应的下一个位置发送给码表设备。
[0052]
可以理解的是，可参见图5，提供了一种基于线路信息的气象数据获取方法的整体流程图，使用gnss模块获取实时的经纬度来得到当前的位置信息以及航向，根据用户所下发的导航线路进行解析，将线路分解为多个点的经纬度坐标，通过经纬度坐标在提供气象数据平台获取对应的天气信息。根据当前用户的骑行速度并结合算法来判断n小时后所到达的坐标点位置，并将该位置的天气信息通过ant或者蓝牙发送至app及码表的lcd屏上作为人机交互的媒介。对比当前位置的天气信息及线路坐标的天气信息，判断是否为特殊天气来选择是否给用户发送警示提醒。
[0053]
下面以一个具体的例子来对本发明实施例提供的基于线路信息的气象数据获取装置和方法进行说明。
[0054]
用户第一次使用带有天气预测功能的码表设备时，通过蓝牙将手机终端和码表连接起来。现在用户打算从a地骑行到b地，全长80公里，并将线路下发至码表设备。码表设备保存线路后，码表设备又会发送线路信息至手机终端，手机终端通过线路信息按每个坐标10公里间距获取8个地区的天气情况并下发给码表，同时手机也会分析收集天气特征，发现两坐标间的天气差异并不大，因此延长每次坐标点更新时间和坐标间距，并将该系数返回至码表，保存在该线路的信息中。手机根据更改的系数按每个坐标20公里间距获取4个地区的天气情况并下发给码表，手机终端检测到两坐标间的天气情况有一定差异，便不改变系数值，直到下一次检测的差异性有较大幅度的增减。码表设备通过定位确定当前位置，经过内部的时间位移推算，计算出每个坐标点距离当前位置所需要的运动时间，并发送至手机终端，此时在手机终端和码表设备上，到达坐标点的位置及时间还有天气情况都会一一对应起来，若发现有特殊天气，码表设备和手机终端都能发出警示信息提醒用户。
[0055]
用户第二次使用直接将码表设备中已保存的线路直接打开并使用，并将之前保存的系数发送给手机终端，手机终端会根据系数自动按每个坐标20公里间距获取4个地区的天气情况，并下发给码表设备，码表设备再完成之后同样的操作。
[0056]
本发明提供的一种基于线路信息的气象数据获取装置及获取方法，相比现有技术，具有如下优点：
[0057]
1、在码表设备中增加了天气预测功能：能够较好地帮助用户提前预计到达时间和
对应的天气情况；
[0058]
2、遇到特殊天气发送警示：帮助用户在骑行过程中及时应对突发天气。
[0059]
3、凡是带有基本通讯能力及定位的终端都能使用此技术：功能兼容性强。
[0060]
4、天气情况对用户运动安全有一定影响：该功能提高了运动安全性。
[0061]
5、增加码表类产品卖点，更受客户青睐。
[0062]
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0063]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0064]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0065]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0066]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0067]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0068]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。