专利名称：一种获取运动方向的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别涉及ー种获取运动方向的方法和装置。
背景技术：
随着通信技术的快速发展，导航设备已经普及到每个用户的生活中，当用户出行时，可以通过导航设备获取用户的运动方向，进而方便地指引用户的出行。目前，用户通过导航设备获取运动方向的方法具体为:导航目标携带导航设备，且导航目标和导航设备的方向固定，通过导航设备中包括的3个自由度陀螺仪，測量导航目标相对于三维坐标系的运动方向，并通过导航设备中包括的3个加速度仪表，測量导航目标相对于三维坐标系的横轴方向加速度、纵轴方向加速度和竖轴方向加速度，根据测得的3个方向的加速度，计算导航目标的速度，井根据导航目标的速度确定导航目标的位置，得到导航目标的运动轨迹，从而确定导航目标的运动方向。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:当导航目标携带导航设备时，导航目标携带导航设备的方向可能会随时变化，所以当导航目标和导航设备的相对位置不固定时，通过现有技术对导航目标进行导航时可能会产生错误的导航方向。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了ー种获取运动方向的方法和装置。所述技术方案如下:一方面，提供了ー种获取运动方向的方法，所述方法包括:根据导航目标在第一坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形，获取所述导航目标在第二坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形，所述第一坐标系为导航设备自身的坐标系，所述第二坐标系的横轴和纵轴组成的平面与水平面平行；计算所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形的第一差分互相关值，以及计算所述第二坐标系中的纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形的
第二差分互相关值；根据所述第一差分互相关值和所述第二差分互相关值，在平面坐标系中确定所述导航目标的运动轨迹所在的象限，所述平面坐标系为所述第二坐标系中的横轴和纵轴组成的坐标系；根据所述第一差分互相关值和所述第二差分互相关值，计算所述导航目标与所述平面坐标系中的纵轴之间的夹角，并根据所述导航目标的运动轨迹在所述平面坐标系中所在的象限和所述导航目标与所述平面坐标系中的纵轴之间的夹角，获取所述导航目标的运动方向。其中，所述根据导航目标在第一坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形，获取所述导航目标在第二坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形，包括:根据导航目标在第一坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形，计算所述第一坐标系中的横轴方向的平均加速度、纵轴方向的平均加速度和竖轴方向的平均加速度；根据所述第一坐标系中的横轴方向的平均加速度、纵轴方向的平均加速度和竖轴方向的平均加速度值，计算所述第一坐标系中的横轴与水平面之间的第一夹角，以及计算所述第一坐标系中的纵轴与所述水平面之间的第二夹角；根据所述第一夹角和所述第二夹角，将所述第一坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形投影到第二坐标系中，得到所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形。其中，所述计算所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形的第一差分互相关值，以及计算所述第二坐标系中的纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形的第二差分互相关值，包括:获取所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形与竖轴方向加速度波形之间的第一偏置时间间隔，以及获取所述第二坐标系中的纵轴方向加速度波形与竖轴方向加速度波形之间的第二偏置时间间隔，所述第一偏置时间间隔为所述横轴方向加速度波形超前或滞后所述竖轴方向加速度波形的时间间隔，所述第二偏置时间间隔为所述纵轴方向加速度波形超前或滞后所述竖轴方向加速度波形的时间间隔，所述第一偏置时间间隔和所述第二偏置时间间隔相等；根据所述第一偏置时间间隔，计算所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形的第一差分互相关值，根据所述第二偏置时间间隔，计算所述第二坐标系中的纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形的第二差分互相关值。其中，所述根据所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形，获取所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形与竖轴方向加速度波形之间的第一偏置时间间隔，以 及获取所述第二坐标系中的纵轴方向加速度波形与竖轴方向加速度波形之间的第二偏置时间间隔，包括:对所述第二坐标系中的竖轴方向加速度波形在当前周期开始的时间点进行采样，得到一个采样点，并在所述当前周期开始的时间点之后以及在所述当前周期结束的时间点之前，每隔ー个数据采样时间间隔对所述第二坐标系中的竖轴方向加速度波形进行采样得到采样点，以及在所述当前周期结束的时间点进行采样，得到一个采样点，进而得到所述当前周期包括的采样点；根据所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形、竖轴方向加速度波形和所述当前周期包括的采样点，根据如下公式(I)计算第三偏置时间间隔，
权利要求
1.一种获取运动方向的方法，其特征在于，所述方法包括: 根据导航目标在第一坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形，获取所述导航目标在第二坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形，所述第一坐标系为导航设备自身的坐标系，所述第二坐标系的横轴和纵轴组成的平面与水平面平行； 计算所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形的第一差分互相关值，以及计算所述第二坐标系中的纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形的第二差分互相关值； 根据所述第一差分互相关值和所述第二差分互相关值，在平面坐标系中确定所述导航目标的运动轨迹所在的象限，所述平面坐标系为所述第二坐标系中的横轴和纵轴组成的坐标系; 根据所述第一差分互相关值和所述第二差分互相关值，计算所述导航目标与所述平面坐标系中的纵轴之间的夹角，并根据所述导航目标的运动轨迹在所述平面坐标系中所在的象限和所述导航目标与所述平面坐标系中的纵轴之间的夹角，获取所述导航目标的运动方向。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据导航目标在第一坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形，获取所述导航目标在第ニ坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形，包括: 根据导航目标在第一坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形，计算所述第一坐标系中的横轴方向的平均加速度、纵轴方向的平均加速度和竖轴方向的平均加速度； 根据所述第一坐标系中的横轴方向的平均加速度、纵轴方向的平均加速度和竖轴方向的平均加速度值，计算所述第一坐标系中的横轴与水平面之间的第一夹角，以及计算所述第一坐标系中的纵轴与所述水平面之间的第二夹角； 根据所述第一夹角和所述第二夹角，将所述第一坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形投影到第二坐标系中，得到所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形的第一差分互相关值，以及计算所述第二坐标系中的纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形的第二差分互相关值，包括: 获取所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形与竖轴方向加速度波形之间的第一偏置时间间隔，以及获取所述第二坐标系中的纵轴方向加速度波形与竖轴方向加速度波形之间的第二偏置时间间隔，所述第一偏置时间间隔为所述横轴方向加速度波形超前或滞后所述竖轴方向加速度波形的时间间隔，所述第二偏置时间间隔为所述纵轴方向加速度波形超前或滞后所述竖轴方向加速度波形的时间间隔，所述第一偏置时间间隔和所述第二偏置时间间隔相等； 根据所述第一偏置时间间隔，计算所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形的第一差分互相关值，根据所述第二偏置时间间隔，计算所述第二坐标系中的纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形的第二差分互相关值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形，获取所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形与竖轴方向加速度波形之间的第一偏置时间间隔，以及获取所述第二坐标系中的纵轴方向加速度波形与竖轴方向加速度波形之间的第二偏置时间间隔，包括: 对所述第二坐标系中的竖轴方向加速度波形在当前周期开始的时间点进行采样，得到一个采样点，并在所述当前周期开始的时间点之后以及在所述当前周期结束的时间点之前，每隔ー个数据采样时间间隔对所述第二坐标系中的竖轴方向加速度波形进行采样得到采样点，以及在所述当前周期结束的时间点进行采样，得到一个采样点，进而得到所述当前周期包括的采样点； 根据所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形、竖轴方向加速度波形和所述当前周期包括的采样点，根据如下公式(I)计算第三偏置时间间隔，
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一偏置时间间隔，计算所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形的第一差分互相关值，根据所述第二偏置时间间隔，计算所述第二坐标系中的纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形的第二差分互相关值，包括: 根据所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形、竖轴方向加速度波形和所述第一偏置时间间隔，按照如下公式(2)计算所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形的第一差分互相关值，
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一差分互相关值和所述第二差分互相关值，在平面坐标系中确定所述导航目标的运动轨迹所在的象限，包括: 判断所述第一差分互相关值是否大于O，如果是，则确定所述导航目标的运动方向在所述第二坐标系中的横轴上的分量的方向和所述第二坐标系中的横轴的正方向相同，否则，确定所述导航目标的运动方向在所述第二坐标系中的横轴上的分量的方向和所述第二坐标系中的横轴的反方向相同； 判断所述第二差分互相关值是否大于O，如果是，则确定所述导航目标的运动方向在所述第二坐标系中的纵轴上的分量的方向和所述第二坐标系中的纵轴的正方向相同，否则，确定所述导航目标的运动方向在所述第二坐标系中的纵轴上的分量的方向和所述第二坐标系中的纵轴的反方向相同； 根据所述导航目标的运动方向在所述第二坐标系中的横轴上的分量的方向和纵轴上的分量的方向，在平面坐标系中确定所述导航目标的运动轨迹所在的象限。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一差分互相关值和所述第二差分互相关值，计算所述导航目标与所述平面坐标系中的纵轴之间的夹角，包括: 根据所述第一差分互相关值和所述第二差分互相关值，按照如下的公式(4)计算第三夹角，
8.一种获取运动方向的装置，其特征在于，所述装置包括: 第一获取模块，用于根据导航目标在第一坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形，获取所述导航目标在第二坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形，所述第一坐标系为导航设备自身的坐标系，所述第二坐标系的横轴和纵轴组成的平面与水平面平行； 计算模块，用于计算所述第二坐标系中的横轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形的第一差分互相关值，以及计算所述第二坐标系中的纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形的第二差分互相关值； 确定模块，用于根据所述第一差分互相关值和所述第二差分互相关值，在平面坐标系中确定所述导航目标的运动轨迹所在的象限，所述平面坐标系为所述第二坐标系中的横轴和纵轴组成的坐标系； 第二获取模块，用于根据所述第一差分互相关值和所述第二差分互相关值，计算所述导航目标与所述平面坐标系中的纵轴之间的夹角，并根据所述导航目标的运动轨迹在所述平面坐标系中所在的象限和所述导航目标与所述平面坐标系中的纵轴之间的夹角，获取所述导航目标的 运动方向。
全文摘要
本发明公开了一种获取运动方向的方法和装置，属于通信领域。所述方法包括根据导航目标在第一坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形，获取导航目标在第二坐标系中的横轴方向加速度波形、纵轴方向加速度波形和竖轴方向加速度波形；计算第一差分互相关值和第二差分互相关值；根据第一差分互相关值和第二差分互相关值，在平面坐标系中确定导航目标的运动轨迹所在的象限；根据第一差分互相关值和第二差分互相关值，计算导航目标与平面坐标系中的纵轴之间的夹角，并根据导航目标在平面坐标系中所在的象限和导航目标与平面坐标系中的纵轴之间的夹角，获取导航目标的运动方向。本发明可以避免产生错误的导航方向。
文档编号G01C21/00GK103090860SQ20131001223
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者邓中亮, 余彦培, 魏鹏, 王克己, 袁协, 张能元, 万能 申请人:北京邮电大学