一种智能穿戴设备的定位方法及系统与流程

本发明涉及智能穿戴设备领域，特别涉及一种智能穿戴设备的定位方法及系统。

背景技术：

智能穿戴设备是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称。例如智能手表、手环等，都是人们目前常用的智能穿戴设备，智能穿戴设备由于其小巧、方便等易于携带的特点而得到了越来越广泛的应用。其中户外运动健身就是一大重要的应用领域，智能手表或者智能手环能够记录人们在运动时的心率、血压等身体参数，记录运动的里程与轨迹路线，进而计算运动过程中消耗的热量，帮助用户进行运动规划。

而运动里程与轨迹的记录，一般都是通过全球导航卫星系统(gnss)芯片获取实时的位置信息。gnss芯片已有的方式包括很多种，主要采用的方式包括gps、glonass、北斗等，每种方式都有各自的特点。在智能穿戴设备中，主要的定位方式一般是利用gps，这种方式功耗低，但gps系统的总卫星数不多，在复杂环境中非常容易丢星，影响设备的定位和轨迹获取的精度。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出了一种智能穿戴设备的定位方法及系统，根据不同gnss系统搜星方式的优缺点，控制gnss芯片在不同的环境下采用不同的搜星方式，达到定位快速、准确，在复杂环境不丢星的目的。

为达到上述目的，本发明实施例一方面提供了一种智能穿戴设备的定位方法，包括以下步骤：

配置搜星模式为第一gnss系统结合第二gnss系统的模式，进行定位；

判断当前环境下所述第一gnss系统是否能够独立定位，如果是，切换搜星模式为单独第一gnss系统的模式，进行定位。

进一步，所述判断当前环境下所述第一gnss系统是否能够独立定位之前，还包括步骤：

判断gnss芯片是否能够计算当前定位位置的经纬度坐标，如果是，计算当前定位位置的经纬度坐标，则判断当前环境下所述第一gnss系统是否能够独立定位。

可选的，所述判断当前环境下所述第一gnss系统是否能够独立定位包括：

判断当前环境所述第一gnss系统可用的卫星数目及卫星信噪比是否大于预设的阈值，如果大于，则判定所述第一gnss系统可以独立定位。

可选的，所述切换搜星模式为单独第一gnss系统的模式的步骤还包括：

切换所述智能穿戴设备进入低功耗模式。

可选的，所述切换搜星模式为单独第一gnss系统的模式，进行定位后，还包括步骤：

检测定位过程中是否发生连续丢星，如果是，切换搜星模式为第一gnss系统结合第二gnss系统，并将原第二gnss系统更换为第一gnss系统。

除此之外，本发明还提供了一种智能穿戴设备的定位系统，包括一gnss芯片，所述gnss芯片能够支持至少两种gnss系统的搜星方式；所述定位系统还包括配置模块、判断模块及定位模块，其中，

所述配置模块用于配置搜星模式；所述搜星模式包括第一gnss系统结合第二gnss系统的模式，以及，单独第一gnss系统的模式；

所述定位模块用于进行定位；

所述判断模块用于判断当前环境下所述第一gnss系统是否能够独立定位，以及，当判定为是时，指示所述配置模块配置搜星模式为单独第一gnss系统的模式。

可选的，所述定位模块包括坐标计算单元及定位判定单元，其中，

所述坐标计算单元用于计算当前定位位置的经纬度坐标；

所述定位判定单元用于判断当前环境下所述坐标计算单元能否计算当前定位位置的经纬度坐标，以及，如果能够计算，则指示判断模块判断当前环境下所述第一gnss系统是否能够独立定位。

可选的，所述判断模块包括检测单元及判断单元，其中，

所述检测单元用于检测所述第一gnss系统可用的卫星数目及卫星信噪比；

所述判断单元用于判断当前环境所述第一gnss系统可用的卫星数目及卫星信噪比是否大于预设的阈值，以及，如果大于，判断模块判定所述第一gnss系统可以独立定位。

可选的，所述配置模块包括功率切换单元，所述功率切换单元用于当配置模块切换搜星模式为单独第一gnss系统的模式时，切换所述智能穿戴设备进入低功耗模式。

可选的，所属定位系统还包括丢星检测模块，其中，

所述丢星检测模块用于检测定位过程中是否发生连续丢星，以及，如果发生丢星，则指示所述配置模块配置搜星模式为第一gnss系统结合第二gnss系统，并将原第二gnss系统更换为第一gnss系统。

本发明充分利用gnss芯片不同搜星模式的特点，通过在不同环境下采取不同的搜星模式，分别利用不同搜星模式的优点，优化了智能穿戴设备定位功能的准确性和功率消耗。设备可以在开始定位阶段或者卫星信号较弱的环境下，采取两种或两种以上gnss结合的方式来提高定位的精度；而在卫星信号良好的环境下，切换某一单独gnss系统进行定位，在满足准确性要求的情况下，减少系统功率的消耗。

附图说明

图1为本发明第一实施例定位方法流程示意图；

图2为本发明第二实施例定位方法流程示意图；

图3为本发明第三实施例判断第一gnss系统能否独立定位流程示意图；

图4为本发明第四实施例切换低功耗模式流程示意图；

图5为本发明第五实施例定位方法流程示意图；

图6为本发明第六实施例定位系统模块组成示意图；

图7为本发明第七实施例定位系统模块组成示意图；

图8为本发明第八实施例定位系统模块组成示意图；

图9为本发明第九实施例定位系统模块组成示意图；

图10为本发明第十实施例定位系统模块组成示意图。

具体实施方式

本发明提出了一种智能穿戴设备的定位方法，能够在不同的使用环境中切换不同的搜星模式，在开始定位阶段或者卫星信号较弱的环境下，采取两种或两种以上gnss结合的方式；而在卫星信号良好的环境下，切换某一单独gnss系统进行定位。以这种方式提高定位的准确性，并平衡系统的功率消耗。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细地阐述。

在本发明一个可选的实施例中，提供了一种智能穿戴设备的定位方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤101：配置搜星模式为第一gnss系统结合第二gnss系统的模式，进行定位；

步骤103：判断当前环境下所述第一gnss系统是否能够独立定位，如果是，进行步骤104：切换搜星模式为单独第一gnss系统的模式，进行定位。

其中，gnss系统包括但不限于gps系统、glonass系统、北斗系统、伽利略系统。gps系统是目前最常用的卫星定位导航系统，绝大多数的智能穿戴设备都是利用gps系统实现定位的，它功率消耗低，但其总体卫星数不多，在环境复杂时定位精度有时难以保证；因此，在本发明的一个典型的实施方式中，首先配置gps结合glonass的搜星模式实现定位，这种模式虽然功率消耗比较大，但是总卫星数多，定位快速、准确，能够在复杂的环境中跟踪卫星。

之后，可以对当前的环境能否支持gps单独定位进行判断，如果单前环境下卫星的信号质量良好，可以支持gps单独进行定位，则切换搜星模式为单独gps的方式进行定位。

这样，在不同的卫星信号环境下，采用不同的搜星模式，提高了智能穿戴设备的定位精度，即使在复杂环境中，也能实现精准的定位，进而进一步绘制轨迹路线。

在本发明的另一个可选的实施方案中，如图2所示，所述判断当前环境下所述第一gnss系统是否能够独立定位之前，还包括步骤102：

步骤1021，判断gnss芯片是否能够计算当前定位位置的经纬度坐标，如果是，进行步骤1022，计算当前定位位置的经纬度坐标，进而进行步骤103。

这一步骤的目的是，保证当前环境下配置的搜星模式的有效性。如果第一gnss系统和第二gnss系统结合的方式不能够正确地计算当前定位位置的经纬度坐标，那么就不需要去判断第一gnss系统单独能否直接定位，因此增加这一步骤，当第一gnss系统和第二gnss系统结合的方式能够正确计算坐标时，才继续执行步骤103。

在本发明的另一个可选的实施方案中，如图3所示，所述判断当前环境下所述第一gnss系统是否能够独立定位包括：

步骤1031，判断当前环境所述第一gnss系统可用的卫星数目及卫星信噪比是否大于预设的阈值，如果大于，则判定所述第一gnss系统可以独立定位。

不同的gnss系统可用的卫星数目各不相同，例如，gps系统共有31颗卫星，而我国的北斗系统共有35颗卫星。但是，在特定的某一环境下，并不是所有的卫星都能够用来进行定位。通常来说，gps系统需要至少3颗卫星以实现定位，这时的定位精度大约在10米左右，可用的卫星数目越多，定位也越精确。而当周边的环境比较复杂时，很容易搜索到的卫星数目不足以进行定位。

因此，可用的卫星数目可以作为判断gnss系统是否可以单独进行定位的一个标准。另外，卫星信号的信噪比也是可以参考的参数之一，信噪比越高，说明信号强度越强，当前的定位环境良好。

综上，在利用至少两种gnss系统结合的搜星模式成功定位之后，可以通过判断第一gnss系统，例如gps系统当前可用的卫星数目及卫星信号信噪比是否满足其能够正常单独工作时的预设阈值，如果卫星数目足够多、信噪比足够大，说明当前的信号环境良好，单独使用一种gnss系统即可独立完成定位。

在本发明的另一可选的实施例中，如图4所示，步骤104中，切换搜星模式为单独第一gnss系统的模式的步骤还包括：

步骤1041，切换所述智能穿戴设备进入低功耗模式。

当gnss系统采用两种gnss结合的搜星模式来接收卫星信号进行定位时，虽然定位精度得到了保障，但其功率的消耗也会更高。这样，当用户要进行长时间的定位跟踪时(比如马拉松等长距离、长时间的运动)，设备的耗电量会很快，难以维持智能穿戴设备的正常工作。

因此，当一种gnss系统可以单独进行定位的时候，可以进一步切换所述智能穿戴设备进入低功耗模式，减少功率的消耗，节约电量，提高设备的续航能力。

在本发明的另一可选的实施例中，如图5所示，步骤104后还包括：

步骤105，检测定位过程中是否发生连续丢星，如果是，切换搜星模式为第一gnss系统结合第二gnss系统，并将原第二gnss系统更换为第一gnss系统。

丢星即系统应当定位记录坐标位置信息时，由于接收到的卫星信号不足无法定位，造成该位置的坐标缺失的情况。当定位过程中连续出现丢星问题时，说明目前用户处在一个较复杂的环境中，卫星信号质量较差，单独一种gnss系统的搜星模式不足以支持坐标定位。因此，此时可以重新配置搜星模式为第一gnss系统与第二gnss系统结合的方式，增加可用的卫星数目协助定位，提高定位精度；同时，目前的环境下，原本的第一gnss系统不能够维持稳定的坐标定位，因此，将原本的第二gnss系统作为第一gnss系统，即互相交换优先顺序，再进一步当定位完成之后，判断新的第一gnss系统能否单独进行定位。

如果没有出现丢星的问题，说明当前的环境能够获得比较准确的定位信息，那么在此基础上，本实施例优选地还包括步骤106：根据已获得的各定位点的坐标信息绘制运动轨迹路线，给用户提供直观、清楚的运动过程。

另外，本发明还提供了一种定位系统，可以设置于智能穿戴设备内，能够实现上述的定位方法。在其中一种典型的实施方式中，这种定位系统包括一gnss芯片，所述gnss芯片能够支持至少两种gnss系统的搜星方式；如图6所示，所述定位系统至少包括配置模块601、判断模块602及定位模块603，其中，

所述配置模块601用于配置搜星模式；所述搜星模式包括第一gnss系统结合第二gnss系统的模式，以及，单独第一gnss系统的模式；

所述定位模块602用于进行定位；

所述判断模块603用于判断当前环境下所述第一gnss系统是否能够独立定位，以及，当判定为是时，指示所述配置模块601配置搜星模式为单独第一gnss系统的模式。

gnss芯片可以集成集中不同的gnss搜星模式，例如gps系统、glonass系统等等。在开始进行定位时，系统的配置模块601先配置搜星模式为第一gnss系统结合第二gnss系统的模式，例如gps系统与glonass系统相结合进行卫星信号的搜索，这样可用的卫星数目较多，定位精度更高，定位模块602在分析获得的卫星信号之后，对当前位置进行定位，给出当前位置的坐标信息。

之后，系统的判断模块603判断在当前的环境条件下，第一gnss系统是否能够单独实现定位操作。如果可以，则指示配置模块601将gnss芯片的搜星模式配置为第一gnss系统单独的模式，由定位模块602进行定位。

本发明的一种典型的实施方式中，配置模块601可以先配置gnss芯片采用gps系统和glonass系统结合的方式搜索卫星信号，定位模块602获取位置信息之后进行定位；之后，判断模块603判断gps系统是否能单独实现定位，如果可以，指示配置模块601将搜星模式配置为gps单独的模式。

在本实施例的一项可选的实施方式中，如图7所示，所述定位模块602包括坐标计算单元6021及定位判定单元6022，其中，

所述坐标计算单元6021用于计算当前定位位置的经纬度坐标；

所述定位判定单元6022用于判断当前环境下所述坐标计算单元6021能否计算当前定位位置的经纬度坐标，以及，如果能够计算，则指示判断模块603判断当前环境下所述第一gnss系统是否能够独立定位。

定位判定单元6022保证在当前环境下，配置模块601配置的搜星模式是有效的，再进行定位。判定的标准即是坐标计算单元6021能否正常地计算当前定位位置的经纬度坐标，当能够正常计算时，可以认为第一gnss系统与第二gnss系统能够正常地定位，那么我们可以进一步去判断第一gnss系统能否单独进行定位。

在本实施例的另一可选的实施方式中，如图8所示，所述判断模块603包括检测单元6031及判断单元6032，其中，

所述检测单元6031用于检测所述第一gnss系统可用的卫星数目及卫星信噪比；

所述判断单元6032用于判断当前环境所述第一gnss系统可用的卫星数目及卫星信噪比是否大于预设的阈值，以及，如果大于，判断模块603判定所述第一gnss系统可以独立定位。

检测单元6031可以搜索第一gnss系统在当前环境下能够接收到信号用于定位的卫星数目，并计算搜索到的卫星信号的信噪比。当可用的卫星信号数目足够，信噪比也超出预设的阈值，说明当前的环境下第一gnss系统的卫星信号强度能够满足单独定位的要求，适合单独定位。

在本发明的另一可选的实施方式中，如图9所示，所述配置模块601包括功率切换单元6011，所述功率切换单元6011用于当配置模块601切换搜星模式为单独第一gnss系统的模式时，切换所述智能穿戴设备进入低功耗模式。这样在卫星信号良好、数据传输通畅，第一gnss系统能够单独进行定位时，配置模块601配置搜星模式为第一gnss系统单独的模式，功率切换单元6011即可切换当前系统的功率消耗进入低功耗模式，减少不必要的浪费，节约智能穿戴设备的电量，使得系统能够在信号平稳、环境良好的状态下，具有更久的持续续航能力，方便用户的使用。

在本实施例的一项可选的实施方式中，如图10所示，定位系统还包括一丢星检测模块604。所述丢星检测模块604用于检测定位过程中是否发生连续丢星，以及，如果发生丢星，则指示所述配置模块601配置搜星模式为第一gnss系统结合第二gnss系统，并将原第二gnss系统更换为第一gnss系统。

丢星检测模块604在配置模块601配置搜星模式为第一gnss系统单独的方式时，会对当前定位模块602的定位结果进行持续的监测，如果定位模块602出现连续丢星的情况，说明当前环境卫星信号质量不高，第一gnss系统很难维持有效的定位操作，这时，丢星检测模块604将指示配置模块601配置搜星模式为第一gnss系统结合第二gnss系统的方式。优选地，如果系统中还包括功率切换单元6011，功率切换单元6011会将当前系统从低功耗模式切换为高功耗模式，以满足两种gnss系统结合使用时的功耗需求。

另外，既然原本的第一gnss系统在当前环境下不能单独地进行定位操作，配置模块601会将原本的第二gnss系统重新定义为第一gnss系统，进而在新的第一gnss系统与第二gnss系统能够正确计算当前位置的坐标信息，成功定位之后，由判断模块603判断新的第一gnss系统能否单独进行定位。由于不同gnss系统可调用的卫星数目不同，卫星的信号位置也有所区别，因此新的第一gnss系统也许在当前的复杂环境中可以单独实现定位。如果判断模块603认为第一gnss系统可以单独进行定位，那么配置模块601即可配置新的第一gnss系统单独地进行搜星，并由定位模块602实现定位。优选地，如果配置模块601包含功率切换单元6011，可以切换系统进入低功耗模式，减少系统的功率消耗。

如果没有出现连续丢星的问题，说明当前的环境下卫星信号良好，能够获得比较准确的定位。这时，系统可以根据已经获得的定位点坐标信息绘制运动轨迹，为用户提供直观的运动情况信息。

在上述给出的所有实施例中，配置的搜星模式不限于仅一种gnss单独或者两种gnss结合的方式，在满足本发明思想的情况下，同时启用进行卫星信号搜索的gnss系统可以多于两个，以获取更为精准的定位信息。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。

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，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。