CN112595338B - 导航方法以及导航系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导航方法以及导航系统，属于导航系统技术领域，其可至少部分解决现有的终端设备不具备导航功能的问题。本发明的一种导航方法，包括：在第一参考周期内选择第一参考点，获取所述第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长；根据所述第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长得到目标位置；获取追踪点在第一参考周期内的初始速度；根据所述追踪点的初始速度和所述目标位置计算得到所述追踪点的加速度，以得到所述追踪点的当前进行路线。

Description

导航方法以及导航系统

技术领域

本发明属于导航系统技术领域，具体涉及一种导航方法以及导航系统。

背景技术

随着全世界交通的不断发展，位置导航系统早已成为人们出行不可或缺的辅助手段，以适应用户能够准确的知晓自己所处位置和行进情况。

然而，随着物联网的迅速普及和终端设备的智能化，终端设备进入万物互联时代。但受限于终端资源负荷等因素，相当数量的专用或便携终端尚不具备导航功能。

发明内容

本发明至少部分解决现有的终端设备不具备导航功能的问题，提供一种能够运用于终端设备的导航方法。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种导航方法，包括：

在第一参考周期内选择第一参考点，获取所述第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长；

根据所述第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长得到目标位置；

获取追踪点在第一参考周期内的初始速度；

根据所述追踪点的初始速度和所述目标位置计算得到所述追踪点的加速度，以得到所述追踪点的当前进行路线。

进一步优选的是，所述根据所述追踪点的初始速度和所述目标位置计算得到所述追踪点的加速度，以得到所述追踪点的当前进行路线包括：若追踪点的最大加速度大于等于所述追踪点的加速度，则根据所述追踪点的加速度、追踪点的初始速度和第一参考点的约定步长，计算得到所述追踪点的当前速度。

进一步优选的是，所述根据所述追踪点的初始速度和所述目标位置计算得到所述追踪点的加速度，以得到所述追踪点的当前进行路线包括：若追踪点的最大加速度小于所述追踪点的加速度，则根据所述追踪点的最大加速度、追踪点的初始速度和第一参考点的约定步长，计算得到所述追踪点的当前速度。

进一步优选的是，所述计算得到所述追踪点的当前速度之后包括：

在第二参考周期内选择第二参考点，获取所述第二参考点的当前速度、第二参考点的约定步长；

根据所述第二参考点的当前速度、第二参考点的约定步长得到目标位置；

获取追踪点第二参考周期内的初始速度，所述第二参考周期内的初始速度为所述第二参考周期内的当前速度；

根据所述追踪点的初始速度和所述目标位置计算得到所述追踪点的加速度，以得到所述追踪点的当前进行路线。

进一步优选的是，所述第一参考点包括多个子参考点；

所述在第一参考周期内选择第一参考点，获取所述第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长包括：在第一参考周期内选择多个子参考点，获取每个所述子参考点的当前速度、每个所述子参考点的约定步长；

所述根据所述第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长得到目标位置包括：根据每个所述子参考点的当前速度、子参考点的约定步长分别得到每个所述子参考点的目标位置；根据每个所述子参考点加权系数和每个所述子参考点的目标位置，计算得到所述目标位置。

进一步优选的是，所述选择第一参考点，获取所述第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长包括：根据第一参考周期、距离阈值以及追踪点的位置选择第一参考点。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种导航系统，基于上述的导航方法，所述导航系统包括：

第一获取单元，用于在第一参考周期内选择第一参考点，获取所述第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长；

第一计算单元，用于根据所述第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长得到目标位置；

第二获取单元，用于获取追踪点在第一参考周期内的初始速度；

第二计算单元，用于根据所述追踪点的初始速度和所述目标位置计算得到所述追踪点的加速度，以得到所述追踪点的当前进行路线。

进一步优选的是，所述第二计算单元还包括：第一计算子单元，若追踪点的最大加速度大于等于所述追踪点的加速度，用于根据所述追踪点的加速度、追踪点的初始速度和第一参考点的约定步长，计算得到所述追踪点的当前速度。

进一步优选的是，所述第二计算单元还包括：第二计算子单元，若追踪点的最大加速度小于所述追踪点的加速度，用于根据所述追踪点的最大加速度、追踪点的初始速度和第一参考点的约定步长，计算得到所述追踪点的当前速度。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种终端，包括上述的导航系统。

本实施例的导航方法中，通过在第一参考周期内选择适当的第一参考点，并根据该第一参考点的数据最终得到追踪点的当前进行路线，从而实现对追踪点的追踪。此外，该导航方法可运用于终端系统中，实现对终端系统的实时追踪。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的实施例的一种导航方法的流程示意图；

图2为本发明的实施例的一种导航方法的流程示意图；

图3为本发明的实施例的一种导航系统的组成示意框图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

实施例1：

如图1至图3所示，本实施例提供一种导航方法，包括：

S11、在第一参考周期内选择第一参考点，获取第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长。

其中，也就是或首先为同一第一参考周期内建立一个组合导航系统，各参考点(以下可将第一参考点简称为参考点)在系统内属性已知，参考点(R)需具备导航功能)，追踪点(S)的导航功能无强制要求。当执行针对其中某追踪点S的导航任务时，需为其选择适用参考点。

具体的，参考点是追踪对象的参考点，其当前位置、当前速度以及行进路线已知，按时共享给目标对象，作为追踪对象导航信息推算的输入资源。对于同一系统，参考点可能有多个，系统按规则选择。对于单参考点的组合导航任务，如系统仅有一个参考点，则直接将其设置为参考点，参考点和追踪点的关系为静态关联。

参考点的约定步长可根据具体场景约定，对于路线复杂程度低、突发状况少等情况，如短程、线性路线，约定步长可设置较长；反之，约定步长可设置较短，通过提高参考频度确保目标的行进速度和路线准确性。

S12、根据第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长得到目标位置。

其中，由参考点的当前速度、参考点的约定步长得到目标位置也可看作是追踪点的目标位置。

S13、获取追踪点在第一参考周期内的初始速度。

S14、根据追踪点的初始速度和目标位置计算得到追踪点的加速度，以得到追踪点的当前进行路线。

其中，追踪点的当前进行路线可包括追踪点的速度和当前位置，且其均为矢量，从而可得到追踪点的当前进行路线。

本实施例的导航方法中，通过在第一参考周期内选择适当的第一参考点，并根据该第一参考点的数据最终得到追踪点的当前进行路线，从而实现对追踪点的追踪。此外，该导航方法可运用于终端系统中，实现对终端系统的实时追踪。

实施例2：

如图1至图3所示，本实施例提供一种导航方法，包括：

S21、在第一参考周期内选择第一参考点，获取第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长。

其中，也就是或首先为同一第一参考周期内建立一个组合导航系统，各参考点在系统内属性已知，参考点(R)需具备导航功能)，追踪点(S)的导航功能无强制要求。当执行针对其中某追踪点S的导航任务时，需为其选择适用参考点。

参考点的约定步长可根据具体场景约定，对于路线复杂程度低、突发状况少等情况，如短程、线性路线，约定步长可设置较长；反之，约定步长可设置较短，通过提高参考频度确保目标的行进速度和路线准确性。

例如，对于路线、路况较为复杂、拐点较多的出行场景，可将参考周期、距离阈值设置较短，如参考周期为3分钟(步行)或30秒(机动车)，位置阈值为5米(步行)或50米(机动车)。对于路线相对简单、路况较好、拐点较少的场景，如长途、线性路线，参考周期、距离阈值可设置较长，如参考周期为10分钟(步行)或3分钟(机动车)，位置阈值为50米或1000米(机动车)。

具体的，根据第一参考周期、距离阈值以及追踪点的位置选择第一参考点。

其中，具体的，参考点是追踪对象的参考点，其当前位置、当前速度以及行进路线已知，按时共享给目标对象，作为追踪对象导航信息推算的输入资源。对于同一系统，参考点可能有多个，系统按规则选择。

对于单参考点的组合导航任务，如系统仅有一个参考点，则直接将其设置为参考点，参考点和追踪点的关系为静态关联。

如系统内参考点大于一个，按照就近原则选择距离追踪点最近的参考点为其参考点，二者关系为动态关联，根据参考周期、或距离阈值等动态调整。

达到约定参考周期后，计算追踪点和当前参考点之间的距离，如超出阈值，则为其重新选择。如无满足条件的新参考点，则维持当前参考点不变，但按照重选周期定期重选，直至当前参考点已满足阈值条件或有新的参考点可用。重选周期应小于参考周期。

对于多参考点的组合导航任务，计算追踪点与所有参考点之间的距离，从满足距离阈值的参考点中按照就近原则，选择约定数量的参考点。所选参考点与追踪点均为动态关系，但当仅余一个可用参考点时，二者关系调整为静态关联，暂按单参考点处理，当参考点恢复为多个，静态恢复为动态关联。

对于所选各参考点，为其建立参考序列，按参考周期分别计算各参考点与该对象之间的距离，当有参考点超出距离阈值时，从系统内其他参考点中按就近原则选择满足条件的新参考点替换该参考点，并将该参考点移出该对象的参考序列，以保持该对象约定参考点数量不变。

如系统当前无其他可选参考点(无参考点或均不满足阈值条件)，则将超阈值参考点移入该对象的观察序列，观察序列内的参考点按重选周期计算与该追踪点间的距离是否满足阈值条件，满足则将其恢复，由观察序列重新移入该追踪点的参考序列，不满足则超时或任务结束后取消观察)；当该追踪点仅余一个满足距离阈值的参考点时，按上述单参考点选择原则处理，以保持对象行进的最小导航组合。

S21a、若第一参考点包括多个子参考点；在第一参考周期内选择第一参考点，获取第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长包括：

在第一参考周期内选择多个子参考点，获取每个子参考点的当前速度、每个子参考点的约定步长。

S22、根据参考点的当前速度、参考点的约定步长得到目标位置。

具体的，计算目标位置的具体公式为：L_R-tar＝L_R-cur+V_R-cur*T_step，其中，V_R-cur表示参考点当前速度、T_ste表示约定步长、L_R-tar表示目标位置。

S22a、若参考点包括多个子参考点；根据参考点的当前速度、参考点的约定步长得到目标位置包括：

S221a、根据每个子参考点的当前速度、子参考点的约定步长分别得到每个子参考点的目标位置。

S222a、根据每个子参考点加权系数和每个子参考点的目标位置，计算得到目标位置。

其中，也就是说当某追踪点S有n个子参考点，分别记为R₁、R₂…R_n，各自加权系数分别为Q₁、Q₂…Q_n，(各Q相加和为1)。需将各子参考点为其推算的导航输出信息，按各自Q加权整合后向S输出。具体如下：

若性能要求在追踪点加速性能范围内的子参考点R_i(追踪点的最大加速度大于等于追踪点的加速度)的数量为k，则追踪点的向追踪点S输出位置和加速度分别记为L_tar-i(追踪点的目标位置L_S-tar与参考点的目标位置L_R-tar一致)和A_S-i；对于性能要求在S加速性能范围外的各R_j(n-k个)，向追踪点S输出位置和速度分别记为L_S-tar-j(追踪点的目标位置L_S-tar与参考点的目标位置L_R-tar不一致)和V_S-tar-j。

将各R_i和各R_j的输出加权求和，作为该次迭代中追踪点S的目标位置和加速度输出，具体如下：

L_S-tar＝Σ₁ ^k(L_S-tar-i*Q_i)+Σ₁ ^n-k(L_S-tar-j*Q_j)

A_S＝Σ₁ ^k(A_S-i*Q_i)+Σ₁ ^n-k(A_S-max*Q_j)。

进一步推出到达追踪点的目标位置L_S-tar时，S的速度为：V_S-tar＝V_S-cur+A_S*T_step。

追踪点S在当前速度基础上，将按照上述加速度行进，于约定步长T_step后抵达目标位置L_S-tar，再将上述当前速度V_S-tar作为初始速度V_S-cur、目标位置L_S-tar作为初始位置L_S-cur代入，依次迭代，得到各阶段S行进方向和速度，完成本次组合导航。

对于导航过程中，临时失效的参考点，完成当次迭代后，将其从迭代中删除，恢复后再行使用。对于新增参考点，完成当次迭代后，将其加入后续迭代。

S23、获取追踪点在第一参考周期内的初始速度。

S24、根据追踪点的初始速度和目标位置计算得到追踪点的加速度，以得到追踪点的当前进行路线。

具体的，根据追踪点的初始速度和目标位置计算得到追踪点的加速度，以得到追踪点的当前进行路线包括：

若追踪点的最大加速度大于等于追踪点的加速度，则根据追踪点的加速度、追踪点的初始速度和第一参考点的约定步长，计算得到追踪点的当前速度。

其中，追踪点的最大加速度大于等于追踪点的加速度相当于追踪点S加速性能满足参考点R对其加速要求的组合导航，此时为追踪点的目标位置和参考点的目标位置一致(L_S-tar＝L_R-tar)，之后均可表示为目标位置L_tar。

在第一参考周期内的迭代过程如下：由V_S-cur＝V_S-0，L_tar＝V_S-0*T_step+1/2*A_S*T_step ²推算出A_S，其中，V_S-0表示追踪点的初始速度、V_S-cur表示追踪点的初始速度、L_tar表示目标位置；

再由V_S-tar＝V_S-0+A_S*T_step推算出到达目标位置时追踪点的当前速度V_S-tar。

若追踪点的最大加速度小于追踪点的加速度，则根据追踪点的最大加速度、追踪点的初始速度和第一参考点的约定步长，计算得到追踪点的当前速度。

其中，追踪点的最大加速度小于追踪点的加速度(A_S-max<A_S)相当于追踪点S的加速性能不能满足参考点R对其加速要求的组合导航，此时可将利用追踪点的最大加速度A_S-max计算追踪点的当前位置：L_S-tar＝V_S-0*T_step+1/2*A_S-max*T_step ²，其中，L_S-tar表示追踪点的当前位置、V_S-0表示追踪点的初始速度、A_S-max表示追踪点的最大加速度；并计算追踪点的当前速度：V_S-cur＝V_S-0，V_S-tar＝V_S-0+A_S-max*T_step，其中，V_S-tar表示追踪点的当前速度。

在第一参考周期内的迭代推算出约定步长后追踪点的当前速度,也是其约定步长期间性能允许的最终速度。

S25、在第二参考周期内选择第二参考点，获取第二参考点的当前速度、第二参考点的约定步长；

根据第二参考点的当前速度、第二参考点的约定步长得到目标位置；

获取追踪点第二参考周期内的初始速度，第二参考周期内的初始速度为第二参考周期内的当前速度；

根据追踪点的初始速度和目标位置计算得到追踪点的加速度，以得到追踪点的当前进行路线。

其中，也就是说，第一参考周期内追踪点的当前速度V_S-tar也作为第二参考周期内的迭代的追踪点的初始速度，以计算第二参考周期内追踪点的加速度和追踪点的当前速度。

同理，依次迭代，推算出每个考周期内(第三参考周期、第四参考周期等)的追踪点的位置、当前速度和当前加速度。

根据参考点的当前速度、参考点的约定步长得到目标位置包括：

根据每个子参考点的当前速度、子参考点的约定步长分别得到每个子参考点的目标位置；

根据每个子参考点加权系数和每个子参考点的目标位置，计算得到目标位置。

本实施例的导航方法中，通过在第一参考周期内选择适当的参考点，并根据该参考点的数据最终得到追踪点的当前进行路线，从而实现对追踪点的追踪。此外，该导航方法可运用于终端系统中，实现对终端系统的实时追踪。

实施例3：

如图1至图3所示，本实施例提供一种导航系统，基于实施例1或实施例2的导航方法，导航系统包括：

第一获取单元，用于在第一参考周期内选择第一参考点，获取第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长；

第一计算单元，用于根据第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长得到目标位置；

第二获取单元，用于获取追踪点在第一参考周期内的初始速度；

第二计算单元，用于根据追踪点的初始速度和目标位置计算得到追踪点的加速度，以得到追踪点的当前进行路线。

第二计算单元还包括：

第一计算子单元，若追踪点的最大加速度大于等于追踪点的加速度，用于根据追踪点的加速度、追踪点的初始速度和第一参考点的约定步长，计算得到追踪点的当前速度。

第二计算子单元，若追踪点的最大加速度小于追踪点的加速度，用于根据追踪点的最大加速度、追踪点的初始速度和第一参考点的约定步长，计算得到追踪点的当前速度。

本实施还公开一种终端，包括上述的导航系统。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种导航方法，其特征在于，包括：

在第一参考周期内选择第一参考点，获取所述第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长，包括：

所述第一参考点包括多个子参考点；

在第一参考周期内选择多个子参考点，获取每个所述子参考点的当前速度、每个所述子参考点的约定步长；

根据所述第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长得到目标位置；

根据所述第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长得到目标位置，包括：

根据每个所述子参考点的当前速度、子参考点的约定步长分别得到每个所述子参考点的目标位置；

根据每个所述子参考点加权系数和每个所述子参考点的目标位置，计算得到所述目标位置；

获取追踪点在第一参考周期内的初始速度；

根据所述追踪点的初始速度和所述目标位置计算得到所述追踪点的加速度，以得到所述追踪点的当前进行路线。

2.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述根据所述追踪点的初始速度和所述目标位置计算得到所述追踪点的加速度，以得到所述追踪点的当前进行路线包括：

若追踪点的加速性能满足参考点对所述追踪点加速要求的组合导航，则根据所述追踪点的加速度、追踪点的初始速度和第一参考点的约定步长，计算得到所述追踪点的当前速度。

3.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述根据所述追踪点的初始速度和所述目标位置计算得到所述追踪点的加速度，以得到所述追踪点的当前进行路线包括：

若追踪点的加速性能不能满足参考点对所述追踪点加速要求的组合导航，则根据所述追踪点的最大加速度、追踪点的初始速度和第一参考点的约定步长，计算得到所述追踪点的当前速度。

4.根据权利要求2或者3所述的导航方法，其特征在于，所述计算得到所述追踪点的当前速度之后包括：

在第二参考周期内选择第二参考点，获取所述第二参考点的当前速度、第二参考点的约定步长；

根据所述第二参考点的当前速度、第二参考点的约定步长得到目标位置；

获取追踪点第二参考周期内的初始速度，所述第二参考周期内的初始速度为所述第二参考周期内的当前速度；

根据所述追踪点的初始速度和所述目标位置计算得到所述追踪点的加速度，以得到所述追踪点的当前进行路线。

5.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述选择第一参考点，获取所述第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长包括：

根据第一参考周期、距离阈值以及追踪点的位置选择第一参考点。

6.一种导航系统，其特征在于，基于权利要求1至5中任意一项所述的导航方法，所述导航系统包括：

第一获取单元，用于在第一参考周期内选择第一参考点，获取所述第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长；

第一计算单元，用于根据所述第一参考点的当前速度、第一参考点的约定步长得到目标位置；

第二获取单元，用于获取追踪点在第一参考周期内的初始速度；

第二计算单元，用于根据所述追踪点的初始速度和所述目标位置计算得到所述追踪点的加速度，以得到所述追踪点的当前进行路线。

7.根据权利要求6所述的导航系统，其特征在于，所述第二计算单元还包括：

第一计算子单元，若追踪点的加速性能满足参考点对所述追踪点加速要求的组合导航，用于根据所述追踪点的加速度、追踪点的初始速度和第一参考点的约定步长，计算得到所述追踪点的当前速度。

8.根据权利要求6所述的导航系统，其特征在于，所述第二计算单元还包括：

第二计算子单元，若追踪点的加速性能不能满足参考点对所述追踪点加速要求的组合导航，用于根据所述追踪点的最大加速度、追踪点的初始速度和第一参考点的约定步长，计算得到所述追踪点的当前速度。

9.一种终端，其特征在于，包括权利要求1至5任意一项所述的导航方法。

Images