一种基于周期性开关GPS的低功耗定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于周期性开关GPS的低功耗定位方法，包括：(1)获得实时三维加速度投影信息，根据上一个定位点和实时三维加速度投影信息获得当前时刻的定位点；(2)利用地图匹配方法定位点匹配到合适道路上得到匹配后定位点；(3)判断是否到达GPS定位周期，如果否则更新GPS定位周期，并转步骤(1)继续进行定位推算；如果是，则打开GPS并转步骤(4)；(4)判断GPS定位是否可用，如果可用则读取GPS位置作为初始定位点，并转步骤(1)继续进行定位推算；如果不可用则转步骤(1)继续进行定位推算。本发明专利技术方法周期性开启GPS定位功能并结合加速计的定位推算，还结合地图匹配方法进行道路匹配，能够在保证定位精度的前提下降低功耗。

A low power location method based on periodically switched GPS

The invention discloses a low power positioning method, periodic switch based on GPS include: (1) to obtain real-time three-dimensional projection of acceleration information, according to the positioning points at the moment the positioning point on a projection and real-time 3D acceleration information; (2) using the map matching method, suitable location on the road to get after matching the positioning points; (3) to determine whether GPS or GPS location update cycle, if the cycle, and step (1) to continue positioning projections; if it is, then open GPS and go to step (4); (4) determine the GPS position is available, if it is available to read GPS as the initial position the positioning point, and step (1) to continue calculating the position; if not available to a step (1) to continue calculating the position. The method of the invention periodically open the positioning function of GPS combined with the accelerometer positioning projections, combined with map matching methods for road matching, can guarantee the positioning accuracy under the premise of reducing power consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种基于周期性开关GPS的低功耗定位方法
本专利技术属于定位
，更具体地，涉及一种基于周期性开关GPS的低功耗定位方法。
技术介绍
随着智能终端(如智能手机、智能手环、智能手表等)的不断普及，终端位置获取已经成为一项基本的服务，给地图定位、位置导航、基于位置的服务(LocationBasedService)等提供基础条件。然而，目前智能终端的定位存在两个重大的缺陷。第一，智能终端定位的功耗非常大，例如智能手机只能支持5小时到6小的连续GPS定位，智能手环和智能手表等只能支持不到半天的连续GPS定位，从而高精度的位置获取和服务给终端续航能力带来极大的挑战。第二，在一些建筑物密集、或者有遮挡的地方，如城市市区和步行购物街等地方，GPS卫星信号受到严重的遮挡，经常定位失败或者得到错误的定位结果，给上层的位置服务及应用带来诸多不便。目前在智能终端上提供的主流定位方法有三种：GPS定位、WIFI定位以及基站定位。其中，GPS定位精度最高，晴朗天气约10米左右；WIFI定位精度约几十米到上百米，但需要实现知道各个AP热点的位置和分布情况；基站定位精度最差，通常数百米到几千米，取决于基站信号强度和分布情况。主流定位方法是将GPS定位、WIFI定位、基站定位这三者融合起来，如果可以获取到GPS位置，就直接使用GPS定位，否则使用WIFI定位，如果WIFI定位也失败了，则使用基站定位。也就是说，这个方法优选GPS定位，会导致GPS一直打开功耗很大；如果GPS定位失败，备选的WIFI定位和基站定位的精度又不够高。显然，这些方法不能很好地处理上文所述的定位功耗较高以及定位精度不高的问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于周期性开关GPS的低功耗定位方法，其目的在于通过周期性开关GPS，在GPS定位功能开启时通过GPS获得初始定位点，在GPS定位功能关闭时通过加速计获得初始定位点，并根据加速度获得的三维加速度投影信息进行定位推算，从而在保证定位精度的前提前降低功耗，由此解决现有技术中定位功耗较高以及定位精度不高的技术问题。(1)利用加速度计获得各时刻的实时三维加速度投影信息，并根据上一个定位点和各时刻的实时三维加速度投影信息获得当前时刻的定位点；(2)利用地图匹配方法将当前时刻的定位点匹配到合适道路上以降低定位误差，得到匹配后定位点；(3)判断是否到达GPS定位周期，如果否则更新GPS定位周期，并转步骤(1)继续进行定位推算；如果是，则打开GPS并转步骤(4)；(4)判断GPS定位功能是否可用，如果可用则读取GPS位置，将GPS位置作为初始定位点并转步骤(1)继续进行定位推算；如果不可用则转步骤(1)继续进行定位推算。本专利技术的一个实施例中，所述步骤(2)中利用地图匹配方法将当前时刻的定位点匹配到合适道路上以降低定位误差，得到匹配后定位点，具体为：获得连续N个定位点分别到其两条相邻道路上的距离Li1和Li2，其中i＝1-N，Li1表示第i个定位点到第一条道路的距离，Li2表示第i个定位点到另二条道路的距离，N为自然数；根据所述N个定位点分别到其两条相邻道路上的距离di1和di2，计算将定位点定位到第一条道路上的概率K1和第二条道路上的概率K2；如果所述K1大于K2，则将定位点定位到第一条道路上，如果所述K1小于K2，则将定位点定位到第二条道路上，如果所述K1等于于K2，则获得第N+1个定位点到两条相邻道路上的距离Li1和Li2，并计算K1和K2直到K1不等于K2。本专利技术的一个实施例中，在初始定位时，如果GPS定位功能可用，则读取GPS位置并将GPS位置作为初始定位点；如果GPS定位功能不可用，则读取加速度计位置并将加速度计位置作为初始定位点。本专利技术的一个实施例中，所述k1＝1/(d11d21……dN1)，k2＝1/(d12d22……dN2)。本专利技术的一个实施例中，所述步骤(1)中根据上一个定位点和各时刻的实时三维加速度投影信息获得当前时刻的定位点，具体根据下式计算：其中sx(t),sy(t),sz(t)为当前时刻的定位信息，(s'x0(t),s'y0(t),s'z0(t))为上一时刻的初始位置，(a'x,a'y,a'z)为各时刻的实时三维加速度投影信息。本专利技术的一个实施例中，所述实时三维加速度投影信息具体为：其中(ax,ay,az)为加速度计获得的加速度采样值，g为重力加速度。本专利技术的一个实施例中，所述GPS定位周期为T＝T0/M，其中T0为误差累积时间阈值，M为当前道路的出入度。本专利技术的一个实施例中，所述T0为一分钟。本专利技术的一个实施例中，所述M取值为前向道路的个数。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本专利技术方法通过判断GPS定位功能的开启状态，在GPS定位功能关闭时通过加速计获得初始定位点，在GPS定位功能开启时通过GPS获得初始定位点，并对定位点进行地图匹配，再进一步结合加速度获得的三维加速度投影信息进行定位推算，从而在保证定位精度的前提下降低功耗；(2)本专利技术方法周期性开启GPS定位功能并结合加速计的定位推算，从而能够因关闭GPS定位功能而降低定位功耗，也能通过周期性开启GPS定位功能而保证较高的定位精度；(3)本专利技术方法根据当前道路的出入度信息以及预设的误差累积时间阈值计算GPS工作周期，根据所述GPS工作周期打开和关闭GPS，从而能够根据当前需定位位置的具体地形信息调节开关周期，进一步保证了低功耗与高精度的平衡；(4)本专利技术方法结合地图匹配方法进行道路匹配，在计算的定位结果误差较大的时候，能够结合地图上的实际道路信息进行定位纠正，进一步提高定位精度。附图说明图1是本专利技术实施例中一种低功耗定位方法示意图；图2是本专利技术实施例中一种基于周期性开关GPS的低功耗定位方法的流程示意图；图3是本专利技术实施例中三轴加速计的结构示意图；图4是本专利技术实施例中三轴加速计的角度定义示意图；图5是本专利技术实施例中定位信息的地图匹配示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术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专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术提供了一种能够在保证定位精度的前提下降低功耗的定位方法，如图1所示，主要工作过程包括以下方面：A、位移计算：终端上集成加速计，来感知X、Y、Z三个方向的加速度的变化，在短时间内进行积分，就能得到终端的运动速度和位移变化。B、GPS定位和校正：如果GPS定位功能可用，则首先使用GPS定位，获取GPS位置。然后，将GPS位置匹配到合适的道路上，来降低GPS误差；最后，对终端的运动位置进行校正，提供一个可靠的位置参考点。C、低功耗定位：为了降低整体定位功耗，需要周期性关闭GPS模块，利用加速计定位来降低功耗。首先，通过地图API接口，加载当前地图道路矢量，根据当前道路复杂度，计算合适的GPS开启、关闭时间，更新GPS工作周期。其次，在GPS关闭时间，将位置参考点投影到地图，进行地图匹配。最后，用运动位移和方向来做定位推算。这段过程也可以称为主动定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于周期性开关GPS的低功耗定位方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)利用加速度计获得各时刻的实时三维加速度投影信息，并根据上一个定位点和各时刻的实时三维加速度投影信息获得当前时刻的定位点；(2)利用地图匹配方法将当前时刻的定位点匹配到合适道路上以降低定位误差，得到匹配后定位点；(3)判断是否到达GPS定位周期，如果否则更新GPS定位周期，并转步骤(1)继续进行定位推算；如果是，则打开GPS并转步骤(4)；(4)判断GPS定位功能是否可用，如果可用则读取GPS位置，将GPS位置作为初始定位点并转步骤(1)继续进行定位推算；如果不可用则转步骤(1)继续进行定位推算。

【技术特征摘要】
1.一种基于周期性开关GPS的低功耗定位方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)利用加速度计获得各时刻的实时三维加速度投影信息，并根据上一个定位点和各时刻的实时三维加速度投影信息获得当前时刻的定位点；(2)利用地图匹配方法将当前时刻的定位点匹配到合适道路上以降低定位误差，得到匹配后定位点；(3)判断是否到达GPS定位周期，如果否则更新GPS定位周期，并转步骤(1)继续进行定位推算；如果是，则打开GPS并转步骤(4)；(4)判断GPS定位功能是否可用，如果可用则读取GPS位置，将GPS位置作为初始定位点并转步骤(1)继续进行定位推算；如果不可用则转步骤(1)继续进行定位推算。2.如权利要求1所述的基于周期性开关GPS的低功耗定位方法，其特征在于，所述步骤(2)中利用地图匹配方法将当前时刻的定位点匹配到合适道路上以降低定位误差，得到匹配后定位点，具体为：获得连续N个定位点分别到其两条相邻道路上的距离Li1和Li2，其中i＝1-N，Li1表示第i个定位点到第一条道路的距离，Li2表示第i个定位点到另二条道路的距离，N为自然数；根据所述N个定位点分别到其两条相邻道路上的距离di1和di2，计算将定位点定位到第一条道路上的概率K1和第二条道路上的概率K2；如果所述K1大于K2，则将定位点定位到第一条道路上，如果所述K1小于K2，则将定位点定位到第二条道路上，如果所述K1等于于K2，则获得第N+1个定位点到两条相邻道路上的距离Li1和Li2，并计算K1和K2直到K1不等于K2。3.如如权利要求1或2所述的基于周期性开关GPS的低功耗定位方法，其特征在于，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏彩琴，邓柱杰，
申请(专利权)人：安徽新势力网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34