專利名稱：具有輔助定位功能的移動終端及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及GPS定位技術，特別涉及一種具有輔助定位功能的移動終端及方法。
背景技術：
人們在遠行或者在不熟悉路線時，一般利用GPS(Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))技術進行定位和導航。但是，在某些環(huán)境(如隧道、山路)中，GPS信號很微弱或者是無法接收到GPS信號。在這種環(huán)境下，人們就無法利用GPS進行定位和導航，給人們的行駛帶來了不便。因而現(xiàn)有技術還有待改進和提高。

發(fā)明內容
鑒于上述現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種具有輔助定位功能的移動終端及方法，能在GPS信號不正常時，進行輔助定位。為了達到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術方案
一種具有輔助定位功能的移動終端，其中，包括=GPS模塊，用于實時接收GPS數(shù)據(jù)，獲取移動終端的經(jīng)緯度坐標、海拔高度和當前速度；陀螺儀，用于測量移動終端繞X軸、Y軸和Z軸的旋轉角度；加速度計，用于獲取移動終端前進的加速度，并計算得出移動終端當前的速度；微處理器，用于控制GPS模塊、陀螺儀和加速度計的啟閉；其中，所述微處理器用于在GPS信號不正常時關閉GPS模塊，同時開啟陀螺儀和加速度計，將GPS模塊獲取的經(jīng)緯度坐標、海拔高度和當前速度分別作為初始坐標、初始海拔高度和初始速度，并根據(jù)陀螺儀和加速度計測量的旋轉角度和速度計算移動終端當前的經(jīng)緯度坐標和海拔高度；所述GPS模塊、陀螺儀和加速度計分別與微處理器連接。所述的具有輔助定位功能的移動終端，其中，還包括用于修正陀螺儀測量的數(shù)據(jù)的磁力計，所述磁力計與微處理器連接。所述的具有輔助定位功能的移動終端，其中，微處理器還用于在陀螺儀和加速度計開啟時，控制GPS模塊每隔第一預定時間開啟一次，并判斷GPS信號是否恢復正常。所述的具有輔助定位功能的移動終端，其中，第一預定時間為20-60秒。所述的具有輔助定位功能的移動終端，其中，所述微處理器還用于控制磁力計每隔第二預定時間開啟一次。所述的具有輔助定位功能的移動終端，其中，所述第二預定時間為20-50秒。一種具有輔助定位功能的移動終端實現(xiàn)輔助定位的方法，其中，包括
A、由GPS模塊實時接收GPS數(shù)據(jù)，獲取移動終端的經(jīng)緯度坐標、海拔高度和當前速度；
B、判斷GPS信號是否正常，如果是，則執(zhí)行步驟A，否則執(zhí)行步驟C；
C、開啟陀螺儀和加速度計，同時關閉GPS模塊，并將GPS模塊獲得的經(jīng)緯度坐標、海拔高度和當前速度分別作為初始坐標、初始海拔高度和初始速度；
D、由陀螺儀測量移動終端繞X軸、Y軸和Z軸的旋轉角度，同時由加速度計測量移動終端前進的加速度，并計算得出移動終端當前的速度；
E、根據(jù)所述旋轉角度和當前的速度，并結合所述初始坐標、初始海拔高度和初始速度， 計算當前的經(jīng)緯度坐標和海拔高度；
F、判斷GPS信號是否恢復正常；如果是，則開啟GSP模塊并執(zhí)行步驟A，同時關閉陀螺儀和加速度計；否則，執(zhí)行步驟D。所述的具有輔助定位功能的移動終端實現(xiàn)輔助定位的方法，其中，在步驟D之后所述的方法進一步包括開啟磁力計修正陀螺儀測量的數(shù)據(jù)。所述的具有輔助定位功能的移動終端實現(xiàn)輔助定位的方法，其中，在步驟F中，微處理器控制GPS模塊每隔20-60秒開啟一次，并判斷GPS信號是否恢復正常。所述的具有輔助定位功能的移動終端實現(xiàn)輔助定位的方法，其中，微處理器控制磁計力每隔20-50秒開啟一次。本發(fā)明提供的具有輔助定位功能的移動終端及方法，利用陀螺儀測試移動終端繞 X軸、Y軸和Z軸的角速度和角度，同時通過加速度計測量移動終端前進的加速度計算得出移動終端當前的速度，并根據(jù)GPS模塊獲取的初始經(jīng)緯度坐標、初始海拔高度和初始當前速度，計算出移動終端最終的經(jīng)緯度、海拔高度和前進速度，在GPS信號不正常時，實現(xiàn)了給移動終端繼續(xù)定位導航的功能，用戶完全不會感覺到GPS應用功能的變化，具有很好的用戶體驗效果。


圖1為本發(fā)明具有輔助定位功能的移動終端較佳實施例的結構框圖。圖2為本發(fā)明移動終端較佳實施例中陀螺儀測量移動終端繞水平面X、Y、Z三個方向軸旋轉的角度示意圖。圖3為本發(fā)明移動終端實現(xiàn)輔助定位的方法較佳實施例的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種具有輔助定位功能的移動終端及方法，為使本發(fā)明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實例對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解， 此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例提供的具有輔助定位功能的移動終端包括GPS模塊11、陀螺儀21、 加速度計31和微處理器41，所述GPS模塊11、陀螺儀21和加速度計31分別與微處理器41 連接。其中，GPS 模塊 11 通過 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用異步接收/發(fā)送裝置)串口與微處理器41通信，陀螺儀21、加速度計31和磁力計51分別通過I2C總線微處理器41通信。其中，GPS模塊11用于實時接收GPS數(shù)據(jù)，獲取移動終端的經(jīng)緯度坐標、海拔高度和當前速度。陀螺儀21用于測量移動終端繞X軸、Y軸和Z軸的旋轉角度和角速度。加速度計31用于獲取移動終端前進的加速度，并計算得出移動終端當前的速度。微處理器41用于控制GPS模塊11、陀螺儀21和加速度計31的啟閉。其中，所述微處理器41用于在GPS信號不正常時關閉GPS模塊11，同時開啟陀螺儀21和加速度計31， 將GPS模塊11獲取的經(jīng)緯度坐標、海拔高度和當前速度分別作為初始坐標、初始海拔高度和初始速度，并根據(jù)陀螺儀21和加速度計31測量的旋轉角度和速度計算移動終端當前的經(jīng)緯度坐標和海拔高度。如圖2所示，Z軸為垂直水平面的軸，X、Y軸為水平面的兩個相互垂直軸。假設 X軸為移動終端起始的前進方向軸，則Y軸為移動終端在水平面上與起始前進方向垂直的軸，Z軸為高度軸。移動終端繞Z軸旋轉，表示移動終端的前進方向在水平面上向左或向右的偏離，繞Z軸的旋轉角度也就是移動終端向左或向右偏離的角度，繞Z軸旋轉的角速度也就是偏離的速度；移動終端繞Y軸旋轉，表示移動終端的前進方向相對水平面進行抬高或下降，旋轉的角度也就是相對水平面抬高或下降的角度，旋轉的角速度也就是抬高或下降的速度；移動終端繞X軸旋轉，表示移動終端向左或向右傾斜，旋轉的角度也就是向左或向右傾斜的角度，旋轉的角速度就是傾斜的速度。加速度計31能夠測量出移動終端的加速度，在GPS模塊11獲取了移動終端起始位置的初始速度的情況下，根據(jù)測量到的加速度，便能計算得出移動終端當前的前進速度。本發(fā)明實施例提供的移動終端優(yōu)選為GPS終端或者手機，利用陀螺儀21和加速度計31測量出移動終端的前進速度、前進方向和左右偏離的角度，通過微處理器41計算在X、 Y軸平面上，移動終端的當前位置相對于起始位置在起始方向軸(即X軸)的角度以及相對于起始位置的直線距離，從而計算得出移動終端當前位置的經(jīng)緯度。通過陀螺儀21測出移動終端前進方向相對水平面的抬高或下降的角度和前進的速度，能計算移動終端當前位置相對于起始位置的高度，然后結合初始的海拔高度便能計算得出移動終端當前位置的海拔高度。此處根據(jù)陀螺儀21和加速度計31測量的數(shù)據(jù)，計算移動終端當前的經(jīng)緯度坐標、海拔高度和前進速度的方法為現(xiàn)有技術此處不再詳述。由于本發(fā)明實施例采用了陀螺儀21測量移動終端前進的方向和高度，在移動終端做高速運動時，有可能存在一定的誤差，為了提高陀螺儀21測量數(shù)據(jù)的精確度，本發(fā)明實施例提供的具有輔助定位功能的移動終端還包括磁力計51，所述磁力計51與微處理器 41連接，用于修正陀螺儀21測量的數(shù)據(jù)。本實施例中，所述磁力計51能精確測量地球的磁場與地球的南北方向的夾角，微處理器能計算陀螺儀21測量數(shù)據(jù)得到的方向與地球南北方向的夾角，將這兩個夾角進行比較，以磁力計51得到的夾角為參考，修正物體當前的前進方向，從而提高了移動終端輔助的定位精度。在陀螺儀21和加速度計31測量數(shù)據(jù)的時，微處理器41還用于控制GPS模塊11 每隔第一預定時間開啟一次，并判斷GPS信號是否恢復正常，在GPS信號恢復正常后，開啟 GPS模塊11的定位功能，同時關閉陀螺儀21、加速度計31和磁力計51。其中，所述第一預定時間為20-60秒，本實施例優(yōu)選為30秒，且在GPS模塊11關閉、陀螺儀21和加速度計31 開啟時開始計時。在進一步的實施例中，在陀螺儀21和加速度計31測量數(shù)據(jù)的時，所述微處理器41 還用于控制磁力計51每隔第二預定時間開啟一次，來校正陀螺儀21的測量數(shù)度。其中，所述第二預定時間為20-50秒，本實施例優(yōu)選為30秒，且在GPS模塊11關閉、陀螺儀21和加速度計31開啟時開始計時。本發(fā)明實施例還對應提供一種具有輔助定位功能的移動終端實現(xiàn)輔助定位的方法，請參閱圖3，其為移動終端實現(xiàn)輔助定位的方法流程圖。
S110、由GPS模塊實時接收GPS數(shù)據(jù)，獲取移動終端的經(jīng)緯度坐標、海拔高度和當前速度。S120、判斷GPS信號是否正常，如果是，則執(zhí)行步驟Sl 10，否則執(zhí)行步驟S130 ； S130、開啟陀螺儀和加速度計，同時關閉GPS模塊，并將GPS模塊獲得的經(jīng)緯度坐標、海
拔高度和當前速度分別作為初始坐標、初始海拔高度和初始速度。S140、由陀螺儀測量移動終端繞X軸、Y軸和Z軸的旋轉角度，同時由加速度計測量移動終端前進的加速度，并計算得出移動終端當前的速度；
S150、根據(jù)所述旋轉角度和當前的速度，并結合所述初始坐標、初始海拔高度和初始速度，計算當前的經(jīng)緯度坐標和海拔高度；
S160、判斷GPS信號是否恢復正常；如果是，則開啟GSP模塊并執(zhí)行步驟S110，同時關閉陀螺儀和加速度計；否則，執(zhí)行步驟S140。為了提高陀螺儀的測量精度，在步驟S140之后，所述的方法進一步包括開啟磁力計修正陀螺儀測量的數(shù)據(jù)。通過磁力計獲取移動終端前的方向與地球南北方向的夾角， 并將該夾角與陀螺儀測量數(shù)據(jù)得到的前進方向與地球南北方向的夾角進行比較，對陀螺儀測量的數(shù)據(jù)進行修正，更新移動終端當前的前進方向。在步驟S150中，微處理器每隔20-60秒開啟一次GPS模塊，并判斷GPS信號是否恢復正常。在GPS信號恢復正常后，GPS模塊回到正常工作模式。綜上所述，本發(fā)明實施例提供的移動終端在進行定位和導航應用時，即使GPS信號變差或者是消失，同樣能夠進行定位和導航應用，消除了定位導航的盲區(qū)。GPS模塊完全根據(jù)GPS信號的情況自動啟動和關閉，用戶完全不會感覺到GPS應用功能的變化，具有很好的用戶體驗效果。另外，在GPS信號不好時，本發(fā)明采用關閉GPS模塊，讓GPS模塊進入低功耗狀態(tài)， 避免了 GPS模塊在信號不好時連續(xù)搜索衛(wèi)星信號，造成的不必要耗電，而陀螺儀和加速度計的耗電大大小于GPS模塊的耗電，從而提高了電池使用的時間。同時，本發(fā)明實施磁力計不斷修正陀螺儀的誤差，提高了移動終端輔助導航的精度。可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種具有輔助定位功能的移動終端，其特征在于，包括GPS模塊，用于實時接收GPS數(shù)據(jù)，獲取移動終端的經(jīng)緯度坐標、海拔高度和當前速度； 陀螺儀，用于測量移動終端繞X軸、Y軸和Z軸的旋轉角度； 加速度計，用于獲取移動終端前進的加速度，并計算得出移動終端當前的速度； 微處理器，用于控制GPS模塊、陀螺儀和加速度計的啟閉；其中，所述微處理器用于在 GPS信號不正常時關閉GPS模塊，同時開啟陀螺儀和加速度計，將GPS模塊獲取的經(jīng)緯度坐標、海拔高度和當前速度分別作為初始坐標、初始海拔高度和初始速度，并根據(jù)陀螺儀和加速度計測量的旋轉角度和速度計算移動終端當前的經(jīng)緯度坐標和海拔高度； 所述GPS模塊、陀螺儀和加速度計分別與微處理器連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有輔助定位功能的移動終端，其特征在于，還包括用于修正陀螺儀測量的數(shù)據(jù)的磁力計，所述磁力計與微處理器連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的具有輔助定位功能的移動終端，其特征在于，微處理器還用于在陀螺儀和加速度計開啟時，控制GPS模塊每隔第一預定時間開啟一次，并判斷GPS信號是否恢復正常。
4.根據(jù)權利要求3所述的具有輔助定位功能的移動終端，其特征在于，第一預定時間為20-60秒。
5.根據(jù)權利要求2所述的具有輔助定位功能的移動終端，其特征在于，所述微處理器還用于控制磁力計每隔第二預定時間開啟一次。
6.根據(jù)權利要求5所述的具有輔助定位功能的移動終端，其特征在于，所述第二預定時間為20-50秒。
7.一種采用權利要求1所述的具有輔助定位功能的移動終端實現(xiàn)輔助定位的方法，其特征在于，包括由GPS模塊實時接收GPS數(shù)據(jù)，獲取移動終端的經(jīng)緯度坐標、海拔高度和當前速度； 判斷GPS信號是否正常，如果是，則執(zhí)行步驟A，否則執(zhí)行步驟C ； 開啟陀螺儀和加速度計，同時關閉GPS模塊，并將GPS模塊獲得的經(jīng)緯度坐標、海拔高度和當前速度分別作為初始坐標、初始海拔高度和初始速度；由陀螺儀測量移動終端繞X軸、Y軸和Z軸的旋轉角度，同時由加速度計測量移動終端前進的加速度，并計算得出移動終端當前的速度；根據(jù)所述旋轉角度和當前的速度，并結合所述初始坐標、初始海拔高度和初始速度，計算當前的經(jīng)緯度坐標和海拔高度；判斷GPS信號是否恢復正常；如果是，則開啟GSP模塊并執(zhí)行步驟A，同時關閉陀螺儀和加速度計；否則，執(zhí)行步驟D。
8.根據(jù)權利要求7所述的具有輔助定位功能的移動終端實現(xiàn)輔助定位的方法，其特征在于，在步驟D之后所述的方法進一步包括開啟磁力計修正陀螺儀測量的數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權利要求7所述的具有輔助定位功能的移動終端實現(xiàn)輔助定位的方法，其特征在于，在步驟F中，微處理器控制GPS模塊每隔20-60秒開啟一次，并判斷GPS信號是否恢復正常。
10.根據(jù)權利要求8所述的具有輔助定位功能的移動終端實現(xiàn)輔助定位的方法，其特征在于，微處理器控制磁計力每隔20-50秒開啟一次。
全文摘要
本發(fā)明公開了具有輔助定位功能的移動終端及方法，其移動終端包括GPS模塊、陀螺儀、加速度計和微處理器；所述GPS模塊、陀螺儀和加速度計分別與微處理器連接。本發(fā)明提供的具有輔助定位功能的移動終端及方法，利用陀螺儀測試移動終端繞X軸、Y軸和Z軸的角速度和角度，同時通過加速度計測量移動終端前進的加速度計算得出移動終端當前的速度，并根據(jù)GPS模塊獲取的初始經(jīng)緯度坐標、初始海拔高度和初始當前速度，計算出移動終端最終的經(jīng)緯度、海拔高度和前進速度，在GPS信號不正常時，實現(xiàn)了給移動終端繼續(xù)定位導航的功能，用戶完全不會感覺到GPS應用功能的變化，具有很好的用戶體驗效果。
文檔編號G01S19/49GK102243315SQ201110103699
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權日2011年4月25日
發(fā)明者林子華 申請人:惠州Tcl移動通信有限公司