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专利名称：一种行人轨迹生成方法、装置、电子设备及存储介质

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202011009098.9

专利申请（专利权）人：浙江宇视开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：浙江省杭州市滨江区西兴街道江陵路88号10幢南座1-11层、2幢A区1-3楼、2幢B区2楼

专利发明（设计）人：杜悦

专利摘要：本发明公开了一种行人轨迹生成方法，包括：若检测到跨步结束，则获取前一跨步结束点已确定的历史输出航向、此刻跨步结束点的磁力计输出航向及此刻跨步结束点的陀螺仪输出航向；利用历史输出航向、磁力计输出航向及陀螺仪输出航向，确定此刻跨步结束点的当前输出航向；利用当前输出航向及跨步距离，生成行人轨迹；该方法利用历史输出航向，以及此刻跨步结束点的磁力计输出航向和陀螺仪输出航向，共同确定此刻跨步结束点的当前输出航向，可有效避免单个传感器受时间或外界干扰导致的航向输出错误问题，显著提升利用电子设备内部传感器进行行人定位的可靠度；本申请还公开了一种行人轨迹生成装置、电子设备及存储介质，具有上述有益效果。

主权利要求：
1.一种行人轨迹生成方法，其特征在于，包括：
若检测到跨步结束，则获取前一跨步结束点已确定的历史输出航向、此刻跨步结束点的磁力计输出航向及所述此刻跨步结束点的陀螺仪输出航向；
利用所述历史输出航向、所述磁力计输出航向及所述陀螺仪输出航向，确定所述此刻跨步结束点的当前输出航向；
利用所述当前输出航向及跨步距离，生成行人轨迹；
其中，所述利用所述历史输出航向、所述磁力计输出航向及所述陀螺仪输出航向，确定所述此刻跨步结束点的当前输出航向，包括：计算所述磁力计输出航向与所述陀螺仪输出航向的第一差值绝对值；计算所述磁力计输出航向与所述历史输出航向的第二差值绝对值；利用所述第一差值绝对值和所述第二差值绝对值，确定所述此刻跨步结束点的当前输出航向；
所述利用所述第一差值绝对值和所述第二差值绝对值，确定所述此刻跨步结束点的当前输出航向，包括：当所述第一差值绝对值小于第一阈值，且所述第二差值绝对值小于第二阈值时，对所述磁力计输出航向、所述陀螺仪输出航向及所述历史输出航向进行加权计算，得到所述当前输出航向；或，当所述第一差值绝对值小于所述第一阈值，且所述第二差值绝对值大于等于所述第二阈值时，对所述磁力计输出航向及所述陀螺仪输出航向进行加权计算，得到所述当前输出航向；或，当所述第一差值绝对值大于等于所述第一阈值，且所述第二差值绝对值小于所述第二阈值时，对所述磁力计输出航向及所述历史输出航向进行加权计算，得到所述当前输出航向；或，当所述第一差值绝对值大于等于所述第一阈值，且所述第二差值绝对值大于等于所述第二阈值时，对所述陀螺仪输出航向及所述历史输出航向进行加权计算，得到所述当前输出航向。
2.根据权利要求1所述的行人轨迹生成方法，其特征在于，所述利用所述历史输出航向、所述磁力计输出航向及所述陀螺仪输出航向，确定所述此刻跨步结束点的当前输出航向，包括：利用载体坐标系至地理坐标系的旋转矩阵，将所述磁力计输出航向及所述陀螺仪输出航向转换至所述地理坐标系；
利用转换至所述地理坐标系的磁力计输出航向及转换至所述地理坐标系的陀螺仪输出航向，以及所述历史输出航向，确定所述此刻跨步结束点的当前输出航向。
3.根据权利要求2所述的行人轨迹生成方法，其特征在于，在检测到跨步结束之前，还包括：利用三轴加速度传感器获取重力加速度在所述载体坐标系中的第一坐标；
利用磁力计获取磁强在所述载体坐标系中的第二坐标；
利用所述第一坐标和所述第二坐标计算所述旋转矩阵。
4.根据权利要求3所述的行人轨迹生成方法，其特征在于，所述利用所述第一坐标和所述第二坐标计算旋转矩阵，包括：利用所述第一坐标和所述重力加速度在所述地理坐标系中的坐标，计算出俯仰角和翻滚角；
利用所述第二坐标和所述磁强在所述地理坐标系中的坐标，计算出航向角；
利用所述俯仰角、所述翻滚角和所述航向角，计算出所述旋转矩阵。
5.根据权利要求3所述的行人轨迹生成方法，其特征在于，所述利用三轴加速度传感器获取重力加速度在所述载体坐标系中的第一坐标，包括：利用所述三轴加速度传感器在预设条件下获取所述重力加速度在所述载体坐标系中的第一坐标；其中，所述预设条件为所述三轴加速度传感器所在的设备处于静止状态。
6.根据权利要求1所述的行人轨迹生成方法，其特征在于，所述历史输出航向的初始值为固定值。
7.一种行人轨迹生成装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于若检测到跨步结束，则获取前一跨步结束点已确定的历史输出航向、此刻跨步结束点的磁力计输出航向及所述此刻跨步结束点的陀螺仪输出航向；
计算模块，用于利用所述历史输出航向、所述磁力计输出航向及所述陀螺仪输出航向，确定所述此刻跨步结束点的当前输出航向；
生成模块，用于利用所述当前输出航向及跨步距离，生成行人轨迹；
其中，所述计算模块，包括：
第七计算模块，用于计算磁力计输出航向与陀螺仪输出航向的第一差值绝对值；
第八计算模块，用于计算磁力计输出航向与历史输出航向的第二差值绝对值；
第九计算模块，用于利用第一差值绝对值和第二差值绝对值，确定此刻跨步结束点的当前输出航向；
所述第九计算模块用于当第一差值绝对值小于第一阈值，且第二差值绝对值小于第二阈值时，对磁力计输出航向、陀螺仪输出航向及历史输出航向进行加权计算，得到当前输出航向；或，当第一差值绝对值小于第一阈值，且第二差值绝对值大于等于第二阈值时，对磁力计输出航向及陀螺仪输出航向进行加权计算，得到当前输出航向；或，当第一差值绝对值大于等于第一阈值，且第二差值绝对值小于第二阈值时，对磁力计输出航向及历史输出航向进行加权计算，得到当前输出航向；或，当第一差值绝对值大于等于第一阈值，且第二差值绝对值大于等于第二阈值时，对陀螺仪输出航向及历史输出航向进行加权计算，得到当前输出航向。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的行人轨迹生成方法的步骤。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的行人轨迹生成方法的步骤。 说明书 : 一种行人轨迹生成方法、装置、电子设备及存储介质技术领域[0001] 本发明涉及轨迹生成领域，特别涉及一种行人轨迹生成方法、装置、电子设备及存储介质。背景技术[0002] 近年来，随着视频监控摄像头在城镇街道的快速建设、以及基站定位技术发展成熟，行人的目标定位和追踪已变得非常常见。然而，对于一些监控盲区和GPS信号较弱的地方，例如背街小巷、地下通道和森林峡谷等偏僻场所，快速准确定位行人位置变得异常困难，需要采用更好的方式进行补充。而手机作为目前人们生活的必须品，可利用内置传感器对行人轨迹进行复现，为行人轨迹生成进行补充。[0003] 相关技术中，利用三轴加速度传感器的数据来计算步态频率、步长和方向，从而达到对行人的定位。由于使用最大加速度特征值作为航向的判断依据，三轴加速度传感器在行人缓慢行走或者原地走动的情况下输出没有明显的变化，因此三轴加速度传感器并不能随时输出可靠的行人方向。发明内容[0004] 本发明的目的是提供一种行人轨迹生成方法、装置、电子设备及存储介质，可提升行人轨迹生成中行人航向的精确度，提升利用电子设备内部传感器生成行人轨迹的可用性，进而提升用户使用体验。[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供一种行人轨迹生成方法，包括：[0006] 若检测到跨步结束，则获取前一跨步结束点已确定的历史输出航向、此刻跨步结束点的磁力计输出航向及所述此刻跨步结束点的陀螺仪输出航向；[0007] 利用所述历史输出航向、所述磁力计输出航向及所述陀螺仪输出航向，确定所述此刻跨步结束点的当前输出航向；[0008] 利用所述当前输出航向及跨步距离，生成行人轨迹。[0009] 可选的，所述利用所述历史输出航向、所述磁力计输出航向及所述陀螺仪输出航向，确定所述此刻跨步结束点的当前输出航向，包括：[0010] 利用载体坐标系至地理坐标系的旋转矩阵，将所述磁力计输出航向及所述陀螺仪输出航向转换至所述地理坐标系；[0011] 利用转换至所述地理坐标系的磁力计输出航向及转换至所述地理坐标系的陀螺仪输出航向，以及所述历史输出航向，确定所述此刻跨步结束点的当前输出航向。[0012] 可选的，在检测到跨步结束之前，还包括：[0013] 利用三轴加速度传感器获取重力加速度在所述载体坐标系中的第一坐标；[0014] 利用磁力计获取磁强在所述载体坐标系中的第二坐标；[0015] 利用所述第一坐标和所述第二坐标计算所述旋转矩阵。[0016] 可选的，所述利用所述第一坐标和所述第二坐标计算旋转矩阵，包括：[0017] 利用所述第一坐标和所述重力加速度在所述地理坐标系中的坐标，计算出俯仰角和翻滚角；[0018] 利用所述第二坐标和所述磁强在所述地理坐标系中的坐标，计算出航向角；[0019] 利用所述俯仰角、所述翻滚角和所述航向角，计算出所述旋转矩阵。[0020] 可选的，所述利用三轴加速度传感器获取重力加速度在载体坐标系中的第一坐标，包括：[0021] 利用所述三轴加速度传感器在预设条件下获取所述重力加速度在所述载体坐标系中的第一坐标；其中，所述预设条件为所述三轴加速度传感器所在的设备处于静止状态。[0022] 可选的，所述历史输出航向的初始值为固定值。[0023] 可选的，所述利用所述历史输出航向、所述磁力计输出航向及所述陀螺仪输出航向，确定所述此刻跨步结束点的当前输出航向，包括：[0024] 计算所述磁力计输出航向与所述陀螺仪输出航向的第一差值绝对值；[0025] 计算所述磁力计输出航向与所述历史输出航向的第二差值绝对值；[0026] 利用所述第一差值绝对值和所述第二差值绝对值，确定所述此刻跨步结束点的当前输出航向。[0027] 可选的，所述利用所述第一差值绝对值和所述第二差值绝对值，确定所述此刻跨步结束点的当前输出航向，包括：[0028] 当所述第一差值绝对值小于第一阈值，且所述第二差值绝对值小于第二阈值时，对所述磁力计输出航向、所述陀螺仪输出航向及所述历史输出航向进行加权计算，得到所述当前输出航向；或，[0029] 当所述第一差值绝对值小于所述第一阈值，且所述第二差值绝对值大于等于所述第二阈值时，对所述磁力计输出航向及所述陀螺仪输出航向进行加权计算，得到所述当前输出航向；或，[0030] 当所述第一差值绝对值大于等于所述第一阈值，且所述第二差值绝对值小于所述第二阈值时，对所述磁力计输出航向及所述历史输出航向进行加权计算，得到所述当前输出航向；或，[0031] 当所述第一差值绝对值大于等于所述第一阈值，且所述第二差值绝对值大于等于所述第二阈值时，对所述陀螺仪输出航向及所述历史输出航向进行加权计算，得到所述当前输出航向。[0032] 本发明还提供一种行人轨迹生成装置，包括：[0033] 获取模块，用于若检测到跨步结束，则获取前一跨步结束点已确定的历史输出航向、此刻跨步结束点的磁力计输出航向及所述此刻跨步结束点的陀螺仪输出航向；[0034] 计算模块，用于利用所述历史输出航向、所述磁力计输出航向及所述陀螺仪输出航向，确定所述此刻跨步结束点的当前输出航向；[0035] 生成模块，用于利用所述当前输出航向及跨步距离，生成行人轨迹。[0036] 本发明还提供一种电子设备，包括：[0037] 存储器，用于存储计算机程序；[0038] 处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述的行人轨迹生成方法的步骤。[0039] 本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的行人轨迹生成方法的步骤。[0040] 本发明提供了一种行人轨迹生成方法，包括：若检测到跨步结束，则获取前一跨步结束点已确定的历史输出航向、此刻跨步结束点的磁力计输出航向及所述此刻跨步结束点的陀螺仪输出航向；利用所述历史输出航向、所述磁力计输出航向及所述陀螺仪输出航向，确定所述此刻跨步结束点的当前输出航向；利用所述当前输出航向及跨步距离，生成行人轨迹。[0041] 可见，在本行人轨迹生成方法中，利用前一跨步结束点的历史输出航向，以及此刻跨步结束点的磁力计输出航向和陀螺仪输出航向，来确定此刻跨步结束点的当前输出航向，当某一传感器输出航向或是历史输出航向出现偏差不可靠时，可以利用其它输出航向进行修正，有效避免仅使用一个传感器导致的航向输出错误问题，如加速度传感器随时间变换而产生的积累误差、陀螺仪由抖动及周边环境影响产生的漂移误差、磁力计受磁干扰产生的误差等，显著提升利用电子设备内部传感器进行行人定位的可靠度。同时，由于本行人轨迹生成方法采用磁力计输出航向及陀螺仪输出航向，并不基于最大加速度特征值，可在行人缓慢行走及原地走动情况下输出航向，因此，可进一步提升利用电子设备内部传感器进行行人定位在更多场景中的可用性。附图说明[0042] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。[0043] 图1为本发明实施例所提供的一种行人轨迹生成方法的流程图；[0044] 图2为本发明实施例所提供的另一种行人轨迹生成方法的流程图；[0045] 图3为本发明实施例所提供的行人轨迹生成装置的结构框图；[0046] 图4为本发明实施例所提供的电子设备的结构框图。具体实施方式[0047] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0048] 相关技术中，利用电子设备内置传感器生成行人轨迹，一般利用三轴加速度传感器来生成行人的行走方向，而最大加速度特征值是三轴加速度传感器输出行人航向的判断依据。由于依据最大加速度特征值生成的行人航向，在行人缓慢行走或者原地走动的情况下并不会产生明显的变化，进而导致航向在这种情况下并不可靠。这说明三轴加速度传感器并不能随时生成可靠的行人航向，进而导致生成的行人轨迹产生偏差，最终影响利用电子设备内置传感器生成的行人轨迹的可靠程度。本申请实施例采用前一跨步结束点的历史输出航向，以及此刻跨步点的磁力计输出航向及陀螺仪输出航向，确定此刻跨步点的当前输出航向，可有效避免由单一传感器的错误输出导致的航向偏移，进而提高利用电子设备内置传感器输出的行人航向的准确性，最终提升行人轨迹的可靠性。具体请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种行人轨迹生成方法的流程图，可以包括：[0049] S100、若检测到跨步结束，则获取前一跨步结束点已确定的历史输出航向、此刻跨步结束点的磁力计输出航向及此刻跨步结束点的陀螺仪输出航向；[0050] 相关技术中，由于仅使用三轴加速度传感器作为行人航向的唯一来源，由于采用最大加速度特征值作为航向输出的依据，无法在行人缓慢行走或原地走动时对行人方向的改变产生明显的变化，因此，无法保证行人航向的精确性。同时也应当考虑到，陀螺仪具有飘移问题，通过角速度积分机制得到的航向角会随时间积累，而磁力计虽然不会产生积累误差，但是容易受到周围磁场的影响。经研究后发现，采用单一传感器输出行人航向，必然会产生航向偏差，无法保证输出航向的可靠性。因此，本申请实施例利用历史输出航向、磁力计输出航向及陀螺仪输出航向，共同确定此刻跨步结束点的输出航向，能够在单一传感器出现输出偏差时，利用其它输出航向对此刻跨步结束点的输出航向进行修正，改善由单一传感器输出错误导致的航向偏差问题。同时，由于磁力计输出航向及陀螺仪输出航向并不基于最大加速度特征值，进而可以在行人缓慢行走或者原地走动的情况下对行人的方向改变做出响应，可进一步提升输出航向的精准性和可靠性。[0051] 当检测到此刻跨步结束时，获取磁力计输出航向和陀螺仪输出航向，便可利用由传感器输出的行人航向，更新此刻跨步结束点的当前输出航行。同时，获取前一跨步结束点已确定的历史输出航向，作为此刻跨步结束点输出航向的参考和备份信息，在传感器在受到外界干扰等情况下错误输出航向时，为此刻跨步结束点的输出航向进行修正。同时，此刻跨步结束点的当前输出航向，也会作为下一轮航向确定流程的历史输出航向，为下一跨步结束点的航向确定提供参考和备份，以确保输出航向的可靠性。可以理解的是，本申请实施例并不限定跨步结束的检测方式，用户可根据现有的检测跨步结束的方案，选择适合的检测方式。同时，本申请实施例也不限定获取磁力计和陀螺仪输出航向的具体方式，用户可根据现有的磁力计和陀螺仪的工作原理，选择合适的获取方式。一般而言，磁力计通过感知磁场的变换来建模计算航向，并输出航向角，因此直接获取磁力计的输出结果即可；而陀螺仪则输出陀螺仪所在载体的运动角速度，因此通过对运动角速度进行积分计算便可得到陀螺仪的输出航向。[0052] 对于第一次检测到跨步结束的情况，由于没有上一跨步结束点的计算结果，因此需要设置历史输出航向的初始值，以进行第一次输出航向的计算。本申请实施例并不限定历史输出航向的初始值的设置方式，只要该初始值可以参与后续确定此刻跨步结束点的当前输出航向的流程即可，例如，可以直接设置为固定值，也可以是读取某一传感器的输出航向作为初始值。由于历史输出航向的初始值对于第一次跨步结束点的输出航向值以及行人轨迹的生成影响较。虼，在本申请实施例中，可以将历史输出航向的初始值设置为固定值。本申请实施例也不对固定值的具体数值进行限定，只要该固定值为可以参与后续流程的合法值即可。[0053] S101、利用历史输出航向、磁力计输出航向及陀螺仪输出航向，确定此刻跨步结束点的当前输出航向；[0054] 相关技术中，由于仅使用三轴加速度传感器输出行人航向，进而当输出航向出现偏差时，三轴加速度传感器无法及时判断并进行修正。因此，本申请实施例采用前一跨步结束点的历史输出航向，以及此刻跨步结束点的磁力计输出航向和陀螺仪输出航向，共同确定此刻跨步结束点的当前输出航向，在单个传感器的输出航向或是历史输出航向出现偏差时，能够及时判断并修正，进而有效避免由单一传感器错误输出航向导致的航向偏差问题，可以提升由电子设备内置传感器生成行人轨迹的可靠性。[0055] 本申请实施例并不对当前输出航向的确定过程进行限定，例如，该过程可以是直接利用历史输出航向、磁力计输出航向和陀螺仪输出航向进行计算，得到当前输出航向，也可以是先对历史输出航向、磁力计输出航向和陀螺仪输出航向进行判断，选择可靠的输出航向，并对这些输出航向进行计算得到当前输出航向。考虑到当某个输出航向出现偏差时，直接利用该输出航向与其他输出航向进行计算，会将误差值直接带入计算结果，进而降低当前输出航向的准确度。因此，为了提升当前输出航向的准确度，在本申请实施例中，当前输出航向的确定过程可以为：先对历史输出航向、磁力计输出航向和陀螺仪输出航向进行判断，选择可靠的输出航向，最后对这些输出航向进行计算得到当前输出航向。[0056] 当然，本申请实施例并不对历史输出航向、磁力计输出航向和陀螺仪输出航向可靠度的判断过程进行限定，例如，该判断过程可以是利用输出航向之间差值绝对值的大小关系，选择出差值绝对值最小的一对作为可靠输出航向，也可以是利用输出航向之间的差值绝对值与预设阈值之间的关系，确定可靠的输出航向。考虑到输出航向之间的差值绝对值可能很大，即便选择差值绝对值最小的一对仍存在较大的偏差，因此，在本申请实施例中，对历史输出航向、磁力计输出航向和陀螺仪输出航向可靠度的判断过程可以为：第一输出航向和第二输出航向计算得到第一差值绝对值，第一输出航向与第三输出航向计算得到第二差值绝对值，利用第一差值绝对值和第二差值绝对值，确定此刻跨步结束点的当前输出航向。需要说明的是，本申请实施例并不限定第一输出航向、第二输出航向和第三输出航向具体指代的输出航向，只要能相互区分即可，可以为历史输出航向、磁力计输出航向及陀螺仪输出航向中任意一个。[0057] 在计算得到第一差值绝对值和第二差值绝对值后，便可利用预设阈值对三个输出航向的可靠性进行判断。需要说明的是，本申请实施例并不对预设阈值的具体数值进行限定，用户可根据实际情况进行选择。同时，本申请实施例也不对差值绝对值等于预设阈值的情况进行限定，当差值绝对值等于预设阈值时，可以认为差值绝对值对应的两个输出航向可靠，也可认为不可靠。在一种可能的情况中，本申请实施例对三个输出航向的判断过程为：[0058] 当第一差值绝对值小于第一阈值，且第二差值绝对值小于第二阈值时，认为第一输出航向、第二输出航向和第三输出航向均可靠，并对第一输出航向、第二输出航向和第三输出航向进行计算；或，[0059] 当第一差值绝对值小于第一阈值，且第二差值绝对值大于等于第二阈值时，认为第一输出航向和第二输出航向可靠，并对第一输出航向和第二输出航向进行计算；或，[0060] 当第一差值绝对值大于等于第一阈值，且第二差值绝对值小于第二阈值时，认为第一输出航向和第三输出航向可靠，并对第一输出航向和第三输出航向进行计算；或，[0061] 当第一差值绝对值大于等于第一阈值，且第二差值绝对值大于等于第二阈值时，认为第二输出航向和第三输出航向可靠，并对第二输出航向和第三输出航向进行计算。[0062] 由上述过程，便可对三个输出航向的可靠性进行判断，并选择出可靠的一对输出航行进行计算，得到当前输出航向。[0063] 需要说明的是，本申请实施例并不对当前输出航向的计算方式进行限定，例如可以是计算平均值，也可是加权计算。考虑到历史输出航向为前一跨步结束点的计算结果，仅能对此刻跨步结束点的当前输出航向起到参考作用，权重应当低于磁力计输出航向和陀螺仪输出航向，因此，在本申请实施例中，对当前输出航向的计算方式可以是加权计算。[0064] 下面将结合具体的例子，对上述确定当前输出航向的过程进行解释：[0065] 上一跨步结束点的历史输出航向为ωp，此刻跨步结束点的磁力计输出航向为ωm，此刻跨步结束点的陀螺仪输出航向为ωg。磁力计输出航向与陀螺仪输出航向的差值绝对值为 可靠阈值为 磁力计输出航向与历史输出航向的差值绝对值为 可靠阈值为 此刻跨步结束点的当前输出航向的确定过程为：[0066] 当 则对磁力计输出航向、陀螺仪输出航向及历史输出航向进行加权计算，公式如下：[0067] ωcons＝αgmp(αgωg+αmωm+αpωp)[0068] 其中ωcons为此刻跨步结束点的当前输出航向，αgmp为磁力计输出航向、陀螺仪输出航向及历史输出航向共同计算时的权重系数，αg为陀螺仪输出航向的权重系数，αm为磁力计输出航向的权重系数，αp为历史输出航向的权重系数；或，[0069] 当 则对磁力计输出航和陀螺仪输出航向进行加权计算，公式如下：[0070] ωcons＝αgm(αgωg+αmωm)[0071] 其中αgm为磁力计输出航向和陀螺仪输出航向共同计算时的权重系数；或，[0072] 当 则对磁力计输出航向和历史输出航向进行加权计算，公式如下：[0073] ωcons＝αpm(αmωm+αpωp)[0074] 其中αpm为磁力计输出航向和历史输出航向共同计算时的权重系数；或，[0075] 当 则对陀螺仪输出航向和历史输出航向进行加权计算，公式如下：[0076] ωcons＝αgp(αgωg+αpωp)[0077] 其中αgp为陀螺仪输出航向和历史输出航向共同计算时的权重系数。[0078] 经过上述过程，即可完成对当前输出航向的确定。[0079] 进一步，本申请实施例并不对历史输出航向、磁力计输出航向及陀螺仪输出航向基于的坐标系进行限定，例如可以是传感器所在电子设备的载体坐标系，也可以是相对于地球的地理坐标系。用户可根据实际需求选择适合的坐标系，例如，当传感器所在的电子设备可以保持固定姿态时，如始终保持水平或垂直状态，载体坐标系能够相对于地面固定，此时可认为传感器基于载体坐标系输出的所有航向均在同一个平面上，而这个平面与地面平行，因此可以满足与地面所在二维平面平行地输出行人航向，并生成行人轨迹的需求，因此可以将坐标系设置为载体坐标系；当传感器所在的电子设备无法保持相对固定的姿态时，由于载体坐标系会随着设备姿态的改变而改变，无法保证传感器基于载体坐标系输出的所有航向均在同一个与地面平行的平面上，因此可能导致错误输出行人航向，进而生成错误的行人轨迹，因而此时可以将坐标系设置为地理坐标系。由于地理坐标系相对于地面静止，将传感器的输出航向转换至地理坐标系，可以满足与地面所在二维平面平行地输出行人航向，并生成行人轨迹的需求，以保证输出行人轨迹的准确程度。[0080] 同样，本申请实施例不对是否需要将磁力计输出航向及陀螺仪输出航向转换至地理坐标系进行限定，这基于用户是否选择地理坐标系作为输出航向的坐标系。当用户选择在载体坐标系输出航向时，无需进行坐标系转换；而当用户选择在地理坐标系输出航向时，由于磁力计和陀螺仪的原始输出基于的是载体坐标系，因而需要将原始输出由载体坐标系转换至地理坐标系。[0081] 可以理解的是，由于历史输出航向为计算结果，其主要依靠磁力计输出航向和陀螺仪输出航向进行更新，因此，历史输出航向的形式由磁力计输出航向和陀螺仪输出航向决定。即，当两传感器的输出航向基于的坐标系为地理坐标系时，历史输出航向基于的坐标系也为地理坐标系。因此，当需要转换坐标系时，仅需要对磁力计输出航向和陀螺仪输出航向进行转换即可，无需对历史输出航向进行坐标系转换。[0082] S102、利用当前输出航向及跨步距离，生成行人轨迹。[0083] 在利用历史输出航向、此刻跨步结束点的磁力计输出航向及陀螺仪输出航向，确定了当前输出航向后，即可结合跨步距离，生成可靠的行人轨迹。因此，本申请实施例以提升输出航向精确性的方式，提升了行人轨迹的可靠性，进而提升了利用电子设备内置传感器生成行人轨迹的可靠性及可用程度。[0084] 本申请实施例并不对跨步距离的形式及获取方式进行限定，用户可根据现有的跨步距离获取方法及原理，选择合适的跨步距离形式及获取方法。本申请实施例同样不限定在已获取了行人航向及行人跨步距离的情况下生成行人轨迹的方法，用户可根据现有方案选择合适的方法，例如，可以是先以此刻跨步结束点为圆心，向任意方向作一条长度为行人跨步距离的线段，然后将该线段旋转至行人航向对应的方向，也可以是先计算出此刻跨步结束点的位置，然后将此刻跨步结束点与上一跨步结束点相连，形成行人轨迹。考虑到生成效率，在本申请实施例中，在已获取了行人航向及行人跨步距离的情况下生成行人轨迹的方法可以为：先计算出此刻跨步结束点的位置，然后将此刻跨步结束点与上一跨步结束点相连，形成行人轨迹。当然，本申请实施例并不对此刻跨步结束点位置的计算方法进行限定，用户可选择现有的计算方法，例如，在一种可能的情况中，行人在第n?1个跨步结束点的坐标为(En?1，Nn?1)，到第n个跨步结束点的跨步距离为L，则行人在第n个跨步结束点的坐标(En，Nn)可以为：[0085] En＝En?1+L·sinωcons[0086] Nn＝Nn?1+L·cosωcons[0087] 其中，ωcons表示此刻跨步结束点的当前输出航向。[0088] 需要说明的是，本申请实施例并不对n、L、(En?1，Nn?1)的具体数值进行限定。[0089] 基于上述实施例，在该行人轨迹生成方法中，利用前一跨步结束点的历史输出航向，以及此刻跨步结束点的磁力计输出航向和陀螺仪输出航向，来确定此刻跨步结束点的当前输出航向，可以及时对传感器的输出航向偏差进行判断，并利用其它输出航向进行修正，以保证当前输出航向的准确性，有效解决了仅使用单个传感器时，传感器受时间或外界干扰产生航向误差，并输出错误航向，例如加速度传感器随时间变换而产生的积累误差、陀螺仪由抖动及周边环境影响产生的漂移误差、磁力计受磁干扰产生的误差等，且无法对错误的输出航向进行及时的判断及修正问题，显著提升利用电子设备内部传感器进行行人定位的可靠度。[0090] 基于上述实施例，由于行人携带电子设备的方式多样，要求用户每次都以相同的电子设备姿态携带电子设备，显然不符合实际应用场景。因此，本实施例采取变换坐标系的方式，让用户能够以不同的设备姿态携带电子设备。具体请参见图2，图2为本申请实施例提供的另一种行人轨迹生成方法的流程图，该方法可以包括：[0091] S200、若检测到跨步结束，则获取前一跨步结束点已确定的历史输出航向、此刻跨步结束点的磁力计输出航向及此刻跨步结束点的陀螺仪输出航向；[0092] S201、利用载体坐标系至地理坐标系的旋转矩阵，将磁力计输出航向及陀螺仪输出航向转换至地理坐标系；[0093] 当传感器所在的电子设备无法保持相对固定的姿态时，载体坐标系无法相对于地面固定，进而无法保证传感器基于载体坐标系输出的航向始终平行于地面所在二维平面，无法满足与地面所在二维平面平行地输出行人航向，并生成行人轨迹的需求。而地理坐标系始终相对于地面固定，因此将传感器的输出航向由载体坐标系转换至地理坐标系，可确保输出航向与地面所在二维平面平行，进而输出正确的行人航向并生成正确的行人轨迹。[0094] 本申请实施例并不限定旋转矩阵的形式，用户可参考现有三维坐标系变换的旋转矩阵。同时，本申请实施例并不限定利用旋转矩阵进行坐标系变换的计算过程，用户可参考现有利用旋转矩阵进行向量坐标系变换的计算过程，例如，在一种可能的情况中， 为旋转矩阵，O为传感器基于载体坐标系的输出航向，则基于地理坐标系的输出航向O′为：[0095][0096] 需要说明的是，本申请实施例并不限定设置旋转矩阵的步骤所处的位置，该设置步骤可以位于本实施例所提供方案中的任一位置。为了避免与行人轨迹生成的步骤重叠，影响此刻跨步结束点的输出航向计算，在本申请实施例中，对旋转矩阵的设置步骤可以位于步骤S200之前。同时，本申请实施例并不对设置旋转矩阵的时机进行限定，例如可以一直设置旋转矩阵，也可以间隔固定时间再设置旋转矩阵，用户可根据实际情况选择合适的设置时机。例如，当传感器所处的电子设备一直处于运动中时，需要对旋转矩阵进行实时更新以保证输出航向的准确性，此时可以一直设置旋转矩阵，当传感器所处的电子设备并不处于运动状态时，可以间隔固定时间再设置旋转矩阵。当然，本申请实施例并不对固定时间的具体数值进行限定。[0097] 本申请实施例并不限定旋转矩阵的设定过程，例如，该设定过程可以为利用三轴加速度传感器和陀螺仪分别获取两个姿态，并将这两个姿态进行姿态融合，得到旋转矩阵，也可以是利用三轴加速度传感器和磁力计分别获取重力加速度和磁强在载体坐标系中的坐标，再利用这些坐标计算出旋转矩阵。为了更加高效地设定旋转矩阵，在本申请实施例中，旋转矩阵的设定过程可以为：[0098] 利用三轴加速度传感器获取重力加速度在载体坐标系中的第一坐标；[0099] 利用磁力计获取磁强在载体坐标系中的第二坐标；[0100] 利用第一坐标和第二坐标计算旋转矩阵。[0101] 需要说明的是，本申请实施例并不限定三轴加速度传感器获取重力加速度在载体坐标系中的第一坐标，以及磁力计获取磁强在载体坐标系中的第二坐标的具体获取方式，用户可参考相关技术。[0102] 本申请实施例也不限定三轴加速度传感器获取重力加速度在载体坐标系中的第一坐标的时机，例如三轴加速度传感器可一直获取重力加速度在载体坐标系中的坐标，也可以在预设条件下获取重力加速度在载体坐标系中的坐标。为了进一步提升坐标的准确性，在本申请实施例中，可以在预设条件下获取重力加速度在载体坐标系中的坐标。本申请实施例并不限定具体的预设条件，例如可以是当三轴传感器所在的设备处于静止状态时，或者当三轴传感器所在的设备处于匀速移动时。为了简化获取坐标的流程，在本申请实施例中，预设条件可以为当三轴传感器所在的设备处于静止状态。[0103] 本申请实施例并不限定利用第一坐标和第二坐标计算旋转矩阵的过程，例如可以是利用第一坐标和第二坐标，计算出任意垂直于原点、第一坐标和第二坐标所在平面的单位向量，得到第三坐标，然后利用第一坐标、第二坐标和第三坐标计算得到旋转矩阵，也可以是由第一坐标和第二坐标计算出俯仰角、翻滚角和航向角，再利用俯仰角、翻滚角和航向角计算出旋转矩阵。为了提高计算效率，在本申请实施例中，利用第一坐标和第二坐标计算旋转矩阵的过程可以为：[0104] 利用第一坐标和重力加速度在地理坐标系中的坐标，计算出俯仰角和翻滚角；[0105] 利用第二坐标和磁强在地理坐标系中的坐标，计算出航向角；[0106] 利用俯仰角、翻滚角和航向角，计算出旋转矩阵。[0107] 下面将结合具体的例子，对上述旋转矩阵的设定过程进行解释：[0108] 三轴加速度传感器获取到重力加速度在载体坐标系中的第一坐标为(ax，ay，az)，磁力计获取到磁强在载体坐标系中的第二坐标为(mx，my，mz)。重力加速度在地理坐标系中的坐标为(ae，an，au)，静止状态下该坐标为(0，0，g)，因此当三轴加速度传感器所在的电子设备处于静止状态时，可得方程一：[0109][0110] 其中， 为未知的旋转矩阵，求解该方程可计算出俯仰角θ及翻滚角 而磁强在地理坐标系中的坐标为(me，mn，md)，因此可得方程二：[0111][0112] 求解该方程可计算出航向角 最后联立求解方程一和方程二，即可得到旋转矩阵[0113] S202、利用转换至地理坐标系的磁力计输出航向及转换至地理坐标系的陀螺仪输出航向，以及历史输出航向，确定此刻跨步结束点的当前输出航向。[0114] S203、利用当前输出航向及跨步距离，生成行人轨迹。[0115] 基于上述实施例，本行人轨迹生成方法利用旋转矩阵，将磁力计输出航向和陀螺仪输出航向由载体坐标系转换至地理坐标系，以保证在各种电子设备姿态下，均能向地理坐标系输出平行于地面的行人航向，并生成行人轨迹，避免了由固定电子设备而为用户带来的困难，提升了用户的使用体验。[0116] 下面对本发明实施例提供的行人轨迹生成的装置、电子设备及存储介质进行介绍，下文描述的行人轨迹生成的装置、电子设备及存储介质与上文行人轨迹生成方法可相互对应参照。[0117] 请参考图3，图3为本申请实施例所提供的一种行人轨迹生成装置的结构框图，该装置可以包括[0118] 获取模块100，用于若检测到跨步结束，则获取前一跨步结束点已确定的历史输出航向、此刻跨步结束点的磁力计输出航向及此刻跨步结束点的陀螺仪输出航向；[0119] 计算模块200，用于利用历史输出航向、磁力计输出航向及陀螺仪输出航向，确定此刻跨步结束点的当前输出航向；[0120] 生成模块300，用于利用当前输出航向及跨步距离，生成行人轨迹。[0121] 基于上述任意实施例，计算模块200还可以包括：[0122] 转换模块，用于利用载体坐标系至地理坐标系的旋转矩阵，将磁力计输出航向及陀螺仪输出航向转换至地理坐标系；[0123] 第二计算模块，用于利用转换至地理坐标系的磁力计输出航向及转换至地理坐标系的陀螺仪输出航向，以及历史输出航向，确定此刻跨步结束点的当前输出航向。[0124] 基于上述任意实施例，该装置还可以包括：[0125] 第二获取模块，用于利用三轴加速度传感器获取重力加速度在载体坐标系中的第一坐标；[0126] 第三获取模块，用于利用磁力计获取磁强在载体坐标系中的第二坐标；[0127] 第三计算模块，用于利用第一坐标和第二坐标计算旋转矩阵。[0128] 基于上述任意实施例，第三计算模块还可以包括：[0129] 第四计算模块，用于利用第一坐标和重力加速度在地理坐标系中的坐标，计算出俯仰角和翻滚角；[0130] 第五计算模块，用于利用第二坐标和磁强在地理坐标系中的坐标，计算出航向角；[0131] 第六计算模块，用于利用俯仰角、翻滚角和航向角，计算出旋转矩阵。[0132] 基于上述任意实施例，第四计算模块用于利用三轴加速度传感器在预设条件下获取重力加速度在载体坐标系中的第一坐标；其中，预设条件为三轴加速度传感器所在的设备处于静止状态。[0133] 基于上述任意实施例，计算模块200还可以包括：[0134] 第七计算模块，用于计算磁力计输出航向与陀螺仪输出航向的第一差值绝对值；[0135] 第八计算模块，用于计算磁力计输出航向与历史输出航向的第二差值绝对值；[0136] 第九计算模块，用于利用第一差值绝对值和第二差值绝对值，确定此刻跨步结束点的当前输出航向。[0137] 基于上述任意实施例，第九计算模块用于当第一差值绝对值小于第一阈值，且第二差值绝对值小于第二阈值时，对磁力计输出航向、陀螺仪输出航向及历史输出航向进行加权计算，得到当前输出航向；或，[0138] 当第一差值绝对值小于第一阈值，且第二差值绝对值大于等于第二阈值时，对磁力计输出航向及陀螺仪输出航向进行加权计算，得到当前输出航向；或，[0139] 当第一差值绝对值大于等于第一阈值，且第二差值绝对值小于第二阈值时，对磁力计输出航向及历史输出航向进行加权计算，得到当前输出航向；或，[0140] 当第一差值绝对值大于等于第一阈值，且第二差值绝对值大于等于第二阈值时，对陀螺仪输出航向及历史输出航向进行加权计算，得到当前输出航向。[0141] 需要说明的是，基于上述任意实施例，装置可以是基于可编程逻辑器件实现的，可编程逻辑器件包括FPGA，CPLD，单片机、处理器等。这些可编程逻辑器件可以设置在电子设备中。[0142] 请参考图4，图4为本申请实施例所提供的一种电子设备的结构框图；电子设备400可以包括处理器401和存储器402，当然，还可以进一步包括多媒体组件403、信息输入/信息输出(I/O)接口404以及通信组件405中的一或多者。[0143] 其中，处理器401用于控制电子设备400的整体操作，以完成上述的行人轨迹生成中的全部步骤；存储器402用于存储各种类型的数据以支持处理器401所需执行的各种操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备400上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。该存储器402可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(StaticRandomAccessMemory，SRAM)、电可擦除可编程只读存储器(ElectricallyErasableProgrammableRead?OnlyMemory，EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammableRead?OnlyMemory，EPROM)、可编程只读存储器(ProgrammableRead?OnlyMemory，PROM)、只读存储器(Read?OnlyMemory，ROM)、磁存储器、快闪存储器、磁盘或光盘中的一或多者。[0144] I/O接口404为处理器401和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标。通信组件405用于电子设备400与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi?Fi，蓝牙，近场通信(NearFieldCommunication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件405可以包括：Wi?Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。[0145] 在一示例性实施例中，电子设备400可以被一个或多个应用专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，简称DSP)、数字信号处理设备(DigitalSignalProcessingDevice，简称DSPD)、可编程逻辑器件(ProgrammableLogicDevice，简称PLD)、现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述实施例给出的行人轨迹生成方法。[0146] 基于上述实施例，为了进一步提升电子设备获取传感器数据的效率，在本实施例中，电子设备还可包含磁力计、陀螺仪及三轴加速度传感器。[0147] 当然，本实施例中并不对电子设备所需要的其他部件进行限定，具体可以参考现有电子设备的设置。[0148] 本申请实施例还提供一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任意实施例所述的行人轨迹生成方法的步骤。如计算机程序被处理器执行时实现若检测到跨步结束，则获取前一跨步结束点已确定的历史输出航向、此刻跨步结束点的磁力计输出航向及此刻跨步结束点的陀螺仪输出航向；利用历史输出航向、磁力计输出航向及陀螺仪输出航向，确定此刻跨步结束点的当前输出航向；利用当前输出航向及跨步距离，生成行人轨迹。[0149] 该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read?OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。[0150] 说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。[0151] 专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。[0152] 结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD?ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。[0153] 以上对本发明所提供的一种行人轨迹生成方法、装置、电子设备及存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围。

专利地区：浙江

专利申请日期：2020-09-23

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN114252068B