車載系統中麥加相對方向的指示方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種車載系統中麥加相對方向的指示方法。所述方法包括：獲取車輛位置的經緯度；根據所述車輛位置的經緯度和預存的麥加位置的經緯度，計算方位角度，所述方位角度為車輛位置與麥加位置連線相對于南北經線之間的夾角；計算車輛行駛軌跡相對于南北經線的軌跡角度；將所述方位角和所述軌跡角度進行疊加得到麥加相對方向，并顯示所述麥加相對方向。本發明還相應公開了一種車載系統中麥加相對方向的指示裝置。應用本發明技術方案，能夠在行車環境中，指示麥加相對于行車方向的相對方向。
【專利說明】車載系統中麥加相對方向的指示方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及車載設備【技術領域】，特別是涉及一種車載系統中麥加相對方向指示方法和裝置。
【背景技術】
[0002]麥加(東經39.49°，北緯21.26° )是伊斯蘭教的圣城。根據伊斯蘭教義，穆斯林每日都要在規定的時間段內向麥加的克爾白廟方向虔誠地祈禱五次。對于在世界上其它地方工作或旅行的穆斯林來說，尤其是行車過程中的穆斯林來說，定位麥加的相對方向比較困難。
[0003]在傳統技術中，人們基于電子指南針在手機等移動設備或手表等設備中，實現了麥加相對方向的指示。然而在行車環境中，車載系統的電磁環境復雜，且易受到外界的干擾，導致傳統的基于電子指南針的設備指示方向的誤差較大，所以內置電子指南針的方式并不適合于車載系統中指不麥加的相對方向。因此，需要提供一種指不麥加與行車方向的相對方向的方法和裝置，提高方向的指示精度。
【發明內容】
[0004]基于此，有必要提供一種車載系統中麥加相對方向的指示方法和裝置，應用本發明技術方案，能夠在行車環境中，指不麥加相對于行車方向的相對方向。
[0005]一種車載系統中麥加相對方向的指示方法，包括:
[0006]獲取車輛位置的經緯度；
[0007]根據所述車輛位置的經緯度和預存的麥加位置的經緯度，計算方位角度，所述方位角度為車輛位置與麥加位置連線相對于南北經線之間的夾角；
[0008]計算車輛行駛軌跡相對于南北經線的軌跡角度；
[0009]將所述方位角和所述軌跡角度進行疊加得到麥加相對方向，并顯示所述麥加相對方向。
[0010]在一個實施例中，在顯示所述麥加相對方向的步驟之后，所述方法還包括:
[0011]延遲預設時間后，重新獲取車輛位置的經緯度、計算方位角度、軌跡角度，并更新所述麥加相對方向；
[0012]在將所述方位角度和所述軌跡角度進行疊加得到麥加相對方向的步驟之后，所述方法包括:
[0013]存儲所述麥加相對方向；
[0014]在所述獲取車輛位置的經緯度的步驟之前，所述方法還包括:
[0015]系統初始化，獲取存儲的所述麥加相對方向，并顯不所述麥加相對方向。
[0016]在一個實施例中，在根據所述車輛位置的經緯度和預存的麥加位置的經緯度，計算方位角度的步驟之后，所述方法還包括:
[0017]獲取所述車輛的速度值，并判斷所述速度值是否大于預設閥值；
[0018]若是，則執行計算車輛行駛軌跡相對于南北經線的軌跡角度，及更新所述麥加相對方向的后續步驟，否則，保持當前的麥加相對方向不變。
[0019]在一個實施例中，所述計算車輛行駛軌跡相對于南北經線的軌跡角度步驟包括:
[0020]獲取預置小時間段內的車輛行駛軌跡上的兩位置的經緯度，并根據所述兩位置的經緯度，確定兩位置連線與南北經線之間的夾角，作為所述軌跡角度。
[0021]在一個實施例中，顯示所述麥加相對方向的步驟,包括:
[0022]在車載屏幕上，以垂直向上作為車輛行駛方向的基準，并根據所述麥加相對方向的角度值，顯不所述麥加相對方向。
[0023]—種車載系統中麥加相對方向的指不裝置，包括:GPS模塊、控制處理模塊和顯不模塊；
[0024]所述GPS模塊，用于獲取車輛位置的經緯度；
[0025]所述控制處理模塊包括方位角度計算單元、軌跡角度計算單元、相對方向計算單元;
[0026]所述方位角度計算單元，用于根據所述車輛位置的經緯度和預存的麥加位置的經緯度，計算方位角度，所述方位角度為車輛位置與麥加位置連線相對于南北經線之間的夾角；
[0027]所述軌跡角度計算單元，用于計算車輛行駛軌跡相對于南北經線的軌跡角度；
[0028]所述相對方向計算單元，用于將所述方位角和所述軌跡角度進行疊加得到麥加相對方向；
[0029]所述顯示模塊，用于顯示所述麥加相對方向。
[0030]在一個實施例中，所述控制處理模塊還包括延時單元，用于延遲預設時間，在所述預設時間之后，所述方位角度計算單元、所述軌跡角度計算單元、所述相對方向計算單元重新確定方位角度、軌跡角度以及麥加相對方向，所述顯示模塊更新顯示所述麥加相對方向。
[0031]在一個實施例中，所述GPS模塊，還用于獲取車輛的速度值；
[0032]所述控制處理模塊，還包括車速判斷單元，用于所述速度值是否大于預設閥值；
[0033]若是，則由所述軌跡角度計算單元計算車輛行駛軌跡相對于南北經線的軌跡角度，并由所述相對方向計算單元更新所述麥加相對方向，否則，所述相對方向計算單元保持當前的麥加相對方向不變。
[0034]在一個實施例中，所述軌跡角度計算單元，用于獲取預置小時間段內的車輛行駛軌跡上的兩位置的經緯度，并根據所述兩位置的經緯度，確定兩位置連線與南北經線之間的夾角，作為所述軌跡角度。
[0035]在一個實施例中，所述顯示模塊，用于在車載屏幕上，以垂直向上作為車輛行駛方向的基準，并根據所述麥加相對方向的角度值，顯不所述麥加相對方向
[0036]上述車載系統中麥加相對方向的指示方法，由于通過獲取車輛的實時經緯度計算方位角度，以及獲取車輛的行駛軌跡計算軌跡角度，進而可根據方位角度和軌跡角度計算得到麥加相對方向，因此避免了在傳統車載系統中通過電子指南針獲取麥加相對方法時，因外界電磁環境的干擾而導致指示方向的精確度誤差較大的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037]圖1為一個實施例中的車載系統中麥加相對方向的指示方法的流程示意圖；
[0038]圖2為一個實施例中麥加相對方向、方位角度、軌跡角度的構成示意圖；
[0039]圖3為一個實施例中計算方位角度的示意圖；
[0040]圖4為一個實施例中顯不麥加相對方向的不意圖；
[0041]圖5為又一個實施例中的車載系統中麥加相對方向的指示方法的流程示意圖；
[0042]圖6為一個實施例中的車載系統中麥加相對方向的指示裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0043]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0044]在一個實施例中，如圖1所示，一種車載系統中麥加方向的指示方法，包括如下步驟:
[0045]步驟101，獲取車輛位置的經緯度。
[0046]在本實施例中，經緯度是指車輛的當前位置所對應的經緯度。可以理解，由于車輛行駛時其位置會不斷發生變化，因此車輛位置所對應的經緯度也在不斷變化。
[0047]具體的,可通過車輛內部安裝的GPS(Gloabal Posit1ning System)模塊來實時獲取車輛當前位置的經緯度。
[0048]步驟102，根據車輛位置的經緯度和預存的麥加位置的經緯度，計算方位角度，該方位角度為車輛位置與麥加位置連線相對于南北經線之間的夾角。
[0049]在本實施例中，由于麥加的位置是固定不變的，因此其對應的經緯度也不變，故可預先將麥加位置的經緯度進行存儲。
[0050]方位角又稱地平經度，是指從某點的指北方向線起，依順時針到目標方向線之間的水平夾角。結合圖2所示，A點為車輛位置，B點為麥加位置，AC指向北極方向，計算A點的指北方向線AC到目標點B點的目標方向線AB之間的夾角，得到Z β (也就是Z CAB)方位角度。
[0051]具體的，如圖3所示，假設A點為車輛位置，B點為麥加位置，則Z CAB就是麥加對于車輛的方位角。
[0052]假設A點經緯為A ( Φ Α，λ Α)，B點經緯為B ( Φ B，λ B)，D (參考點D，與B同經度，且Z CAD為90度)的經緯為D((tD、AD), B點相對于A點的方位角為Z CAB。
[0053]具體的，可通過如下公式:
[0054]弧度=角度X Ji +180
[0055]計算得到A點經緯和B點經緯對應的弧度值A ( Φ Α’、λ A’)和B ( Φ B’、λ B’)。
[0056]進一步的，采用公式:
[0057]Xl =、丨— (sin((44') * sin(^/>>!) + cos(r/W) * cos(辦')H! co%{λΒ'-λΑ' ))1);
[0058]X2 = cos ( Φ B，)*sin (入 B，-入 A，)/Xl ；
[0059]進一步的，根據公式
[0060]A3 = 7((1 — sin(如’)* %\η(φΑ') * ?\\{/ιΒ'-λ.4') * ?η{λΒ'-λΑ')))[0061 ] X4 = cos ( λ B，- λ A，)*sin ( Φ A，)/X3
[0062]X5 = asin(X4) X180+
[0063]如果λ A 彡 0，則 X5 = λ A+540 ;否則 X5 = λ A+180。
[0064]最后，根據如下條件判斷判斷并計算方位角Z CAB:
[0065]如果Φ?>ΦΒ，且 λ Α<Χ5< λ B,則 Z CAB = asin (Χ2) *180+π ；
[0066]如果Φ?>ΦΒ， 且λΑ〈Χ5〈λΒ條件不符合，則 Z CAB =360 - asin(X2)*180+ π | ；
[0067]如果φ? 彡 ΦΒ，且 λΑ〈Χ5〈λΒ,則Z CAB = 180-1 asin (Χ2) *180+π | ；
[0068]如果Φ?彡ΦΒ,且λΑ〈Χ5〈λΒ條件不符合，則Z CAB = 180+asin(X2)*180+ π |。
[0069]步驟103，計算車輛行駛軌跡相對于南北經線的軌跡角度。
[0070]結合圖2所示，線段AE表示車輛行駛軌跡，AC為車輛當前位置對應的南北經線，Z α (即Z CAE)則表示車輛的軌跡角度。具體的，可通過車輛的GPS模塊獲取車輛的軌跡角度。
[0071]步驟104，將方位角和軌跡角度進行疊加得到麥加相對方向。
[0072]具體的，將方位角Z β和軌跡角度Z α進行疊加后，得到麥加相對方向Z Θ并將方向箭頭顯示到屏幕上。結合圖4所示，圖4表示的是上北下南，左西右東的示意圖。其中，虛線是指車輛車身的前方，箭頭則表示麥加位置在車輛當前位置的相對方向，通過屏幕的顯示便可得知麥加位于車輛的左后方。
[0073]步驟105，并顯示麥加相對方向。
[0074]上述車載系統中麥加相對方向的指示方法，由于通過獲取車輛的實時經緯度計算方位角度，以及獲取車輛的行駛軌跡計算軌跡角度，進而可根據方位角度和軌跡角度計算得到麥加相對方向，因此避免了在傳統車載系統中通過電子指南針獲取麥加相對方法時，因外界電磁環境的干擾而導致指示方向的精確度誤差較大的問題。
[0075]在一個實施例中，在顯示麥加相對方向的步驟之后，該方法還包括:延遲預設時間后，重新獲取車輛位置的經緯度、計算方位角度、軌跡角度，并更新麥加相對方向；在將方位角度和軌跡角度進行疊加得到麥加相對方向的步驟之后，該方法包括:存儲該麥加相對方向；在步驟101之前，該方法還包括:系統初始化，獲取存儲的麥加相對方向，并顯示麥加相對方向。
[0076]延時時間是指控制車載系統重新獲取車輛位置的經緯度、計算方位角度和軌跡角度，并更新麥加相對方向的時間間隔。在本實施例中，延時時間優選為0.5秒。
[0077]由于車輛是不斷運動的，其位置也在不停地變化，故麥加對車輛的相對位置也會不同。因此，系統根據預先設置的延時時間，不斷重新獲取車輛位置的實時經緯度、計算方位角度和軌跡角度，并更新麥加相對方向，更加提高了指示麥加方向的精確度。
[0078]進一步的，實時計算得到最新麥加相對方向后,系統則自動存儲該最新麥加相對方向。
[0079]在一個實施例中，若剛啟動車載系統時，系統則自動獲取上一次保存在ROM中的麥加相對方向(即系統上次關閉前所保存的最新麥加相對方向)并顯示到屏幕上。
[0080]在一個實施例中，步驟102之后，該方法還包括:獲取車輛的速度值，并判斷該速度值是否大于預設閥值；若是，則執行計算車輛行駛軌跡相對于南北經線的軌跡角度，及更新所述麥加相對方向的后續步驟，否則，保持當前的麥加相對方向不變。
[0081]由于當車輛的行駛速度低于一定值時，車載系統得到的軌跡角度是隨機的，且會不定時的發生跳變，因此需要結合速度對軌跡角度進行濾波。在本實施例中，可根據需求預先設置速度閾值，當速度小于預設的速度閾值時，不執行計算車輛的軌跡角度的步驟。其中，預設閾值優選為0.5m/s (1.8km/h)時。
[0082]具體的，可根據車載系統的GPS模塊和/或傳感器來獲取車輛的速度。
[0083]在一個實施例中，步驟103包括:獲取預置小時間段內的車輛行駛軌跡上的兩位置的經緯度，并根據兩位置的經緯度，確定兩位置連線與南北經線之間的夾角，作為軌跡角度。
[0084]預置小時間段可根據實際需求預先設置，在本實施例中，預置小時間段優選為0.1秒。
[0085]具體的，結合圖2所示，假設車輛在預置小時間內從A點行駛到了 E點，則可計算兩位置之間的連線AE和南北經線AC之間的夾角Z CAE,作為軌跡角度。
[0086]在一個實施例中，顯不麥加相對方向的步驟，包括:在車載屏幕上，以垂直向上作為車輛行駛方向的基準，并根據該麥加相對方向的角度值，顯不該麥加相對方向。
[0087]圖4為顯示麥加相對方向的示意圖，屏幕的上下左右分別表示車身的前后左右四個方向。其中，屏幕中垂直向上的方向(即沿著虛線方向向上)為車輛的行駛方向，Z Θ為麥加相對方向的角度值，圖4則表不麥加位于車輛的左后方。
[0088]在一個實施例中，如圖5所不,一種車載系統中麥加相對方向的指不裝置,其特征在于，該裝置包括=GPS模塊601、控制處理模塊602和顯示模塊603 ；
[0089]GPS模塊601，用于獲取車輛位置的經緯度。
[0090]控制處理模塊602包括方位角度計算單元、軌跡角度計算單元、相對方向計算單
J Li ο
[0091]方位角度計算單元，用于根據車輛位置的經緯度和預存的麥加位置的經緯度，計算方位角度，該方位角度為車輛位置與麥加位置連線相對于南北經線之間的夾角。
[0092]軌跡角度計算單元，用于計算車輛行駛軌跡相對于南北經線的軌跡角度。
[0093]相對方向計算單元，用于將該方位角和該軌跡角度進行疊加得到麥加相對方向。
[0094]顯不模塊603,用于顯不該麥加相對方向。
[0095]在一個實施例中，控制處理模塊602還包括延時單元，用于延遲預設時間，在預設時間之后，方位角度計算單元、軌跡角度計算單元、相對方向計算單元重新確定方位角度、軌跡角度以及麥加相對方向，顯示模塊更新顯示該麥加相對方向。
[0096]在一個實施例中，GPS模塊601還用于獲取車輛的速度值；
[0097]控制處理模塊602還包括車速判斷單元，用于判斷車速是否大于預設閥值；
[0098]若是，則由軌跡角度計算單元計算車輛行駛軌跡相對于南北經線的軌跡角度，并由相對方向計算單元更新麥加相對方向，否則，相對方向計算單元保持當前的麥加相對方向不變。
[0099]在一個實施例中，軌跡角度計算單元用于獲取預置小時間段內的車輛行駛軌跡上的兩位置的經緯度，并根據兩位置的經緯度，確定兩位置連線與南北經線之間的夾角，作為軌跡角度。
[0100]在一個實施例中，顯不模塊603用于在車載屏幕上，以垂直向上作為車輛行駛方向的基準，并根據麥加相對方向的角度值，顯不該麥加相對方向。
[0101]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種車載系統中麥加相對方向的指示方法，其特征在于，所述方法包括: 獲取車輛位置的經緯度； 根據所述車輛位置的經緯度和預存的麥加位置的經緯度，計算方位角度，所述方位角度為車輛位置與麥加位置連線相對于南北經線之間的夾角； 計算車輛行駛軌跡相對于南北經線的軌跡角度； 將所述方位角和所述軌跡角度進行疊加得到麥加相對方向，并顯示所述麥加相對方向。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在顯示所述麥加相對方向的步驟之后，所述方法還包括: 延遲預設時間后，重新獲取車輛位置的經緯度、計算方位角度、軌跡角度，并更新所述麥加相對方向； 在將所述方位角度和所述軌跡角度進行疊加得到麥加相對方向的步驟之后，所述方法包括: 存儲所述麥加相對方向； 在所述獲取車輛位置的經緯度的步驟之前，所述方法還包括: 系統初始化，獲取存儲的所述麥加相對方向，并顯示所述麥加相對方向。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在根據所述車輛位置的經緯度和預存的麥加位置的經緯度，計算方位角度的步驟之后，所述方法還包括: 獲取所述車輛的速度值，并判斷所述速度值是否大于預設閥值； 若是，則執行計算車輛行駛軌跡相對于南北經線的軌跡角度，及更新所述麥加相對方向的后續步驟，否則，保持當前的麥加相對方向不變。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算車輛行駛軌跡相對于南北經線的軌跡角度步驟包括: 獲取預置小時間段內的車輛行駛軌跡上的兩位置的經緯度，并根據所述兩位置的經緯度，確定兩位置連線與南北經線之間的夾角，作為所述軌跡角度。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，顯示所述麥加相對方向的步驟，包括: 在車載屏幕上，以垂直向上作為車輛行駛方向的基準，并根據所述麥加相對方向的角度值，顯不所述麥加相對方向。
6.一種車載系統中麥加相對方向的指示裝置，其特征在于，所述裝置包括:GPS模塊、控制處理模塊和顯示模塊； 所述GPS模塊，用于獲取車輛位置的經緯度； 所述控制處理模塊包括方位角度計算單元、軌跡角度計算單元、相對方向計算單元； 所述方位角度計算單元，用于根據所述車輛位置的經緯度和預存的麥加位置的經緯度，計算方位角度，所述方位角度為車輛位置與麥加位置連線相對于南北經線之間的夾角； 所述軌跡角度計算單元，用于計算車輛行駛軌跡相對于南北經線的軌跡角度； 所述相對方向計算單元，用于將所述方位角和所述軌跡角度進行疊加得到麥加相對方向； 所述顯示模塊，用于顯示所述麥加相對方向。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述控制處理模塊還包括延時單元，用于延遲預設時間，在所述預設時間之后，所述方位角度計算單元、所述軌跡角度計算單元、所述相對方向計算單元重新確定方位角度、軌跡角度以及麥加相對方向，所述顯示模塊更新顯不所述麥加相對方向。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述GPS模塊，還用于獲取車輛的速度值； 所述控制處理模塊，還包括車速判斷單元，用于判斷所述速度值是否大于預設閥值；若是，則由所述軌跡角度計算單元計算車輛行駛軌跡相對于南北經線的軌跡角度，并由所述相對方向計算單元更新所述麥加相對方向，否則，所述相對方向計算單元保持當前的麥加相對方向不變。
9.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述軌跡角度計算單元，用于獲取預置小時間段內的車輛行駛軌跡上的兩位置的經緯度，并根據所述兩位置的經緯度，確定兩位置連線與南北經線之間的夾角，作為所述軌跡角度。
10.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述顯示模塊，用于在車載屏幕上，以垂直向上作為車輛行駛方向的基準，并根據所述麥加相對方向的角度值，顯不所述麥加相對方向。
【文檔編號】G01C21/26GK104133230SQ201410356744
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月24日 優先權日:2014年7月24日
【發明者】王陳一杰 申請人:惠州華陽通用電子有限公司
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