基于GPS定位的运动记录器和方法

摘要

本发明公开一种基于GPS定位的运动记方法，其包括：每预定时间间隔采集一笔GPS定位数据，每笔GPS定位数据包括位置坐标和和时间；对一段时间的GPS定位数据进行运动识别以得到此段时间内的运动记录和静止记录，所述运动记录至少包含运动距离信息，所述静止记录至少包含静止时长信息。这样，通过对一天、1周、1个月或1年的GPS定位数据进行运动识别可以得到这段时间的运动记录和静止记录，这样用户查看这些记录后就可以对自己在该段时间的运动状况和静止状况进行全面的了解和掌握。

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路设计领域，特别涉及基于GPS定位的运动记录器。

背景技术

健康问题对于每个人来说都是一个不可忽视的大问题，每个人都希望自己能拥有健康的体魄，并且几乎所有的人也都知道自己必须要保持一定的运动才能保持健康。然而，一个不可忽视的问题是由于各种各样的原因人们越来越多的深陷于繁忙的工作当中而不能自拔，并且当前有相当一部份人是坐在电脑前长时间的保持一种姿势来工作，这种舒适的、效率更高的工作方式却给人们的健康带来一定的挑战。另外，即使到了闲暇的假期时间，也有很多人都是选择以非运动的形式(比如看电视、玩网络游戏等)度过。此外，当前的各种服务已经非常相当发达以至于人们不用逛街就可以买到各种各样的商品，比如逛网上商店、打电话订餐等等。总而言之，随着工作方式的改变和生活水平的提高，人们的工作生活都变得越来越舒适和安逸，同时随之而来的还有人们运动量的日益减少，这给人们带来了很大的健康隐患。

目前，很多人也都已经意识到了运动量不足给人体带来的健康隐患，但绝大部分人都还是坚持之前不健康的工作生活方式，而坚持运动锻炼身体的人少之又少。造成这种情况的一个重要原因在于：人们不十分了解自己在一段时间之内(比如一天、几天或更长一段时间)的运动情况，并且在缺少运动的情况下得不到及时的提醒。

为了使大家能更了解自己的运动情况，出现了一种可以记录使用者步数的计步器。这种计步器一般是按照机械的摆动原理制作而成，在运动之前使用者将其携带在身上，在使用者每迈出一步后所述计步器都会将其记录的步数增加1，这样在每次运动后就可以显示该次运动的步数。然而，这样的计步器应用场景非常有限，比如如果你不运动，它就不能起到任何作用，再比如如果你骑自行车，它同样也不能起到运动记录的作用，再比如它也不能区分跑步和步行等。

为了促使大家多注意运动，也出现了一些健康提醒设备。比如，目前大部分电脑都配置有摄像头，那么可以通过摄像头来采集电脑面前的图像，之后通过分析图像的内容来判断电脑面前是否有使用者，如果发现使用者在电脑面前的持续时间超过预定阈值就发出提醒信息以提醒使用者注意运动。然而，这种健康提醒设备只能针对配备有摄像头的电脑的情况，对于其它大多数状况都不能使用，比如人们长时间的看书、长时间的看电视和长时间的静坐等。

因此，亟待提出一种先进的、可以克服上述缺点的运动记录器和方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的解决得技术问题之一在于提供一种基于GPS定位的运动记录器，其可以全天候的、完整的记录使用者的运动情况。

本发明的解决得技术问题之二在于提供一种在于提供一种基于GPS定位的运动记录方法，其可以全天候的、完整的记录使用者的运动情况。

为解决上述技术问题，根据本发明的一方面，本发明提供了一种基于GPS定位的运动记录器，其包括：GPS定位单元，用于每预定时间间隔采集一笔GPS定位数据，每笔GPS定位数据包括位置坐标和和时间；和运动识别单元，用于对一段时间的GPS定位数据进行运动识别以得到此段时间内的运动记录，所述运动记录至少包含运动距离信息。

进一步的，所述运动识别单元对一段时间的GPS定位数据进行运动识别后还得到该段时间内的静止记录，所述静止记录至少包含静止时长信息。

更进一步的，所述静止记录有多条，每条包括有静止起始和终止GPS定位数据或静止时长，

再进一步的，所述运动记录包括多条，每条运动记录包括运动类型、运动起始和终止GPS定位数据、运动时长和运动距离中的部分或全部。

再进一步的，所述运动类型包括走路、跑步、骑自行车和车行中的一种或几种。

再进一步的，其还包括有存储单元，所述存储单元用于存储所述GPS定位单元采集到的GPS定位数据和运动识别单元得到的运动记录和静止记录，所述存储单元设有输入输出接口，通过所述输入输出接口能将所述GPS定位数据导出所述存储单元。

再进一步的，所述运动识别单元包括静动识别模块、静止记录模块、运动记录模块和记录综合模块，所述静动识别模块，用于判断当前GPS定位数据为静止点还是运动点；所述静止记录模块，用于在当前GPS定位数据为静止点时创建一条静止记录或更新所述静止记录；所述运动记录模块，用于在当前GPS定位数据为运动点时创建一条运动记录或更新所述运动记录；所述记录综合模块，用于接收所述静止记录模块提供的静止记录和所述运动记录模块提供的运动记录，并对所述静止记录和所述运动记录进行综合。

再进一步的，所述运动记录模块通过最高速度或/和平均速度来识别此条运动记录中对应的运动类型。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种基于GPS定位的运动记方法，其包括：每预定时间间隔采集一笔GPS定位数据，每笔GPS定位数据包括位置坐标和和时间；对一段时间的GPS定位数据进行运动识别以得到此段时间内的运动记录和静止记录，所述运动记录至少包含运动距离信息，所述静止记录至少包含静止时长信息。

进一步的，所述静止记录有多条，每条包括有静止起始和终止GPS定位数据或静止时长；所述运动记录包括多条，每条运动记录包括运动类型、运动起始和终止GPS定位数据、运动时长和运动距离中的部分或全部，所述运动类型包括走路、跑步、骑自行车和车行中的一种或几种。

更进一步的，所述对一段时间的GPS定位数据进行运动识别以得到此段时间内的运动记录和静止记录包括：判断当前GPS定位数据为静止点还是运动点；在当前GPS定位数据为静止点时创建一条静止记录或更新所述静止记录；在当前GPS定位数据为运动点时创建一条运动记录或更新所述运动记录；综合所述静止记录和所述运动记录。

再进一步的，所述静止记录包括静止时长T_s、静止起始和终止GPS定位数据，所述创建一条静止记录包括：将上一GPS定位数据作为静止起始GPS定位数据，将当前GPS定位数据作为静止终止GPS定位数据，将当前GPS定位数据中的时间与上一GPS定位数据中的时间的时间差值ΔT赋予所述静止时长T_s作为初始值；和所述更新所述静止记录包括：将当前GPS定位数据更新为静止终止GPS定位数据，将当前GPS定位数据中的时间与上一GPS定位数据中的时间的时间差值ΔT累加至所述静止时长T_s上。

再进一步的，所述运动记录包括包括运动类型、运动起始和终止GPS定位数据、运动距离D_m、运动时长T_m、最高速度V_max，所述创建一条运动记录包括：将所述运动类型设置为未知，将上一GPS定位数据作为运动起始GPS定位数据，将当前GPS定位数据作为运动终止GPS定位数据，将当前GPS定位数据中的地理位置与上一GPS定位数据中的地理位置的距离差值ΔD赋予所述运动距离D_m作为初始值，将当前GPS定位数据中的时间与上一GPS定位数据中的时间的时间差值ΔT赋予所述运动时长T_m作为初始值，将根据当前GPS定位数据与上一GPS定位数据的时间差值ΔT和距离差值ΔD计算得到的瞬时速度赋予最高速度V_max作为初始值；更新所述运动记录包括：将当前GPS定位数据作为运动终止GPS定位数据，将当前GPS定位数据中的地理位置与上一GPS定位数据中的地理位置的距离差值ΔD累加至赋予所述运动距离D_m上，将当前GPS定位数据中的时间与上一GPS定位数据中的时间的时间差值ΔT累加至所述运动时长T_m上，将根据当前GPS定位数据与上一GPS定位数据的时间差值ΔT和距离差值ΔD计算得到的瞬时速度与之前的最高速度V_max中的大者赋予所述最高速度V_max作为更新值，最后根据所述最高速度V_max确定所述运动记录的运动类型。

这样与现有技术相比，在本发明提出的技术方案中，通过对一天、1周、1个月或1年的GPS定位数据进行运动识别可以得到这段时间的运动记录和静止记录，这样用户查看这些记录后就可以对自己在该段时间的运动状况和静止状况进行全面的了解和掌握，而这些直观的、全面的记录则可以促使用户在未来一段时间更加合理的安排自己的时间。

附图说明

图1是本发明中的基于GPS定位的运动记录器的一个实施例中的功能方框图；

图2是本发明中的运动识别单元的一个实施例中的功能方框图；和

图3是本发明中的运动记录方法的一个实例中的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。

本发明提出一种基于GPS(Global Position System，全球定位系统，简称GPS)定位的运动记录器，其利用GPS定位单元采集到GPS定位数据，之后在对这些GPS定位数据进行运动识别从而可以得到用户的运动情况。这种运动记录器可以得到使用者全天候的、完整的GPS定位数据，在这些定位数据的基础上进行运动识别可以得到使用者所有的运动记录，从而可以全面的、真实的反映使用者的运动情况。

图1示出了发明中的基于GPS定位的运动记录器100的一个实施例中的功能方框图。如图1所示，所述运动记录器100包括GPS定位单元110、存储单元120、运动识别单元130和显示单元140。

所述GPS定位单元110用来采集GPS定位数据，所述GPS定位数据可以包括三维坐标、速度和时间，所述三维坐标可以包括经度、纬度和高度。需要解释的是，全球定位系统(Global Position System，简称GPS)是一种卫星无线电导航系统，它具有全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能，能为各类用户提供精密的包括经度、纬度和高度的三维坐标、速度和时间。在本文中GPS是广义上的概念，是指能够提供全球定位的系统。目前的各种车载GPS导航仪或其它GPS定位产品中都装配有GPS定位单元，所述GPS定位单元110可以采用现有技术中任意一种GPS定位数据采集设备。另外，本发明中的所述GPS定位单元110只需要用来采集GPS定位数据即可，不需要其它额外的功能，这样可以使所述GPS定位单元110的结构保持尽可能的简单。

在一个实施例中，所述GPS定位单元110会每预定时间间隔采集一笔GPS定位数据(或者说一份GPS定位数据或一组GPS定位数据)，每笔GPS定位数据都包括有三维坐标、速度和时间。举例来说，一笔GPS定位数据的一个实例的可以是：东经87度19分52秒、北纬43度40分37秒、海拔156.3米、0米/秒、2009年6月21日10时20分21秒。为了更加精确的记录使用者的运动轨迹，所述预定时间间隔设定的越短越好，但是随着所述预定时间间隔的逐渐变短，需要采集的GPS定位数据的笔数也就相应的逐渐增多。在一个具体的示例中，可以在1-30秒之间选择所述预定时间间隔。举例来说，假如选择所述预定时间间隔为5秒，那么所述GPS定位单元110在1分钟的时间里可以采集12笔GPS定位数据，而在1个小时的时间里则可以采集12＊60＝720笔GPS定位数据，那么在一天的时间里则可以采集720＊24＝17280笔数据，这样这17280笔GPS定位数据就组成了该使用者在这天内的运动轨迹。

所述存储单元120可以用于存储所述GPS定位单元110采集到的GPS定位数据。所述存储单元120可以采用目前流行的闪存(Flash Memory)。所述存储单元120设有输入输出接口(比如USB接口)，通过所述输入输出接口可以将所述GPS定位数据导出所述存储单元120，也可以将其它数据导入所述存储单元120。

所述运动识别单元130用于对一段时间(比如1天、1周等)的GPS定位数据进行运动识别以得到一系列交替的静止记录和运动记录，每条静止记录都至少包含静止时长信息，每条运动记录都至少包含运动距离信息。在一个实施例中，每条运动记录包括有运动类型、运动起始和终止GPS定位数据和运动距离，每条静止记录包括有静止起始和终止GPS定位数据，通过静止记录中的静止起始和终止GPS定位数据可以计算出静止时长，通过运动记录中的运动起始和终止GPS定位数据可以计算出运动时长。在另一个实施例中，每条运动记录包括有运动类型、运动时长和运动距离，每条静止记录包括有静止时长。另外，运动记录中还可以记录其他的运动信息，比如平均时速、最高时速等。所述运动类型可以包括走路、跑步、骑自行车和车行中的一种或几种，当然还可以包括其它运动类型。当然所述运动类型也可以由用户自己事先设置，比如有一部分用户根本不会出现骑自行车的情况，那么他只需要设置走路、跑步和车行这三种运动类型就可以了。

所述静止记录和运动记录可以被存储于所述存储单元120内，也可以被直接或被统计后显示于所述显示单元140。所述运动识别单元130可以对GPS定位单元110采集到的GPS定位数据进行实时的运动识别，也可以对已经存储于所述存储单元120内的一段时间的GPS定位数据进行识别。

通过对一天、1周、1个月或1年的GPS定位数据进行运动识别可以得到这段时间的运动记录和静止记录，这样用户查看这些记录后就可以对自己在该段时间的运动状况和静止状况进行全面的了解和掌握，而这些直观的、全面的记录则可以促使用户在未来一段时间更加合理的安排自己的时间。

图2是本发明中的运动识别单元200的一个实施例中的功能方框图，所述运动识别单元200可以用作图1中的运动识别单元130。如图2所示，所述运动识别单元200包括静动识别模块210、静止记录模块220、运动记录模块230和记录综合模块240。

图3是本发明中的运动记录方法300的一个实例中的流程图，其在一定程度上反映了运动识别单元200和运动记录器100的工作过程。请结合参考图1-3，所述运动记录方法300包括如下步骤。

步骤302，采集当前GPS定位数据。所述当前GPS定位数据可以来自存储单元120，也可以来自GPS定位单元110。在将当前GPS定位数据处理完成之后，会将下一GPS定位数据作为当前GPS定位数据继续进行处理，所述当前GPS定位数据为正在处理的一笔GPS定位数据，下一GPS定位数据为与当前GPS定位数据相邻的将要处理的一笔GPS定位数据，上一GPS定位数据为与当前GPS定位数据相邻的刚处理完成的一笔GPS定位数据。

步骤304，所述静动识别模块210判断当前工作状态是否为静止状态，如果是，所述方法300进入步骤306，否则，所述方法300进入步骤314。初始时，当前工作状态可以被默认为静止状态或运动状态中的任何一个，随后就将之前的工作状态作为当前状态。

步骤306，所述静动识别模块210判断当前GPS定位数据为静止点还是运动点，如果是静止点，所述方法进入步骤308，如果是运动点，所述方法进入步骤310。在一个实施例中，所述静动识别模块210可以计算当前GPS定位数据中的地理位置与上一GPS定位数据中的地理位置的距离差值，并将所述距离差值与预定距离阈值(比如0或0附近的一个较小的值)进行对比，如果所述距离差值小于所述预定距离阈值，则认为当前GPS定位数据为静止点，否则认为当前GPS定位数据为运动点。当然还有其它很多种方法，这里就不再一一列举。

步骤308，所述静止记录模块220更新当前静止记录，之后返回步骤302继续处理。一般来讲，进入该步骤308之前，在其它步骤中所述静止记录模块220已经建立了一条静止记录，因此这里只需要更新当前静止记录的内容即可。在一个实施例中，所述静止记录包括静止时长T_s、静止起始和终止GPS定位数据，所述当前静止记录的更新就是：将当前GPS定位数据更新为静止终止GPS定位数据，将当前GPS定位数据中的时间与上一GPS定位数据中的时间的时间差值ΔT累加至所述静止时长T_s上。

步骤310，所述静止记录模块220输出当前静止记录给记录综合模块240。

步骤312，所述静动识别模块210将工作状态转换为运动状态，并启动所述运动记录模块230，所述运动记录模块230创建一条运动记录，并计算速度信息，之后返回步骤302继续处理。在一个实施例中，所述运动记录可以包括运动类型、运动起始和终止GPS定位数据、运动距离D_m和运动时长T_m，所述速度信息包括最高速度V_max，所述运动记录的建立和速度信息的计算就是：将所述运动类型设置为未知，将上一GPS定位数据作为运动起始GPS定位数据，将当前GPS定位数据作为运动终止GPS定位数据，将当前GPS定位数据中的地理位置与上一GPS定位数据中的地理位置的距离差值ΔD赋予所述运动距离D_m作为初始值，将当前GPS定位数据中的时间与上一GPS定位数据中的时间的时间差值ΔT赋予所述运动时长T_m作为初始值，将根据当前GPS定位数据与上一GPS定位数据的时间差值ΔT和距离差值ΔD计算得到的瞬时速度赋予最高速度V_max作为初始值。在一个实施例中，也可以将所述最高速度V_max视为运动记录中的一个运动参数。

步骤314，所述静动识别模块210判断当前GPS定位数据为静止点还是运动点，如果是静止点，所述方法进入步骤316，如果是运动点，所述方法进入步骤318。判断方法可以与步骤308相同，这里不再赘述。

步骤316，所述运动记录模块230更新当前运动记录及速度信息，之后返回步骤302继续处理。在一个实施例中，更新当前运动记录及速度信息就是：将当前GPS定位数据作为运动终止GPS定位数据，将当前GPS定位数据中的地理位置与上一GPS定位数据中的地理位置的距离差值ΔD累加至赋予所述运动距离D_m上，将当前GPS定位数据中的时间与上一GPS定位数据中的时间的时间差值ΔT累加至所述运动时长T_m上，将根据当前GPS定位数据与上一GPS定位数据的时间差值ΔT和距离差值ΔD计算得到的瞬时速度与之前的最高速度V_max中的大者赋予所述最高速度V_max作为更新值。

步骤318，所述运动记录模块230根据速度信息确定当前运动的运动类型，并将所述运动类型更新至当前运动记录中。

一般来讲，跑步的速度会比走路的速度要快，骑自行车的速度比跑步的速度快、而做公交车、开车等车行的速度要比骑自行车的速度快。另外，从理论上讲，每次连续的运动只能是车行、骑自行车或步行(跑步和走路)中的一种，不可能既为车行也是步行，因为两者之间必定有静止记录。在一个实施例中，所述运动记录模块230中设定有走路速度门限V_th1、跑步速度门限V_th2、骑自行车速度门限V_th3，其中V_th1＜V_th2＜V_th3。如果V_max＜V_th1，则确定当前运动的运动类型为步行，如果V_th1＜V_max＜V_th2，则确定当前运动的运动类型为跑步；如果V_th2＜V_max＜V_th3，则确定当前运动的运动类型为骑自行车；如果V_max＞V_th3，则确定当前运动的运动类型为车行。

在另一个实施例中，也可以使用平均速度V_ave来判断运动类型，所述平均速度V_ave为当前运动记录中的运动距离D_m和运动时长T_m的比值，此时所述运动记录模块230中设定有走路平均速度门限V_aveth1、跑步平均速度门限V_aveth2、骑自行车平均速度门限V_aveth3，其中V_aveth1＜V_aveth2＜V_aveth3，如果V_ave＜V_aveth1，则确定当前运动的运动类型为步行，如果V_aveth1＜V_ave＜V_aveth2，则确定当前运动的运动类型为跑步；如果V_aveth2＜V_ave＜V_aveth3，则确定当前运动的运动类型为骑自行车；如果V_ave＞V_aveth3，则确定当前运动的运动类型为车行。

在再一个实施例中，可以通过平均速度V_ave和最高速度V_max这两种方式来进行运动类型识别，当两种识别方式的运动类型识别结果一致时，将当前运动的运动类型确定为所述一致的运动类型；当两种识别方式的运动类型识别结果不一致时，根据两种识别结果选择一个合适的运动类型。比如，在平均速度判定为走路、最高速度判定为车行时，那可能是汽车高速行驶的时间很短、遭遇堵车一直在慢慢移动，因此最终判定结果应为车行，同样在平均速度判定为走路、最高速判定为骑自行车时，最终判定结果也应为骑自行车，然而如果平均速度判定为走路、最高速度判定为跑步，那可能是用户在走路过程中出现短时的跑步行为，因此最终判定结果应为走路。再比如，在平均速度判定为跑步，最高速度判定为车行时，最终判定结果也应用为车行，在平均速度判定为跑步，最高速度判定为骑自行时，最终判定结果也应用为骑自行车。再比如，在平均速度判定为骑自行车，最高速度判定为车行时，最终判定结果也应用为车行。

需要注意的是，用户可能没有选择骑自行车这个运动类型，那么前面描述的原本被认为是骑自行车的部分记录可能会被认定为车行。

步骤320，所述运动记录模块220输出当前运动记录给记录综合模块240。

步骤322，所述静动识别模块210将工作状态转换为静止状态，并启动所述静止记录模块220，所述静止记录模块220创建一条静止记录，之后返回步骤302继续处理。在一个实施例中，所述静止记录包括静止时长T_s、静止起始和终止GPS定位数据，所述静止记录的创建就是：将上一GPS定位数据作为静止起始GPS定位数据，将当前GPS定位数据作为静止终止GPS定位数据，将当前GPS定位数据中的时间与上一GPS定位数据中的时间的时间差值ΔT赋予所述静止时长T_s作为初始值。

步骤324，所述记录综合模块240综合所述静止记录和运动记录以得到更加合理、准确地静止记录和运动记录。经过上述各步骤一时间的运动识别得到了一系列相邻交替的静止记录和运动记录。

然而这些静止记录和运动记录并不十分准确，比如公交车在行驶的过程中可能会遇到红绿灯而暂时停止，而这个过程可能被记录成三个相邻记录：第一车行记录、静止记录、第二车行记录，再比如骑自行车也会遇到这类红绿灯问题，而此时同样会产生三个相邻记录：第一骑自行车记录、静止记录和第二骑自行车记录，同样的跑步和走路同样会遇到类似问题。为了解决这类问题，所述记录综合模块240可以在静止记录的静止时长小于预定值(比如1-5分钟等)且静止记录前后相邻的运动记录的类型相同时，将这三个记录综合为一个运动记录，具体就是该综合后的运动记录的运动时长为这三条记录的运动或静止时长的和、运动距离为这两条运动记录的运动距离的和、运动类型为这两条运动记录的运动类型、运动起始GPS定位数据为第一条运动记录的运动起始GPS定位数据、运动终止GPS定位数据为第二条运动记录的运动终止GPS定位数据。上述综合可以被称为同类型综合，所述同类型综合后的运动记录仍可根据相同原则再次被综合。

此外，上述同类综合完成之后的静止记录和运动记录仍然存在很多不准确之处，比如公交车慢行的时段可能经常被判定为走路、跑步和骑自行车，而骑自行车慢性的时段也可能经常被判定为走路和跑步。为了解决这类问题，所述记录综合模块240可以在不相邻的两个车行运动记录的时差不超过预定值(比如10-20分钟)时，将这不相邻的两个车行运动记录及之间的静止或运动记录综合为一个车行运动记录，具体方法与同类型综合类似，这里不再重复。同样，所述记录综合模块240可以在不相邻的两个骑自行车运动记录的时差不超过预定值(比如5-10分钟)时，将这不相邻的两个骑自行车运动记录及之间的静止或运动记录综合为一个骑自行运动记录。这些综合可以被称为异类型综合，所述异类型综合后的运动记录仍可根据相同原则再次被综合。

当然，还可以参考其它各种各样的合理原则对所述运动记录和静止记录进行综合以使得所述运动记录和静止记录更加准确、合理。

所述记录综合模块240的综合步骤可以每一小段时间进行一次(比如20分钟)，也可以每一长段时间进行一次(比如2小时)，这些都可以根据需要设定。至此，就可以根据一段时间(比如1天、1周等)的GPS定位数据得到一系列合理、准确地静止记录和运动记录。

当然也可以不直接对所述静止记录和运动记录进行存储或显示，而是在这些静止记录和运动记录的基础上进行统计、显示或存储，比如统计出一周的总静止时长、总运动距离，总步行距离、总跑步距离、总骑自行车距离等进行显示或存储。另外，也可以根据这些距离数据进一步计算出消耗的卡路里数据等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。