计算没有 getSpeed() 方法的导航应用程序的速度

Posted 2023-04-14

【中文标题】计算没有 getSpeed() 方法的导航应用程序的速度

【英文标题】：Calculating Speed for a navigation app without getSpeed() method

【发布时间】：2014-02-20 01:16:08

【问题描述】：

我正在开发一个应用程序，它更像是您朋友之间的时移竞赛。

我需要计算移动车辆的速度，我不想使用Location.getSpeed() 方法。 （在底部详细解释了为什么我不想使用它）

我正在尝试借助可用的纬度和经度来计算速度，而这正是我需要帮助的地方。

需要的帮助：我想知道的是：

算法是否正确 我应该用厘米而不是米来计算 如果有任何可用的代码/库可以做到这一点。

我正在使用以下代码：

这给了我两个 LatLng 点之间的距离：

long getDistanceBetweenPoints(double lat1, double lng1, double lat2, double lng2 )
        double dLat = Math.toRadians(lat2 - lat1);
        double dLon = Math.toRadians(lng2 - lng1);
        double a = Math.sin(dLat / 2) * Math.sin(dLat / 2)
                + Math.cos(Math.toRadians(lat1))
                * Math.cos(Math.toRadians(lat2)) * Math.sin(dLon / 2)
                * Math.sin(dLon / 2);
        double c = 2 * Math.asin(Math.sqrt(a));
        long distanceInMeters = Math.round(6371000 * c);
        return distanceInMeters;
    

下面的代码是如何使用的：

if(lastLat == -1 && lastLng == -1)
    lastLat = location.getLatitude();
    lastLng = location.getLongitude();
    lastTimeStamp = location.getTime();
    return;

long distanceInMeters = getDistanceBetweenPointsAndSetTotal(lastLat, lastLng, location.getLatitude(), location.getLongitude());
long timeDelta = (location.getTime() - lastTimeStamp)/1000;
long speed = 0;
if(timeDelta > 0)
speed = (distanceInMeters/timeDelta);

Log.d("Calculations","Distance: "+distanceInMeters+", TimeDelta: "+timeDelta+" seconds"+",speed: "+speed+" Accuracy: "+location.getAccuracy());

lastLat = location.getLatitude();
lastLng = location.getLongitude();
lastTimeStamp = location.getTime();

当我运行它时，我会从该 LogCat 获得以下输出：

Distance: 0, TimeDelta: 0 seconds,speed: 0 Accuracy: 5.0

详细原因 目标消费者不应该拥有配备高品质 GPS 芯片的高品质设备，因此无法在设备移动时始终获得非常准确的定位。

因此我不想依赖Location.getSpeed() 方法，因为我观察到它仅在精度在 5~8 米范围内时才会给出速度值。

我在一般情况下获得的正常精度范围是 10-15 米，而getSpeed() 没有给出任何速度。甚至 hasSpeed() 也开始返回 false。

我已经在这件事上琢磨了 3 天多，对此的任何帮助将不胜感激。

在此先感谢您！

【问题讨论】：

为什么不这样。 developer.android.com/reference/android/location/…

【参考方案1】：

我开发了MyTrails，这是一个 Android 地图和跟踪应用程序，和你一样，我一开始也为谷歌认为适合在 Android 中包含的非常粗糙的位置 API 苦苦挣扎。

当 GPS 芯片没有足够好的修复来根据多普勒效应计算速度时，hasSpeed() 为假。即使是这样，如果速度低于 5 公里/小时左右，我通常也不相信。

我处理速度计算的方法是使用粗略的低通滤波器：我每秒记录一个轨迹点（基于LocationManager.requestLocationUpdates()，至少相距 5m，为了计算最近的速度，我返回几个样本来获得一个足够距离的样本（但不超过 30 秒），然后执行你正在做的平均。

我正在使用 Location.distanceBetween() 进行实际距离计算。请注意，它在极少数（但不幸）数量的设备上失败，因此您拥有的 hasrsine 方法可能是一个更好的选择。不过，您可能想检查一下，我所拥有的是

/**
 * Gets distance in meters, coordinates in RADIAN
 */
private static double getDistance(double lat1, double lon1, double lat2, double lon2) 
    double R = 6371000; // for haversine use R = 6372.8 km instead of 6371 km
    double dLat = lat2 - lat1;
    double dLon = lon2 - lon1;
    double a = Math.sin(dLat / 2) * Math.sin(dLat / 2) +
            Math.cos(lat1) * Math.cos(lat2) *
                    Math.sin(dLon / 2) * Math.sin(dLon / 2);
    //double c = 2 * Math.atan2(Math.sqrt(a), Math.sqrt(1-a));
    return 2 * R * Math.atan2(Math.sqrt(a), Math.sqrt(1-a));
    // simplify haversine:
    //return 2 * R * 1000 * Math.asin(Math.sqrt(a));

（注意 1000 因子）

【讨论】：

我会试试这个方法。我认为它会稍微减慢 UI 上的速度更新速率，但只要它不为零，它应该可以工作。你知道getSpeed() 使用的逻辑吗？我尝试在源代码中搜索它，但找不到它。似乎speed 它的返回被设置在其他地方。

这是 GPS 返回的数据。您可以通过注册 NmeaListener 来获取原始数据。不要忘记接受您收到的答案之一:-)

我正在尝试和调整您的方法，一旦发现有用的答案，我肯定会立即接受 :) 您能告诉我使用 NMEA 值有什么好处吗？

我不是建议您使用 NMEA 值，只是提供如果您出于好奇想要获取原始 GPS 数据，您会这样做。获取 NMEA 数据的一个重要原因是：获取您所在位置的大地水准面（海拔高度与 WGS84 椭圆体上方的高度之差），因为 Location.getAltitude 报告的高度基于椭圆体和可能超过 100m。

虽然我现在使用不同的方法来欺骗 UI 并继续使用 getSpeed() ，但您的回答让我非常接近。接受它。谢谢！

【参考方案2】：

我同意 Pierre 的观点，你也在对结果进行四舍五入。如果这些点之间的距离不够远，则四舍五入可能只提供 0。我不知道如何定义舍入公差。 我总是以米为单位计算 - 它让事情变得更容易。我建议在您的代码中遵循 SI 标准单位。 您的输出还显示 timeDelta 为零，因此实际上没有计算距离。

【讨论】：

这正是正在发生的事情。由于这些点太近了，并且一切都以米/秒为单位，因此它的计算结果为零。我正在考虑进一步降低到厘米/毫秒。您认为这是一个好方法吗？

不，永远不要使用厘米，使用 Si 单位，但使用双米。

四舍五入正在发生，但它不应该很重要：如果距离是亚米，则 GPS 误差（通常 > 5m）大于您使用的误差。这就是我使用我在回答中概述的方法的原因。

【参考方案3】：

天哪.....

Location

检查此方法 - 它允许您计算 2 个地理点之间的距离，只需将其除以您的时间。它应该比你的更准确，因为它以更好的近似值计算距离（WGS83 而不是使用 sin、cos 和其他东西）。

好的，一般的想法是将所有数据保存在简单的单位中，例如 m、s、kg 等，并且只为向用户显示数据而进行更改。

【参考方案4】：

算法是否正确？

距离计算看起来像是正确的半正弦公式。 （对于小距离，有更快的公式（而且你只使用小距离），但是haversine会起作用）

我应该用厘米而不是米来计算吗？

永远不要使用厘米，使用 SI 单位，速度单位是米/秒。只需使用仪表作为浮点数（双精度）。

ios，我正在开发一个跟踪应用程序，似乎与 Location 类中的 getSpeed() 网络更友好。

但我（再次？）警告您使用慢速。如果您的速度无效，则只需停止计算或在您的应用中将其标记为无效。 如果 GPS 芯片不能提供有效的速度，它有充分的理由这样做，你是否会做得更好是一个有趣的问题。 在低速时，GPS 倾向于在真实位置周围随机跳跃，跳跃距离为 5-30m。 您自己计算的速度很可能显示出设备正在（不）移动的速度。 尝试修复您的应用，使其不需要低速运行。

【讨论】：

是的，这就是半正弦公式。你能告诉哪些其他公式对于小距离更快，因为两点之间的距离会非常小。好的，我坚持使用 SI 单位，我想我已经在浮点中使用米了。哦，iOS更好。这个应用程序的 iPhone 版本运行流畅，如果不一样的话，我预计会提供类似的平滑度。抱歉，不以慢速显示速度不是我的选择：-/

我希望你不需要实现一个指南针：如果你认为 Android API 不如 iOS 丰富，你会惊讶于磁力计 API 是多么粗糙和低级（低级本身并不坏，但缺少更高级别的 API 是）。

@Pierre-LucPaour 我已经实现了一个指南针，ios API 提供 0.0 到 360.0° 之间的航向。这是一个非常高级的 API：有关更多信息，请查看 - (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didUpdateHeading:(CLHeading *)newHeading

@SheikhAman 更快的公式：例如，使用 Cyclindrical EquidDistante Projection（一个乘法和一个余弦）将坐标转换为笛卡尔空间，然后使用毕达哥拉斯计算距离的平方。 >> 抱歉，不以慢速显示速度不是我的选项：我怀疑，总是有一个选项，如果不可能，那就没有。点。