使用Xcode + Python進行IOS運動軌跡模擬

本文轉載自查看原文 2019-07-12 00:25 1140 python

前言

在某些app中，需要根據用戶的實時位置來完成某些事件

例如跑步打卡軟件（步道樂跑）、考勤打卡軟件（叮叮）、某些基於實時位置的游戲（Pokemon Go、一起來捉妖）

一般解決辦法是通過使用安卓模擬器，通過改變模擬器的位置屬性來實現模擬位置

但是某些軟件會通過比對常用設備的uuid，設備序列號等

一旦出現不匹配或者無法識別就可能會被列為懷疑對象，且安卓模擬器較難實現連續的擬人化的路徑

因此，為了減少被判定作弊的可能，只能通過在常用設備上連續的改變實時位置來模擬跑步行為

硬件環境：

　　　　MacBook Pro (15-inch, 2017)

　　　　iPhone 8 Plus

軟件環境：

　　　　macOS Mojave 10.14.5

　　　　iOS 12.4

　　　　Xcode 10.2.1

　　　　Python 3.7.0

　　　　sublime text 3.1.1

具體步驟

1.使用Xcode創建一個IOS項目

打開Xcode -> Preferences 添加Apple ID

在Xcode上創建新項目

打開Xcode -> create a new Xcode project

選擇ios菜單 -> Single View App

填寫項目名推薦非中文

在事先准備好的文件夾內存放文件夾推薦非中文

此時將iPhone連接mac 左上角顯示連接設備

出現如下結果即為成功：

2.使用Xcode創建一個含有gpx的文件

GPX（GPS eXchange Format，GPS交換格式）是一個XML格式，為應用軟件設計的通用GPS數據格式，專門用來存儲地理信息

一個GPX文件內包含一些經緯度點組成的軌跡，包含了時間、名字等信息

回到Xcode 打開Xcode -> File -> New -> File...

在IOS菜單下選擇GPX File

選擇一個位置並命名GPX文件例：fake_loc.gpx

自動生成如下gpx文件即為成功

分析該gpx文件，格式類似標簽語言風格

在<wpt>標簽內包含經緯度（lat、lon）、該點名稱以及時間

第一段注釋內容大意為：

　　“提供一個或多個包含緯度/經度對的點

　　如果提供一個點，Xcode將模擬那個特定的點

　　如果提供多個點，Xcode將依次模擬每一個點”

第二段注釋內容大意為：

　　“可以選擇為每一個坐標點添加一個時間標簽可，Xcode可以根據時間標簽的順序依次移動到每一個坐標點，並根據時間點來插入速度X

　　如果不提供一個時間標簽，那么Xcode將使用一個固定的速度

　　航路點必須按時間升序排序”

因此，可以通過輸入一系列點來模擬位置，讓Xcode來依次定為每一個點來模擬人的跑動行為

3.使用Python來自動生成一系列軌跡點

mac下python與sublime text3的環境配置在第一篇隨筆中有記錄

分析gpx文件結構可以得到目標gpx文件結構應該為：

<?xml version="1.0"?>
<gpx version="1.1" creator="Xcode">
    <wpt lat="坐標點經度1" lon="坐標點緯度1">
    </wpt>

    <wpt lat="坐標點經度2" lon="坐標點緯度2">
    </wpt>

    <wpt lat="坐標點經度3" lon="坐標點緯度3">
    </wpt>

    #......
    #以此類推
</gpx>

在地圖經緯度查詢網站可以得到指定地點的經緯度信息：http://www.gpsspg.com/maps.htm

我們選擇西安市某211高校作為實驗地點：

該網站提供多個公司的定位標准下的經緯度信息

由於每一家公司的定位標准不同，經緯度就會存在偏差，這時候就要看用來模擬的APP使用哪家的地圖了

我們以某跑步打卡APP 步道樂跑作為實驗對象

在該高校實現水平移動與豎直移動

經過驗證該APP使用的是谷歌地球標准

通過該網站首先得到一段直線的首尾經緯度點：

開始點：

lat：34.3752989239

lon：108.9080291565

中間點：

lat：34.3740193255

lon：108.9085977848

結束點：

lat：34.3733728774

lon：108.9064091023

在該網站可以通過經緯度獲得距離信息：http://www.hhlink.com/經緯度/

計算得到距離約為78米

后續可根據需求，通過測距來得到相應距離從而計算得到水平與豎直移動速度

可以得出結論：

在該高校相對從北到南經度減少，緯度增加

在該高校相對從東到西經度減小，緯度減小

在符合跑步打卡APP步道樂跑的配速要求：3～9 min/km

例如從北到南生成100個點

經度依次減少緯度依次增加，並使得這100個點散布在路徑上

每個點之間減少或者增加的距離可以通過乘以指定范圍內的隨機數，使得點之間呈現左右略為搖擺的路徑

在點數量較多的情況下近似為人的跑動軌跡

根據該高校的位置情況編寫相應的python程序：

import random

#初始點信息
a1 = 34.3752989239;
b1 = 108.9080291565;
#中間點信息
a2 = 34.3740193255;
b2 = 108.9085977848;


for i in range( 1,1000 ):
    while( a1 >= a2 ):        # 循環條件 經度未到達中間點時執行
        xa = round( random.uniform(0.2, 7) )    # 隨機數，用於模擬人跑動
        xb = round( random.uniform(12, 15) )
        # 豎直移動
        a1 = round( a1 - 0.0000072 * xa , 10 )
        b1 = round( b1 + 0.0000008 * xb , 10 )
        # 輸出信息
        print( '<wpt lat="' + str( a1 ) + '"' + ' ' + 'lon="' + str( b1 ) + '">' )
        print( '</wpt>' )


for i in range( 1,1000 ):
    xa = round( random.uniform(2, 8) )
    xb = round( random.uniform(1, 3) )
    # 水平移動
    a2 = round( a2 - 0.000003 * xa, 10 )
    b2 = round( b2 - 0.000025 * xb, 10 )
    print( '<wpt lat="' + str( a2 ) + '"' + ' ' + 'lon="' + str( b2 ) + '">' )
    print( '</wpt>' )