1. 程式人生 > >使用Xcode + Python進行IOS運動軌跡模擬

使用Xcode + Python進行IOS運動軌跡模擬

前言

在某些app中,需要根據使用者的實時位置來完成某些事件

例如跑步打卡軟體(步道樂跑)、考勤打卡軟體(叮叮)、某些基於實時位置的遊戲(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

但是某些軟體會通過比對常用裝置的uuid,裝置序列號等

一旦出現不匹配或者無法識別就可能會被列為懷疑物件,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,只能通過在常用裝置上連續的改變實時位置來模擬跑步行為

 

硬體環境:

    MacBook Pro (15-inch, 2017)

    iPhone 8 Plus

軟體環境:

    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建立一個IOS專案

開啟Xcode -> Preferences 新增Apple ID

          

在Xcode上建立新專案

開啟Xcode -> create a new Xcode project

選擇ios選單 -> Single View App

填寫專案名 推薦非中文

在事先準備好的資料夾記憶體放 資料夾推薦非中文

        

       

此時將iPhone連線mac 左上角顯示連線裝置

出現如下結果即為成功:

 

 

2.使用Xcode建立一個含有gpx的檔案

GPX(GPS eXchange Format,GPS交換格式)是一個XML格式,為應用軟體設計的通用GPS資料格式,專門用來儲存地理資訊

一個GPX檔案內包含一些經緯度點組成的軌跡,包含了時間、名字等資訊

 

回到Xcode 開啟Xcode -> File -> New -> File...

在IOS選單下選擇GPX File

選擇一個位置並命名GPX檔案 例:fake_loc.gpx

             

 

自動生成如下gpx檔案即為成功

分析該gpx檔案,格式類似標籤語言風格

在<wpt>標籤內包含經緯度(lat、lon)、該點名稱以及時間

第一段註釋內容大意為: 

  “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”

第二段註釋內容大意為: 

  “可以選擇為每一個座標點新增一個時間標籤可,Xcode可以根據時間標籤的順序依次移動到每一個座標點,並根據時間點來插入速度X

  如果不提供一個時間標籤,那麼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檔案結構可以得到目標gpx檔案結構應該為:

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

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

    <wpt lat="座標點經度3" lon="座標點緯度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資訊: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準下的經緯度資訊

由於每一家公司的定位標準不同,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 作為實驗物件

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 谷歌地球標準

 

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資訊:http://www.hhlink.com/經緯度/

計算得到距離約為78米

後續可根據需求,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個點散佈在路徑上

每個點之間減少或者增加的距離可以通過乘以指定範圍內的隨機數,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程式:

import random

#初始點資訊
a1 = 34.3752989239;
b1 = 108.9080291565;
#中間點資訊
a2 = 34.3740193255;
b2 = 108.9085977848;


for i in range( 1,1000 ):
    while( a1 >= a2 ):        # 迴圈條件 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 )
        # 輸出資訊
        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>' )

 

得到輸出(節選):

 

將該輸出複製並貼上在gpx檔案裡

並 command + s 儲存

可以在xcode專案目錄內找到並開啟該檔案:

 

 

4.開始位置模擬

確保手機連線上電腦,並解鎖保持螢幕常亮

點選Xcode右上角開始圖示:

 

第一次會提示iPhone未信任開發者

在設定 -> 通用 -> 裝置管理 點選該開發者並選擇信任

再次在Xcode上點選右上角圖示

一分鐘左右手機上會多出一個灰色的app圖示

點選後按home鍵退出,進入步道樂跑

在Xcode下方多出一欄功能,點選位置圖示並選擇你的fake_loc

 

此時APP就已經按照gpx檔案內的路徑開始移動了

&n