一种地下空间智能导引方法与流程

1.本发明涉及的是地下空间导航领域，特别涉及一种地下空间智能导引方法。


背景技术：

2.通常的导航主要指利用车载、手持终端通过电子地图的卫星定位进行移动路线的引导，国际上通用的是gps卫星导航，还有就是我国自行研发的北斗卫星导航系统。
3.目前国内主要用于日常人员及车辆的路径导航软件有百度地图、高德地图，上述主流的导航软件都是基于电子地图的卫星定位来为人员出行提供地面道路路线规划，但是对于地下建筑空间内部的路线规划，也就是涉及到三维层面的路线规划，目前的导航软件还未能做到。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种地下空间智能导引方法。
5.为了解决上述技术问题，本技术实施例公开了如下技术方案：
6.一种地下空间智能导引方法，包括：
7.s100.在地下空间或地上建筑空间中安装多个位置装置；
8.s200.判断用户是否输入所需引导的起始点和终点；
9.s300.若用户未输入所需引导的起始点，则用户根据自身的移动设备向四周发射只有位置装置能匹配的信号；
10.s400.根据电磁波信号方向与移动设备到位置装置距离，得到移动设备到区域内的位置装置的相对位置关系，根据位置装置的三维坐标和移动设备与位置装置的相对位置关系，计算得到移动设备的三维坐标，并作为起始点；
11.s500.根据所得到的起始点坐标及目标坐标，通过遗传算法对于多点之间进行路线规划。
12.进一步地，s100中，位置装置发送的电磁波信号，根据实际场景不同，由开发位置装置的人员设置，设置包括电磁波的波长和频率。
13.进一步地，s300中，若用户直接输入输入所需引导的起始点和终点，则直接通过遗传算法对于多点之间进行路线规划。
14.进一步地，s300中，移动设备可以设定多种可发射的电磁波信号及可接收的电磁波信号。
15.进一步地，s400中，根据电磁波信号方向与移动设备到位置装置距离，得到移动设备到区域内的位置装置的相对位置关系的方法为：移动设备接收位置装置发送的电磁波信号后，经过信号解调，得到最近的位置的n个装置的三维坐标(xi,yi,zi)，其中i＝1、2、....、n，移动设备根据接受信号的方向得到角度(ai，bi)，然后计算发送接受花费的时间t；其中ai为水平面上，信号方向与正北方向的夹角，该角度通过顺时针计算；bi为竖直面
上，信号方向与水平面法线的夹角，该角度通过顺时针计算。
16.进一步地，s400中，计算得到移动用户端的三维坐标的方法包括：根据位置装置三维坐标(xi,yi,zi)，花费时间t及电磁波传播速度，计算两者距离di，则可由n个位置装置计算得到n个用户位置，得到的用户坐标为1/n*(xi di*cos(ai),yi di*sin(ai),zi di*sin(bi))，其中i＝1、2、.....、n，(xi di*cos(ai),yi di*sin(ai),zi di*sin(bi))表示第i个位置装置计算的结果。
17.进一步地，s400中，计算得到移动用户端的三维坐标的方法还包括：根据角度(ai，bi)和位置装置三维坐标(xi，yi，zi)；由i个位置装置的三维坐标向(π ai，π bi)方向做延长线，三个位置装置如果存在交点，则计算交点坐标即可，如不存在交点，寻找离三条线总距离最近的点。
18.进一步地，s500中，根据所得到的起始点坐标及目标坐标，通过遗传算法对于多点之间进行路线规划的方法为：
19.s501.将起始点和目标点网格化，并进行编码，将网格内非通道部分标记为0，通道部分标记为1；同时，从1开始为每个网格标记序号；
20.s502.将路径进行初始化，随机选取若干个路径，每条路径由若干个通道点组成，通过并查集算法对每条路径保证起始点和目标点是否连通进行验证；
21.s503.计算路径的适应度，此处适应度为路径的长度，路径长度通过路径所经过的网络数进行计算，并选取路径较短的个体；
22.s504.将经过路径较短的几个个体经过的网格，进行互相交换，一个只交换1个网格，交换完一个网格后，检查网格是否连通，如不连通，应淘汰该个体，如所有都不连通，重新进行交叉及变异；
23.s505.重复执行s503
‑
s504，直到路径长度最短。
24.进一步地，一种地下空间智能导引方法，还包括：
25.s600.根据移动设备中的陀螺仪确定用户的朝向方位，并根据用户所选择的导航方案进行导航；场地内的固定设备显示所选路线，并将路线上标识物显示为用户导航。
26.本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
27.本发明公开了一种地下空间智能导引方法，在地下空间或地上建筑空间中安装多个位置装置；判断用户是否输入所需引导的起始点和终点；若用户未输入所需引导的起始点，则用户根据自身的移动设备向四周发射只有位置装置能匹配的信号；根据电磁波信号方向与移动设备到位置装置距离，得到移动设备到区域内的位置装置的相对位置关系，根据位置装置的三维坐标和移动设备与位置装置的相对位置关系，计算得到移动设备的三维坐标，并作为起始点；根据所得到的起始点坐标及目标坐标，通过遗传算法对于多点之间进行路线规划。解决了现有技术中，无法对地下建筑空间内部的路线进行规划的问题。
28.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
29.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
30.图1为本发明实施例1中一种地下空间智能导引方法的流程图。
具体实施方式
31.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
32.为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种地下空间智能导引方法。
33.实施例1
34.一种地下空间智能导引方法，如图1，包括：
35.s100.在地下空间或地上建筑空间中安装多个位置装置；在本实施例中，位置装置发送的电磁波信号，根据实际场景不同，由开发位置装置的人员设置，设置包括电磁波的波长和频率。
36.s200.判断用户是否输入所需引导的起始点和终点；在本实施例中，可以通过终端自动判断用户是否输入所需引导的起始点和终点。
37.s300.若用户未输入所需引导的起始点，则用户根据自身的移动设备向四周发射只有位置装置能匹配的信号；在本实施例中，若用户直接输入输入所需引导的起始点和终点，则直接通过遗传算法对于多点之间进行路线规划。
38.s400.根据电磁波信号方向与移动设备到位置装置距离，得到移动设备到区域内的位置装置的相对位置关系，根据位置装置的三维坐标和移动设备与位置装置的相对位置关系，计算得到移动设备的三维坐标，并作为起始点。
39.具体的，本实施例中，根据电磁波信号方向与移动设备到位置装置距离，得到移动设备到区域内的位置装置的相对位置关系的方法为：移动设备接收位置装置发送的电磁波信号后，经过信号解调，得到最近的位置的n个装置的三维坐标(xi,yi,zi)，其中i＝1、2、....、n，移动设备根据接受信号的方向得到角度(ai，bi)，然后计算发送接受花费的时间t；其中ai为水平面上，信号方向与正北方向的夹角，该角度通过顺时针计算；bi为竖直面上，信号方向与水平面法线的夹角，该角度通过顺时针计算。
40.在一些优选实施例中，计算得到移动用户端的三维坐标的方法包括：根据位置装置三维坐标(xi,yi,zi)，花费时间t及电磁波传播速度，计算两者距离di，则可由n个位置装置计算得到n个用户位置，得到的用户坐标为1/n*(xi di*cos(ai),yi di*sin(ai),zi di*sin(bi))，其中i＝1、2、.....、n，(xi di*cos(ai),yi di*sin(ai),zi di*sin(bi))表示第i个位置装置计算的结果。
41.在一些优选实施例中，计算得到移动用户端的三维坐标的方法还包括：根据角度(ai，bi)和位置装置三维坐标(xi，yi，zi)；由i个位置装置的三维坐标向(π ai，π bi)方向做延长线，三个位置装置如果存在交点，则计算交点坐标即可，如不存在交点，寻找离三条线总距离最近的点。
42.s500.根据所得到的起始点坐标及目标坐标，通过遗传算法对于多点之间进行路线规划。
43.在本实施例中，根据所得到的起始点坐标及目标坐标，通过遗传算法对于多点之间进行路线规划的方法为：
44.s501.将起始点和目标点网格化，并进行编码，将网格内非通道部分标记为0，通道部分标记为1；同时，从1开始为每个网格标记序号；
45.s502.将路径进行初始化，随机选取若干个路径，每条路径由若干个通道点组成，通过并查集算法对每条路径保证起始点和目标点是否连通进行验证；
46.s503.计算路径的适应度，此处适应度为路径的长度，路径长度通过路径所经过的网络数进行计算，并选取路径较短的个体；
47.s504.将经过路径较短的几个个体经过的网格，进行互相交换，一个只交换1个网格，交换完一个网格后，检查网格是否连通，如不连通，应淘汰该个体，如所有都不连通，重新进行交叉及变异；
48.s505.重复执行s503
‑
s504，直到路径长度最短。
49.在一些优选实施例中，一种地下空间智能导引方法，还包括：s600.根据移动设备中的陀螺仪确定用户的朝向方位，并根据用户所选择的导航方案进行导航；场地内的固定设备显示所选路线，并将路线上标识物显示为用户导航。
50.本实施例公开了一种地下空间智能导引方法，在地下空间或地上建筑空间中安装多个位置装置；判断用户是否输入所需引导的起始点和终点；若用户未输入所需引导的起始点，则用户根据自身的移动设备向四周发射只有位置装置能匹配的信号；根据电磁波信号方向与移动设备到位置装置距离，得到移动设备到区域内的位置装置的相对位置关系，根据位置装置的三维坐标和移动设备与位置装置的相对位置关系，计算得到移动设备的三维坐标，并作为起始点；根据所得到的起始点坐标及目标坐标，通过遗传算法对于多点之间进行路线规划。解决了现有技术中，无法对地下建筑空间内部的路线进行规划的问题。
51.应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
52.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
53.本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
54.结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、cd
‑
rom或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且
可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于asic中。该asic可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
55.对于软件实现，本技术中描述的技术可用执行本技术所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
56.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。