一种基于物联网的导视方法、装置以及系统与流程

1.本发明涉及互联网技术领域，特别是涉及一种基于物联网的导视方法、装置以及系统。


背景技术：

2.导航是指路线的引导，最初的导航主要用于航海、航空以及军事领域，个人用户使用得较少。随着信息技术的发展特别是智能手机的普及，借用智能手机这个载体进行路线的规划、引导已然成为了个人出行的最基本需求。
3.室外的导航技术已经相对成熟，一些地区的精度可以做到米级。但是室内导航的发展较为缓慢，目前还不能完全满足用户的需要。相对于室外导航，室内导航的一个主要问题是，室内的信号较差，偏差较大，且存在高度差，利用gps、北斗等定位技术并不能确切地计算出用户的位置。现有的一些商场提供了商场的立体图像，这些立体图像中标示了主要商家的位置，可以通过搜索商家的方式生成导引路线。但这种方法的一个问题是无法准确地确定用户在前往目的地过程中的具体位置，只能是给出路线，无法实现路线的实时跟踪调整。
4.可见，现有技术对于商场等场所的室内导航未能提供有效的方法，需要改进。


技术实现要素：

5.基于此，本发明提供了一种基于物联网的导视方法、装置以及系统，旨在解决背景技术中提出的至少一个问题。
6.本发明实施例是这样实现的，一种基于物联网的导视方法，所述基于物联网的导视方法包括：获取起始位置以及目标位置；调用当前建筑的三维立体图，根据获取的起始位置以及目标位置生成导视路线；根据移动设备接入的至少两个路由器确定终端设备在三维立体图上的可能区域；获取用户图像，调用邻近摄像头，从采集的图像中确定用户位置以及对应时间；根据用户位置以及对应时间，在所述可能区域内生成位置热力图；根据用户对移动设备的操作更新所述位置热力图。
7.在其中一个实施例中，本发明提供了一种基于物联网的导视装置，基于物联网的导视装置包括：获取模块，用于获取起始位置以及目标位置；路线生成模块，用于调用当前建筑的三维立体图，根据获取的起始位置以及目标位置生成导视路线；区域确定模块，用于根据移动设备接入的至少两个路由器确定终端设备在三维立体图上的可能区域；位置确定模块，用于获取用户图像，调用邻近摄像头，从采集的图像中确定用户位
置以及对应时间；热力图模块，用于根据用户位置以及对应时间，在所述可能区域内生成位置热力图；更新模块，用于根据用户对移动设备的操作更新所述位置热力图。
8.在其中一个实施例中，本发明提供了一种基于物联网的导视系统，所述基于物联网的导视系统包括：路由器，用于移动设备的定位；摄像头，用于用户图像或者位置的采集；移动设备，用于与用户的交互；以及控制中心，所述控制中心分别与所述路由器、所述摄像头以及所述移动设备通信，用于执行如本发明实施例所述的基于物联网的导视方法。
9.本发明实施例提供的方法适用于商场等卫星定位信号较差的室内区域，用于为用户提供在导视路线过程中的实时位置热力显示，以便于用户确认自身位置，更好地跟随导视路线。为此，本发明借用了商场内有基本硬件设置，包括路由器、摄像头以及用于监控系统的控制中心，通过多种方式确定用户的实时位置热力分布，便于用户跟随导视路线。
附图说明
10.图1为一个实施例中基于物联网的导视方法的流程图；图2为一个实施例中基于物联网的导视装置的结构框图；图3为一个实施例中基于物联网的导视系统的结构框图；图4为一个实施例中计算机设备的内部结构框图。
具体实施方式
11.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
12.可以理解，本发明所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。
13.如图1所示，在一个实施例中，提出了一种基于物联网的导视方法，具体可以包括以下步骤：获取起始位置以及目标位置；调用当前建筑的三维立体图，根据获取的起始位置以及目标位置生成导视路线；根据移动设备接入的至少两个路由器确定终端设备在三维立体图上的可能区域；获取用户图像，调用邻近摄像头，从采集的图像中确定用户位置以及对应时间；根据用户位置以及对应时间，在所述可能区域内生成位置热力图；根据用户对移动设备的操作更新所述位置热力图。
14.在本实施例中，起始位置以及目标位置可以由用户通过按键、语音、触摸屏等方式
输入，本发明实施例对此不作具体限定。
15.在本实施例中，当前建筑的三维立体图预存于系统中，在系统设置时预先构建。通过可选道路点到点连接，可以得到导视路线。对于商场等场所，其可选道路较少，对于道路的线路规划的确定方式可以参考现有技术实现，本发明对此不作过多赘述。需要说明的是，这里的导视路线是指用于指导用户到达目的地的路线，区别于导航路线，导视路线并不能时刻跟踪用户的当前位置变化，此也正是本发明所要解决的问题。导视路线仅仅可使用户直观地观察路线的具体位置、分布等，但不能随着用户的位置改变实时更新，原因在于无法实时准确地获知用户位置。
16.在本实施例中，利用移动接入设备与移动设备的连接可以大致确定用户当前所在的区域。进一步地，本发明通过调用商场内众多的摄像头进行图像的采集，以“追踪”用户的路径，结合前述可能的区域，得到用户位置的热力图，并对热力图进行实施更新。用户通过热力图可以判断其当前的实际位置，从而更准确地跟随导视路线。生成热力图后，还可由用户进行确认更新，以实现热力图与用户认知中的位置之间的相互校正，解决用户观察导视线路却不知自己身在何处的问题。
17.本发明实施例提供的方法适用于商场等卫星定位信号较差的室内区域，用于为用户提供在导视路线过程中的实时位置热力显示，以便于用户确认自身位置，更好地跟随导视路线。为此，本发明借用了商场内有基本硬件设置，包括路由器、摄像头以及用于监控系统的控制中心，通过多种方式确定用户的实时位置热力分布，便于用户跟随导视路线。
18.作为一个优选实施例，所述获取起始位置，包括：根据移动设备接入的路由器，调用对应摄像头进行图像采集，并将所采集的图像返回移动设备；接收用户对所采集的图像的输入操作，根据用户的输入操作判断图像中是否有用户图像；若有，根据图像与摄像头的对应关系将图像进行区域划分，确定用户在图像中的区域，并将此区域作为起始位置；若图像中没有用户图像，提示用户进行环境图像采集以确定用户位置。
19.在本实施例中，作为获取起始位置的一种可选方式，根据移动设备接入的路由器调用摄像头，可以使调用的摄像头与用户更为接近，采集到所需图像的可能性更高。将采集到的图像返回移动设备以供用户确认，用户可以通过点击屏幕或者按键的方式确认所采集的图像是否与当前位置关联。在本实施例中，可以理解，路由器与摄像头之间是相互通信的，摄像头采集到的图像通过路由器进行传输，故通过确定移动设备接入的路由器可以调用接入该路由器的摄像头。
20.在本实施例中，对于商场等场所，摄像头的设置较为固定，其所采集的图像的背景画面同样较为固定，故对于一个特定的摄像头，在其所采集的图像的背景较为固定的前提下，可以对每个摄像头的背景画面进行区域划分，例如画面中包括大厅区域、某商店的门前区域、走廊区域等，此可以通过预先设定实现。
21.在本实施例中，对于用户确认的图像，进一步确认用户在图像中所属的区域，并将此区域作为起始位置。对于图像中没有出现用户的图像，在本发明还提供了相应的解决方法。
22.作为一个优选实施例，所述提示用户进行环境图像采集以确定用户位置，包括：提示用户旋转移动设备以采集不小120度范围的一张环境图像；在环境图像中确定预设的至少三个标志对象；调用当前建筑的三维立体图，以所述标志对象为中心作球面；调整球面的直径以使各球面至少出现一个共同交点；将共同交点返回移动设备以供用户确认或纠正，确认或纠正通过，得到用户起始位置。
23.在本实施例中，当所采集的图像中未出现用户或者未得到用户认可之后，通过移动设备提示用户进行环境图像的采集。优选地，环境图像采集时，摄像头或者移动设备旋转的角度不小于120度，以便于更全面地采集环境图像，获取更多的场景特征。
24.在本实施例中，商场中的标志对象通过预告定义确定，包括但不限于门店、电梯、固定坐椅、长期设置于固定位置的展示物等，标志物越多通过标志物确定位置的方式越有效。
25.在本实施例中，通过至少三个标志物做球面，利用球面相交确定交点，从而确定用户起始位置。另外，作为进一步的可选方案，当球面遇到障碍物时，则忽略与障碍物相交的部分，此过程利用了用户采集到的环境图像中的直线观察的原理，减少运算。
26.作为一个优选实施例，所述根据移动设备接入的至少两个路由器确定终端设备在三维立体图上的可能区域，包括：确定移动设备接入的至少两个路由器；通过接入路由器与移动设备的数据延时分别确定移动设备与两个路由器的距离；根据确定出的距离，以路由器为中心作球面，得到两个球面，确定两个球面的相交区域；将得到的相交区域在当前建筑的三维立体图上沿上下方向投影得到可能区域。
27.在本实施例中，现有移动设备如智能手机等提供了同时接入一个以上路由器的选项，本发明对于同时接入多个路由器的实现过程不作过多解释，此可以参考现有技术实现。需要说明的是，同时接入多个路由器，并不意味着同时使用两个路由器的数据，可以采用在两个路由器中按设定规则进行切换的方式。
28.在本实施例中，通过移动设备与路由器之间的数据传输的时延，可以确定移动设备与路由器之间的距离，通过该距离作球面相交可以得到用户的可能区域。之所以是可能区域是因为，在商场环境内，距离较短，时延较小，通过这种方式计算存在一定误差，同时若存在墙体等对信号产生阻挡，同样会影响精度。
29.在本实施例，为了解决精度问题，生成的球面提供一定调整范围，例如计算得到的直径为d，生成的球体的范围可以为(0.9d，1.1d)，得到一个球壳区域，两个或者两个以上的球壳区域相交，可以确定可能的区域。
30.作为一个优选实施例，所述获取用户图像，调用邻近摄像头，从采集的图像中确定用户位置以及对应时间，包括：获取用户图像，从用户图像中识别用户服饰区域，将用户服饰区域划分为上衣区域与下衣区域；对于上衣区域，分别采集两臂、前胸、后背以及腹部的一个色块，对每个色块进行
多点采样，分别计算每个色块的rgb均值，得到5个三维特征向量；对于下衣区域，分别采集大腿、小腿区域的各一个色块，对每个色块进行多点采样，分别计算每个色块的rgb均值，得到2个三维特征向量；根据移动设备接入的路由器，确定预设范围内的邻近摄像头；调用邻近摄像头，以当前时间为原点，在（-t，0]时间范围内，以上述得到的7个特征向量对时间间隔为t0的图像进行抽样检索；由检索结果确定用户在各位置的概率以及对应的时间。
31.在本实施例中，作为另一种可选的实施例，在商场中可以设置若干导视显示设置，包括但不限于设置器、移动机器人等具体形式，用户可以通过这些装置输出起始位置，同时这些装置可以方便地采集用户图像，以进行本实施例的处理；当然，用户图像也可以通过移动设备请求用户自行拍摄，此为可选的具体实现方式。
32.在本实施例中，对于用户图像服饰区域的识别可以利用现有技术，也可以通过识别用户轮廓，从用户轮廓中将整体按上下比例划分两部分得到粗略的服饰区域，需要说明的是，对服饰区域的识别过程并不需要太精细，本发明主要在于各个部位的定位以及对每个部位色块的计算。
33.在本实施例中，对于每个色块，采样点越多越好，兼顾效率与准确性，可以选择100~200个像素采样点，计算同一色块内所有像素点r值、g值以及b值的平均值，得到该部位色块的特征向量，特征向量由三个维度构成。
34.在本实施例中，得到用户图像的7个特征向量后，对于摄像头采集到图像，（-t，0]时间范围内，对历史图像进行计算对比，确定与用户的相似度。在本实施例中，t可以取5~30分钟，优选为10分钟左右，可以减小数据量，同时避免错过用户在图像中出现的画面。t0可取1~5秒。
35.作为一个优选实施例，所述由检索结果确定用户在各位置的概率以及对应的时间，包括：对于时间tn对应的图像，计算图像上对应色块的特征向量与用户图像对应特征向量的相似度；计算所有向量相似度的均值得到用户在tn位于对应图像相应位置的概率；其中，tn为（-t，0]时间范围内的点，且t
n-1
与tn之间相差时间t0，n为正整数。
36.在本实施例中，两个向量的相似度可以通过计算两向量夹角的余弦值确定，当然，还可以通过其它方式确定，包括但不始于欧式距离、余弦距离、光谱角相似度等，本发明采用余弦值确定，同时也是利用了夹角余弦值绝对值0-1的特点。对于没有找到对应色块的区域，规定其相似度为0，即概率为0。
37.作为一个优选实施例，所述根据用户位置以及对应时间，在所述可能区域内生成位置热力图，包括：确定一个基色；由（tn t）/ t计算各个位置的时间概率；计算用户在各个位置的概率与时间概率的乘积得到综合概率；将综合概率乘以基色的显色区域长度并取整得到对应位置的显色值；在可能区域中以得到的显色值显示用户的可能位置得到位置热力图。
38.在本实施例中，基色优选为红、蓝、绿中的一种，在其它颜色模式下，也可以采用其它的颜色作为基色。
39.在本实施例中，（tn t）/ t的范围为0~1。显色区域长度设定为0~255，将综合概率乘以255并取向下或者向下取整得到显色值，概率越高，显色值越大，在热力图上越显著。
40.作为一个优选实施例，所述根据用户对移动设备的操作更新所述位置热力图，包括：将位置热力图传输给移动设备以展示给用户；获取用户针对所述位置热力图输入的确认或者删除操作；根据用户的确认或者删除操作更新热力图。
41.在本实施例中，通过将得到的热力图展示给用户，允许用户对热力图进行纠正，实现了热力图与用户的双向纠正，便于用户进一步确定当前位置，以紧跟导视路线达到目标位置。
42.如图2所示，本发明实施例还提供了一种基于物联网的导视装置，基于物联网的导视装置包括：获取模块，用于获取起始位置以及目标位置；路线生成模块，用于调用当前建筑的三维立体图，根据获取的起始位置以及目标位置生成导视路线；区域确定模块，用于根据移动设备接入的至少两个路由器确定终端设备在三维立体图上的可能区域；位置确定模块，用于获取用户图像，调用邻近摄像头，从采集的图像中确定用户位置以及对应时间；热力图模块，用于根据用户位置以及对应时间，在所述可能区域内生成位置热力图；更新模块，用于根据用户对移动设备的操作更新所述位置热力图。
43.在本实施例中，上述装置的各个模块为本发明实施例提供的方法部分的模块化，对于各个模块的具体解释说明请参考本发明方法部分的内容，本发明实施例对此不再赘述。
44.如图3所示，本发明实施例还提供了一种基于物联网的导视系统，所述基于物联网的导视系统包括：路由器，用于移动设备的定位；摄像头，用于用户图像或者位置的采集；移动设备，用于与用户的交互；以及控制中心，所述控制中心分别与所述路由器、所述摄像头以及所述移动设备通信，用于执行如本发明实施例所述的基于物联网的导视方法。
45.在本实施例中，移动设备具体可以是智能手机；控制中心设置于监控中心，由至少一台计算机设备构成。
46.在本实施例中，本发明提供的系统借用了商场中的监控系统的硬件设施，通过运行本发明提供的方法实现区域内用户导视的辅助定位。适用于商场等卫星定位信号较差的室内区域，用于为用户提供在导视路线过程中的实时位置热力显示，以便于用户确认自身
位置，更好地跟随导视路线。
47.图4示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备具体可以是图3中的控制中心。如图4所示，该计算机设备包括该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、输入装置和显示屏。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现本发明实施例提供的基于物联网的导视方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行本发明实施例提供的基于物联网的导视方法。计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
48.本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
49.在一个实施例中，本发明实施例提供的基于物联网的导视装置可以实现为一种计算机程序的形式，计算机程序可在如图4所示的计算机设备上运行。计算机设备的存储器中可存储组成该基于物联网的导视装置的各个程序模块，比如，图2所示的获取模块、路线生成模块、区域确定模块、位置确定模块、热力图模块和更新模块。各个程序模块构成的计算机程序使得处理器执行本说明书中描述的本发明各个实施例的基于物联网的导视方法中的步骤。
50.例如，图4所示的计算机设备可以通过如图2所示的基于物联网的导视装置中的获取模块执行步骤s100；计算机设备可通过路线生成模块执行步骤s200；计算机设备可通过区域确定模块执行步骤s300；计算机设备可通过位置确定模块执行步骤s400；计算机设备可通过热力图模块执行步骤s500；计算机设备可通过更新模块执行步骤s600。
51.在一个实施例中，提出了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：获取起始位置以及目标位置；调用当前建筑的三维立体图，根据获取的起始位置以及目标位置生成导视路线；根据移动设备接入的至少两个路由器确定终端设备在三维立体图上的可能区域；获取用户图像，调用邻近摄像头，从采集的图像中确定用户位置以及对应时间；根据用户位置以及对应时间，在所述可能区域内生成位置热力图；根据用户对移动设备的操作更新所述位置热力图。
52.在一个实施例中，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：获取起始位置以及目标位置；调用当前建筑的三维立体图，根据获取的起始位置以及目标位置生成导视路线；根据移动设备接入的至少两个路由器确定终端设备在三维立体图上的可能区域；获取用户图像，调用邻近摄像头，从采集的图像中确定用户位置以及对应时间；根据用户位置以及对应时间，在所述可能区域内生成位置热力图；
根据用户对移动设备的操作更新所述位置热力图。
53.应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（rom）、可编程rom（prom）、电可编程rom（eprom）、电可擦除可编程rom（eeprom）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（ram）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram（sram）、动态ram（dram）、同步dram（sdram）、双数据率sdram（ddrsdram）、增强型sdram（esdram）、同步链路（synchlink） dram（sldram）、存储器总线（rambus）直接ram（rdram）、直接存储器总线动态ram（drdram）、以及存储器总线动态ram（rdram）等。
54.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
55.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。