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一种基于北斗网格码的室内导航方法及系统与流程

2022-11-19 12:31:16 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及路径规划技术领域,特别涉及一种基于北斗网格码的室内导航方法及系统。


背景技术:

2.现有的室内定位与导航方法主要有蓝牙室内导航系统、wi-fi室内定位技术、基站室分室内定位技术等等。其实现方法具体的,一般分为以下步骤:
3.1、地图绘制:对建筑内部进行地图绘制,通过人现场勘测或者设备扫描等方式,标识室内空间相关部件信息及可通行路线。
4.2、设备部署:通过在建筑内部署如蓝牙、wi-fi、基站室分室设备,或部署如rfid(rfid:radio frequency identification,中文名为无线射频识别即射频识别技术,是自动识别技术的一种,通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写,从而达到识别目标和数据交换的目)、二维码等标签建立坐标数据库。
5.3、用户定位:用户打开手持终端,如手机后,通过蓝牙、wi-fi、移动网络等方法和室内部署的设备建立联系,通过时域加权阵列式多角定位算法,实时获得用户位置;或者通过扫描rfid、二维码等标签确定用户位置。
6.4、室内导航:通过设备接收用户起始位置,计算出可通行路线,实现室内导航。
7.但是,这种实施方式仍存在明显的缺陷,主要体现在三个方面:
8.第一、不能实时反映室内空间的可通达性。由于传统的导航方法,对室内空间的可通行性是提前设置好的,如果出现电梯检修临时关闭等情况时,用户并不实时知晓,会导致导航设计的可通行路线不可用的情况出现。
9.第二、不能实现室内的精准定位。由于wi-fi、基站室分等设备一般由运营商部署,其首要功能是为了移动通信网络的信号覆盖,因此其单个设备的覆盖范围大,导致定位精度得不到保障,从而对导航过程中的精度造成影响。
10.第三、不能保证室内的信号稳定。由于在建筑内部会有大量的墙壁、干扰源存在,导致信号受阻挡受干扰的问题较大,特别在不同楼层间的导航传统的导航方式没有较好的解决方案。
11.第四、不能保证系统健壮性。由于目前的解决方案都是一个集中的系统完成室内空间信息的记录和导航路径的计算,一旦系统出现故障,则导航功能也无法使用。
12.因而现有技术还有待改进和提高。


技术实现要素:

13.本发明的主要目的在于提供一种基于北斗网格码的室内导航方法及系统,旨在解决现有技术中在进行室内定位与导航时,定位精度差和信号不稳定的问题。
14.为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:
15.一种基于北斗网格码的室内导航方法,所述基于北斗网格码的室内导航方法包括以下步骤:
16.目标建筑物内的每个室内的发射终端进行北斗网格编码和可通达状态更新,并各自存储相应的北斗网格编码和可通达状态;其中,所述发射终端包括:第一发射终端和第二发射终端;
17.第一接收终端向第二接收终端发起导航请求;
18.所述第二接收终端与终点室内空间内的第一发射终端建立连接后,获取所述第一发射终端发送的第一北斗网格码,并将所述第一北斗网格码发送至所述第一接收终端;其中,每一个室内空间内配置一个发射终端,所述第二接收终端所在室内空间为所述终点室内空间,所述终点室内空间匹配所述第一北斗网格码,所述第二接收终端所在室内空间所属的发射终端为所述第一发射终端;
19.所述第一接收终端与起点室内空间内的第二发射终端建立连接后,将所述第一北斗网格码发送至所述第二发射终端;其中,所述第一接收终端所在室内空间为所述起点室内空间,所述第一接收终端所在室内空间所属的发射终端为所述第二发射终端;
20.所述第二发射终端根据所述可通达状态和所述第一北斗网格码,计算得出所述第一接收终端和所述第二接收终端之间的最佳通达路径,并发送所述最佳通达路径和下一个室内空间对应的第二北斗网格码至所述第一接收终端。
21.所述基于北斗网格码的室内导航方法中,所述基于北斗网格码的室内导航方法还包括:
22.所述第一接收终端按照所述最佳通达路径,从所述起点室内空间达到下一个室内空间;
23.所述第一接收终端与所述下一个室内空间内的第三发射终端建立连接后,将所述第二北斗网格码发送至所述第三发射终端;所述发射终端还包括:第三发射终端;
24.所述第三发射终端将自身的北斗网格码与所述第二北斗网格码进行对比,若一致则通知所述第一接收终端根据所述最佳通达路径继续前进,直至达到所述终点室内空间,若不一致则重新计算最佳通达路径后,发送至所述第一接收终端。
25.所述基于北斗网格码的室内导航方法中,所述目标建筑物内的每个室内的发射终端进行北斗网格编码和可通达状态更新,并各自存储相应的北斗网格编码和可通达状态的步骤具体包括:
26.目标建筑物内的每个室内的发射终端根据北斗网格码进行编码,得到唯一的所述北斗网格编码,并将各自对应的所述北斗网格编码进行存储;
27.当前室内的发射终端分别实时采集当前室内空间的可通达数据后,进行分析得到当前室内空间的可通达状态,并将当前室内空间的可通达状态通过有线方式或无线方式传输至其他室内空间的发射终端;其中,所述无线方式包括:蓝牙、nfc、wi-fi和蜂窝网络;所述有线方式包括:双绞线、同轴电缆和光纤;
28.其他室内空间的发射终端利用北斗网格码的算法和当前室内空间的可通达状态,更新设备内部的通达信息。
29.所述基于北斗网格码的室内导航方法中,所述第一接收终端向第二接收终端发起导航请求的步骤具体包括:
30.所述第一接收终端与所述第二接收终端通过所述无线方式建立通信;
31.所述第一接收终端向第二接收终端发起从所述第一接收终端到所述第二接收终端之间的导航请求。
32.所述基于北斗网格码的室内导航方法中,所述第二接收终端与终点室内空间内的第一发射终端建立连接后,获取所述第一发射终端发送的第一北斗网格码,并将所述第一北斗网格码发送至所述第一接收终端的步骤具体包括:
33.所述第二接收终端通过无线方式与所述终点室内空间内的第一发射终端建立连接后,获取所述第一发射终端的所述第一北斗网格码;
34.所述第二接收终端将所述第一北斗网格码通过所述无线方式发送至所述第一接收终端。
35.所述基于北斗网格码的室内导航方法中,所述第一接收终端与起点室内空间内的第二发射终端建立连接后,将所述第一北斗网格码发送至所述第二发射终端的步骤具体包括:
36.所述第一接收终端通过无线方式与所述起点室内空间内的第二发射终端建立连接;
37.所述第一接收终端通过所述无线方式将所述第一北斗网格码发送至所述第二发射终端。
38.所述基于北斗网格码的室内导航方法中,所述第二发射终端根据所述可通达状态和所述第一北斗网格码,计算得出所述第一接收终端和所述第二接收终端之间的最佳通达路径,并发送所述最佳通达路径和下一个室内空间对应的第二北斗网格码至所述第一接收终端的步骤具体包括:
39.所述第二发射终端将自身的北斗网格码设为起点,将所述第一北斗网格码设为终点,并根据所述可通达状态,计算得出所述第一接收终端和所述第二接收终端之间的最佳通达路径;
40.所述第二发射终端将所述最佳通达路径和所述第二北斗网格码发送至所述第一接收终端。
41.一种基于北斗网格码的室内导航系统,所述基于北斗网格码的室内导航系统包括:n个发射终端和m个接收终端;n个所述发射终端包括:第一发射终端和第二发射终端;m个所述接收终端包括:第一接收终端和第二接收终端;其中,m和n均为大于或等于2的正整数,且n大于或等于m;
42.所述第一接收终端和所述第二接收终端之间、所述第一发射终端和所述第一接收终端之间、所述第一发射终端和所述第二接收终端之间、所述第二发射终端和所述第一接收终端之间,以及所述第二发射终端和所述第二接收终端之间均通过无线方式连接,所述第一发射终端和所述第二发射终端之间通过有线方式或无线方式连接;
43.第一接收终端用于向第二接收终端发起导航请求;
44.第二接收终端用于在与终点室内空间内的第一发射终端建立连接后,获取所述第一发射终端发送的第一北斗网格码,并将所述第一北斗网格码发送至所述第一接收终端;
45.所述第一接收终端用于在与起点室内空间内的第二发射终端建立连接后,将所述第一北斗网格码发送至所述第二发射终端;
46.所述第二发射终端用于根据可通达状态和所述第一北斗网格码,计算得出所述第一接收终端和所述第二接收终端之间的最佳通达路径,并发送所述最佳通达路径和下一个室内空间对应的第二北斗网格码至所述第一接收终端。
47.所述基于北斗网格码的室内导航系统中,目标建筑物内的每个室内的发射终端进行北斗网格编码和可通达状态更新,并各自存储相应的北斗网格编码和可通达状态;其中,目标建筑物内的每个室内空间匹配一个唯一的北斗网格码,所述终点室内空间匹配所述第一北斗网格码;所述发射终端包括:第一发射终端和第二发射终端。
48.所述基于北斗网格码的室内导航系统中,每一个室内空间内配置一个发射终端,所述第二接收终端所在室内空间为所述终点室内空间,所述终点室内空间匹配所述第一北斗网格码,所述第二接收终端所在室内空间所属的发射终端为所述第一发射终端,所述第一接收终端所在室内空间为所述起点室内空间,所述第一接收终端所在室内空间所属的发射终端为所述第二发射终端;所述无线方式包括:蓝牙、nfc、wi-fi和蜂窝网络;所述有线方式包括:双绞线、同轴电缆和光纤。
49.相较于现有技术,本发明提供的一种基于北斗网格码的室内导航方法及系统,所述方法包括:第一接收终端向第二接收终端发起导航请求;第二接收终端与第一发射终端建立连接后,获取第一发射终端发送的第一北斗网格码,并将第一北斗网格码发送至第一接收终端;第一接收终端与第二发射终端建立连接后,将第一北斗网格码发送至第二发射终端;第二发射终端根据可通达状态和第一北斗网格码,计算得出第一接收终端和第二接收终端之间的最佳通达路径,并发送最佳通达路径和下一个室内空间对应的第二北斗网格码至第一接收终端。通过第一接收终端将第二接收终端获取的第一北斗网格码发送至第二发射终端,第二发射终端计算出最佳通达路径,实现了精准且稳定地室内定位。
附图说明
50.图1为本发明提供的基于北斗网格码的室内导航方法的较佳实施例的流程图;
51.图2为本发明提供的基于北斗网格码的室内导航方法的较佳实施例中步骤s100的流程图;
52.图3为本发明提供的基于北斗网格码的室内导航方法的较佳实施例中步骤s200的流程图;
53.图4为本发明提供的基于北斗网格码的室内导航方法的较佳实施例中步骤s300的流程图;
54.图5为本发明提供的基于北斗网格码的室内导航方法的较佳实施例中步骤s400的流程图;
55.图6为本发明提供的基于北斗网格码的室内导航方法的较佳实施例中步骤s500的流程图;
56.图7为本发明提供的基于北斗网格码的室内导航系统中一个发射终端和一个接收终端的框架图。
具体实施方式
57.为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对
本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
58.本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
59.本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
60.为了方便理解本技术实施例,首先在此介绍本发明实施例涉及到的相关要素。
61.北斗网格码,是在geosot(geosot:geographic coordinate subdividing grid with one dimension integral coding on 2n-tree,是一种基于2n一维整型数组全球经纬剖分网格)地球空间剖分理论的基础上发展出的一种离散化、多尺度区域位置标识体系,它可以为地心至地上6万公里地球空间中各种大小不等、最高精度达1.5厘米的任意网格赋予全球唯一的一维整形数编码,并可以在同一区域范围内,非常方便地与任意一个实体对象和各种不同的数据建立起内在的相互关联。
62.并且,北斗网格码(beidou grid code,简称bgc),是一个我国的国家标准,国标文件《gb/t 39409-2020北斗网格位置码》。北斗网格码和目前常用的通过经纬度码标识位置信息的主要区别在于,经纬度码用一对坐标代表一个点的位置,而北斗网格码用一个整形数代表一个区域位置。北斗三维网格位置码的地球立体网格剖分由地球表面二维网格剖分 高度域网格剖分组成,通过十级网格可以精细的表达现实世界中的各类实体。最长32位编码,精度可达1.5cm。
63.本发明提供了一种基于北斗网格码的室内导航方法及系统。本发明中通过所述第二接收终端获取终点室内空间内所述第一发射终端的所述第一北斗网格码,并发送至所述第一接收终端,然后,所述第一接收终端将所述第一北斗网格码发送至所述起点室内空间内的所述第二发射终端,所述第二发射终端则根据所述可通达状态和所述第一北斗网格,计算得出所述第一接收终端和所述第二接收终端之间的最佳通达路径,以便所述第一发射终端按照所述最佳通达路径进行前进,通过采集可获取并实时更新建筑内部空间的可通达情况,从而实现了准确且稳定的室内定位。
64.下面通过具体示例性的实施例对基于北斗网格码的室内导航方法设计方案进行描述,需要说明的是,下列实施例只用于对发明的技术方案进行解释说明,并不做具体限定:
65.请参阅图1,本发明提供的一种基于北斗网格码的室内导航方法,所述基于北斗网格码的室内导航方法包括以下步骤:
66.s100、目标建筑物内的每个室内的发射终端进行北斗网格编码和可通达状态更新,并各自存储相应的北斗网格编码和可通达状态;其中,所述发射终端包括:第一发射终端和第二发射终端。
67.具体地,在进行导航前,需要对目标建筑物内的每个室内的所述发射终端进行部署及通达信息更新,每一个所述发射终端将各自的所述北斗网格编码和所述可通达状态进行存储,从而实现无需提前通过人力或设备扫描等方式为建筑物构建建筑物内部空间立体网格模型,实现利用北斗网格码对建筑内部空间进行管理,提高了空间管理和定位的准确性,以及通过采集可获取并实时更新建筑内部空间的可通达情况,使室内导航更准确。
68.更进一步地,请参阅图2,所述s100、目标建筑物内的每个室内的发射终端进行北斗网格编码和可通达状态更新,并各自存储相应的北斗网格编码和可通达状态的步骤具体包括:
69.s110、目标建筑物内的每个室内的发射终端根据北斗网格码进行编码,得到唯一的所述北斗网格编码,并将各自对应的所述北斗网格编码进行存储;
70.s120、当前室内的发射终端分别实时采集当前室内空间的可通达数据后,进行分析得到当前室内空间的可通达状态,并将当前室内空间的可通达状态通过有线方式或无线方式传输至其他室内空间的发射终端;其中,所述无线方式包括:蓝牙、nfc、wi-fi和蜂窝网络;所述有线方式包括:双绞线、同轴电缆和光纤;
71.s130、其他室内空间的发射终端利用北斗网格码的算法和当前室内空间的可通达状态,更新设备内部的通达信息。
72.具体地,在进行导航前,首先,所述目标建筑物内的每个室内的发射终端根据所述北斗网格码进行编码,得到唯一的所述北斗网格编码,即先为目标建筑物内部的每个室内空间赋予一个唯一的北斗网格码,然后,每个室内空间部署一个所述发射终端,将每个所述发射终端与各自室内空间的所述北斗网格码一一对应。
73.也即根据国家标准《gb/t 39409-2020北斗网格位置码》,把目标建筑物内每个空间都赋予一个北斗网格码。每个空间都能通过北斗网格码进行唯一标识(北斗网格码是根据空间的经度、维度、高度(绝对的海拔高度或建筑物楼层层高)按照国家标准《gb/t 39409-2020北斗网格位置码》编码生成的。在具体实施时,有两种方式:
74.方式一:手工编码,存入所述发射终端的存储模块13中;
75.方式二:在所述发射终端中增加定位模块,如北斗定位模块、gps定位模块,通过读取定位模块获取经度、维度、高度,再由系统进行转换得到北斗网格码。
76.由于所述北斗网格码可以进行三维空间的编码,因此不同楼层同一位置的房间都能通过北斗网格码进行区分标识。另外由于所述北斗网格码具有空间层级关系,同一栋建筑下的室内空间北斗网格码都天然的具有关联关系,都能通过计算判断其归属于同一个上层北斗网格码,及属于同一栋建筑。
77.其中,所述发射终端为有源设备,发射终端间能通过无线或有线连接方式与进行通信。所述发射终端部署的室内空间为房间、大厅、走道、电梯和楼梯等等,可与门禁、摄像头、电梯等等设备相结合。可以通过房间、大厅、楼梯的门禁的开启与否判断该室内空间是否可通达,通过电梯的运行与否判断该室内空间是否可通达,通过走道摄像头画面是否存在遮挡物判断室内空间是否可通达。
78.然后,所述发射终端存储归属于同一个上层北斗网格码的所有发射终端的通达信息,包括:北斗网格码、可通达状态、通达方式和通过数统计(预估有多少用户会通过此房间的个数)等等内容。其中,一个室内空间只会有唯一的一个北斗网格码。这个是北斗网格码国家标准制定的,每一个北斗网格码都是全球唯一的。例如,一栋建筑的北斗网格码为:n50j47539b8255,这个建筑内部的某个房间的北斗网格码为:n50j47539b825534、n50j47539b825535。可以看出房间的北斗网格码的前面字符串“n50j47539b8255”是一样的。
79.但是,当室内空间的所述可通达状态和所述通过数统计发生变化时,所在的发射终端将更新后的可通达状态和通过数统计一起广播到在一个局域网下邻近的(范围为“同一个上层北斗网格码”)所有所述发射终端。
80.例如,当电梯由于故障、临时检修等情况处于关闭时,电梯空间所在的发射终端通过采集可通达状态获知电梯处于停用状态,则把电梯内对应的发送终端内部存储的通达信息中电梯相关的记录的可通达状态都变更为“否”,并把该变更信息通过有线方式(双绞线、同轴电缆和光纤等)或无线方式(蓝牙、nfc、wi-fi和蜂窝网络等)通知给其他的发射终端。此步骤的作用在于后续判断室内空间是否可进行路径计算,不可通达则不把此室内空间纳入路径计算。
81.当在导航路径中有经过某室内空间的,则该室内空间的通过数统计字段的值加1,当完成导航任务后,导航路径上经过的全部室内空间的通过数统计字段的值减1,并把通过数统计字段所有的变更信息(通过数统计字段的值减1或加1)通过局域网通知给其他的发射终端。此步骤的作用在于可判断室内空间的拥堵情况,当太多导航路径都经过某个室内空间造成室内空间拥堵时,后续的导航路径规划就需引流到其他的室内空间,有利于提高空间利用率、减少拥堵和节约通过时间。
82.其次,邻近的发射终端,收到可通达状态和通过数统计变更等更新信息后,根据算法判断是否更新相应信息,并转发到邻近其他的发射终端。
83.即邻近的发射终端在收到可通达状态变更的发射终端发送的可通达状态变更信息后,结合北斗网格码的算法,判断是否更新本设备内部存储的通达信息;并同时把变更信息转发到邻近其他的发射终端,其他的发射终端做相同的判断处理和转发,直到局域网内部全部发射终端都收到并更新变更信息。
84.下面结合北斗网格码的判断是否更新通达信息的算法举例:
85.算法1:当房间、大厅、走道、楼梯等室内空间的发射终端收到电梯所在发射终端发送的可通达状态的变更请求后,计算本发射终端和电梯内的发射终端所在的北斗网格码是否属于同一个上层北斗网格码,例如判断是否同属于同一栋建筑大楼,如果是则更新可通达状态,如果否则不更新。该逻辑主要是避免不同建筑的室内空间的发射终端记录冗余数据的情况出现,即归属于不同建筑的发射终端无需记录对方的北斗网格码、可通达状态、通达方式等等内容。
86.算法2:当收到不同楼层相同位置的房间的可通达状态的变更请求后,可根据北斗网格码中的高层编码中的“高度域网格”部分进行区分。
87.如下面表1所示的发射终端的通达信息示例中,房间1和房间2虽然同属于同一栋建筑大楼,但处于不同楼层,“高度域网格”不一致,因此当房间1或房间2的自身的可通达状
态发生变化,对应的发射终端收到变更消息,都不会更新自身存储的通达信息,即两个房间之间的可通达状态都不会发送改变,甚至不会在通达信息中添加记录保存,避免冗余数据的出现,从而也达到提升导航路径计算的效率。例如,房间1对应发射终端1,房间2对应发射终端2,当房间1由可通达变成不可通达(例如门锁了),那么,发射终端1就会把可通达状态发送变化的信息传递给其他发射终端,当发射终端2接收到这个信息后,会判断发现自己(房间2)和房间1是地理上不可通达的,所以其存储模块13里面不会有记录自己到房间1的通达状态,因此也就不会做更新,只会直接忽略丢弃掉此变更信息。
88.id北斗网格码发射终端相邻发射终端可通达状态通达方式通过数统计1北斗网格码1房间1走道1是出房间1门12北斗网格码2走道1房间1是进房间1门43北斗网格码2走道1电梯1是进电梯1门14北斗网格码2走道1楼梯1是进楼梯1门25北斗网格码3电梯1走道1是出电梯1门16北斗网格码3电梯1大厅1是出电梯1门37北斗网格码4楼梯1走道1是出楼梯1门48北斗网格码4楼梯1大厅1是出楼梯1门59北斗网格码5大厅1电梯1是进电梯1门310北斗网格码5大厅1楼梯1是进楼梯1门411北斗网格码5大厅1房间2是进房间2门112北斗网格码6房间2大厅1是出房间2门2
89.表1发射终端的通达信息示例
90.进一步地,请继续参阅图1,s200、第一接收终端向第二接收终端发起导航请求。
91.具体地,在进行室内空间导航时,首先,所述第一接收终端与所述第二接收终端进行通信后,向所述第二接收终端发起导航请求,即所述第一接收终端打算向所述第二接收终端所属的位置空间移动,实现了利用两个接收终端间建立通信后,直接发送导航请求。
92.其中,所有的接收终端(包括所述第一接收终端和所述第二接收终端)均为有源手持设备,所述发射终端之间、所述发射终端与所述接收终端之间可以通过无线方式进行通信,即发射终端、接收终端均在同一个局域网内。所述接收终端可与机器人、无人机、手机、电脑、pad等等设备相结合。
93.更进一步地,请参阅图3,所述s200、第一接收终端向第二接收终端发起导航请求的步骤具体包括:
94.s210、所述第一接收终端与所述第二接收终端通过所述无线方式建立通信;
95.s220、所述第一接收终端向第二接收终端发起从所述第一接收终端到所述第二接收终端之间的导航请求。
96.具体地,本实施例中以所述第一接收终端为第一接收终端a,以及所述第二接收终端为第二接收终端b为例。那么,根据上述表1,假设第一接收终端a在房间1,对应发射终端为:房间1,对应北斗网格码为:北斗网格码1;第二接收终端b在房间2,对应发射终端为:房间2,对应北斗网格码为:北斗网格码6。
97.第一接收终端a与第二接收终端b在同一栋建筑下的不同室内空间内,第一接收终
端a通过同一个局域网与第二接收终端b通信,发起从第一接收终端a所在室内空间到第二接收终端b所在室内空间的导航请求。
98.请继续参阅图1,s300、所述第二接收终端与终点室内空间内的第一发射终端建立连接后,获取所述第一发射终端发送的第一北斗网格码,并将所述第一北斗网格码发送至所述第一接收终端。其中,每一个室内空间内配置一个发射终端,所述第二接收终端所在室内空间为所述终点室内空间,所述终点室内空间匹配所述第一北斗网格码,所述第二接收终端所在室内空间所属的发射终端为所述第一发射终端。
99.具体地,在所述第一接收终端向所述第二接收终端发送导航请求后,所述第二接收终端先与所述终点室内空间内的第一发射终端建立连接,即所述第二接收终端先与自身所处的室内空间(终点室内空间)内的第一发射终端建立连接,获取所述第一发射终端所属室内空间的第一北斗网格码,以便将所述第一北斗网格码发送至所述第一接收终端。
100.更进一步地,请参阅图4,s300、所述第二接收终端与终点室内空间内的第一发射终端建立连接后,获取所述第一发射终端发送的第一北斗网格码,并将所述第一北斗网格码发送至所述第一接收终端的步骤具体包括:
101.s310、所述第二接收终端通过无线方式与所述终点室内空间内的第一发射终端建立连接后,获取所述第一发射终端的所述第一北斗网格码;
102.s320、所述第二接收终端将所述第一北斗网格码通过所述无线方式发送至所述第一接收终端。
103.具体地,所述第二接收终端b(所述第二接收终端)在收到所述第一接收终端a(所述第一接收终端)的导航请求后,所述第二接收终端b通过同一个局域网与自身所在室内空间的所述第一发射终端(房间2)通信,获取所述第一发射终端的第一北斗网格码(北斗网格码6);然后,所述第二接收终端b通过同一个局域网与所述第一接收终端a进行通信,把从自身所在室内空间的所述第一发射终端(房间2)获取到的所述第一北斗网格码(北斗网格码6)发送给所述第一接收终端a。
104.进一步地,请继续参阅图1,s400、所述第一接收终端与起点室内空间内的第二发射终端建立连接后,将所述第一北斗网格码发送至所述第二发射终端。其中,所述第一接收终端所在室内空间为所述起点室内空间,所述第一接收终端所在室内空间所属的发射终端为所述第二发射终端。
105.具体地,在所述第一接收终端通过同一个所述局域网接收所述第二接收终端发来的第一北斗网格码后,所述第一接收终端则与起点室内空间内的第二发射终端建立连接,即所述第一接收终端先与自身所处的室内空间(起点室内空间)内的第二发射终端建立连接,并将所述第一北斗网格码发送至所述第二发射终端,从而实现了在所述第一接收终端从所述第二接收终端获取所述第一北斗网格码后,将所述第一北斗网格码转发至所述第二发射终端。
106.更进一步地,请参阅图5,s400、所述第一接收终端与起点室内空间内的第二发射终端建立连接后,将所述第一北斗网格码发送至所述第二发射终端的步骤具体包括:
107.s410、所述第一接收终端通过无线方式与所述起点室内空间内的第二发射终端建立连接;
108.s420、所述第一接收终端通过所述无线方式将所述第一北斗网格码发送至所述第
二发射终端。
109.具体地,在所述第一接收终端a通过无线方式(例如:蓝牙、nfc、wi-fi和蜂窝网络)接收所述第二接收终端b发来的第一北斗网格码后,所述第一接收终端a同样通过局域网与自身所在室内空间的第二发射终端(房间1)通信,把第二接收终端b的第一北斗网格码(北斗网格码6)发送给所述第二发射终端(房间1)。
110.更进一步地,请继续参阅图1,s500、所述第二发射终端根据所述可通达状态和所述第一北斗网格码,计算得出所述第一接收终端和所述第二接收终端之间的最佳通达路径,并发送所述最佳通达路径和下一个室内空间对应的第二北斗网格码至所述第一接收终端。
111.具体地,在所述第一接收终端将所述第一北斗网格码发送至所述第二发射终端后,所述第二发射终端根据所述第一北斗网格码和自身存储的所述可通达状态,依据一定的算法(上述算法1和算法2),计算得出所述第一接收终端和所述第二接收终端之间的最佳通达路径,所述第二发射终端再将所述最佳通达路径和下一个室内空间对应的第二北斗网格码发送至所述第一接收终端,以便所述第一接收终端根据所述第二北斗网格码进行移动。
112.本发明中通过所述第一接收终端将接收到的所述第一北斗网格码发送至所述第二发射终端,然后,所述第二发射终端根据所述第一北斗网格码和自身存储的所述可通达状态,计算得出所述第一接收终端和所述第二接收终端之间的最佳通达路径,从而实现了精确且快捷地计算出两个接收终端之间的最佳通达路径,提高了导航的准确性和实时性。并且,采用去中心化的实时导航路径计算方式,将导航计算的能力分散到各个发射终端中完成,无需建立一个统一的集中的计算系统或平台。任何一个发射终端出现故障,不会影响其他发射终端的导航功能,有效保证了系统的健壮性。
113.更进一步地,请参阅图6,s500、所述第二发射终端根据所述可通达状态和所述第一北斗网格码,计算得出所述第一接收终端和所述第二接收终端之间的最佳通达路径,并发送所述最佳通达路径和下一个室内空间对应的第二北斗网格码至所述第一接收终端的步骤具体包括:
114.s510、所述第二发射终端将自身的北斗网格码设为起点,将所述第一北斗网格码设为终点,并根据所述可通达状态,计算得出所述第一接收终端和所述第二接收终端之间的最佳通达路径;
115.s520、所述第二发射终端将所述最佳通达路径和所述第二北斗网格码发送至所述第一接收终端。
116.具体地,在所述第一发射终端b(房间1)在收到所述第二接收终端b所在室内空间的北斗网格码(北斗网格码6)后,把自身的北斗网格码(北斗网格码1)设置为起点,把所述第二接收终端b的第一北斗网格码(北斗网格码6)设置为终点,通过自身存储的通达信息(表1)中的可通达状态,进行路径计算,得出从所述第一发射终端b(房间1)到所述第二发射终端a(房间2)的导航路径2条,包括:
117.1、路径1:房间1-》走道1-》电梯1-》大厅1-》房间2;
118.2、路径2:房间1-》走道1-》楼梯1-》大厅1-》房间2;
119.并得出对应的通达方式2条,包括:
120.1、通达方式1:出房间1门-》进电梯1门-》出电梯1门-》进房间2门;
121.2、通达方式2:出房间1门-》进电梯1门-》出楼梯1门-》进房间2门;
122.再根据最短路径规划法或通行代价较小路径规划法,结合第一接收终端a的用户优先等级以及通过数统计情况,得到当前位置到目标位置的最佳路径,即所述第一接收终端a和所述第二接收终端b之间的最佳通达路径,也即路径1。并返回下一个可通达的空间(走道1)的北斗网格码(北斗网格码2)和最佳通达方式(所述最佳通达路径对应的通达方式),即通达方式1,给所述第一接收终端a。例如,在一个商场里面,可以把用户优先等级分为普通用户、vip用户、vvip用户;vvip用户,对应例如:消防、医护等,就考虑安排最快的导航路径到达目的地;vip用户,对应例如:商场的重要会员;普通用户,对应例如:路过的客人。
123.进一步的,在规划导航路径时,当电梯的空间不拥堵时,即通过数统计数值低于预设拥堵阈值(可随意设置),且第一接收终端a的用户优先等级高,则优先为其规划乘坐电梯,即通达方式1,但当发现电梯的空间处于拥堵时,即通过数统计数值高于拥堵阈值,则优先为其规划走楼梯,节约通过时间,即通达方式2。
124.更进一步地,所述基于北斗网格码的室内导航方法还包括:
125.s600、所述第一接收终端按照所述最佳通达路径,从所述起点室内空间达到下一个室内空间;
126.s700、所述第一接收终端与所述下一个室内空间内的第三发射终端建立连接后,将所述第二北斗网格码发送至所述第三发射终端;所述发射终端还包括:第三发射终端;
127.s800、所述第三发射终端将自身的北斗网格码与所述第二北斗网格码进行对比,若一致则通知所述第一接收终端根据所述最佳通达路径继续前进,直至达到所述终点室内空间,若不一致则重新计算最佳通达路径后,发送至所述第一接收终端。
128.具体地,在所述第二发射终端a将所述最佳通达路径和所述第二北斗网格码发送至所述第一接收终端a之后,所述第一接收终端a根据接收到的通达方式1,移动到下一个室内空间(走道1)。
129.所述第一接收终端a移动到新的室内空间(走道1)后,通过局域网与该室内空间(走道1)的第三发射终端(走道1)进行连接,并发送获取的“下一个可通达的空间对应的第二北斗网格码”给所述第三发射终端(走道1),然后,所述第三发射终端将所述第二北斗网格码与自身的北斗网格码进行比对:如结果一致,则通知第一接收终端a继续按照通达方式1(所述最佳通达路径对应的最佳通达方式)继续前进,直到所述第一接收终端a和所述第二接收终端b处于相同的空间(终点室内空间)、相同的发射终端(房间2)、相同的北斗网格码(北斗网格码6)为止,导航结束;如结果不一致,则重新计算可通达的最优路径发送给用户的第一发射终端。本发明中在内部空间的可通达状态和通过数统计发生变化时,结合北斗网格码作为是否更新的判断依据,从而有效地提高了空间的实时信息更新的准确性。
130.进一步的,当用户拿着所述第一接收终端从一个室内空间移动到另外一个室内空间时,下一个室内空间的发射终端可以通过用户激活或者自动的方式,实现亮灯、发出声响等等手段为用户提供导航引导提示,为特殊人群提供方便。
131.进一步地,本发明提供的一种基于北斗网格码的室内导航系统,所述基于北斗网格码的室内导航系统包括:n个发射终端和m个接收终端;n个所述发射终端包括:第一发射
终端和第二发射终端;m个所述接收终端包括:第一接收终端和第二接收终端。
132.其中,m和n均为大于或等于2的正整数,且n大于或等于m;每一个室内空间内配置一个发射终端,所述第二接收终端所在室内空间为所述终点室内空间,所述终点室内空间匹配所述第一北斗网格码,所述第二接收终端所在室内空间所属的发射终端为所述第一发射终端,所述第一接收终端所在室内空间为所述起点室内空间,所述第一接收终端所在室内空间所属的发射终端为所述第二发射终端;
133.所述第一接收终端和所述第二接收终端之间、所述第一发射终端和所述第一接收终端之间、所述第一发射终端和所述第二接收终端之间、所述第二发射终端和所述第一接收终端之间,以及所述第二发射终端和所述第二接收终端之间均通过无线方式连接,所述第一发射终端和所述第二发射终端之间通过有线方式或无线方式连接;其中,所述无线方式包括:蓝牙、nfc、wi-fi和蜂窝网络;所述有线方式包括:双绞线、同轴电缆和光纤。
134.第一接收终端用于向第二接收终端发起导航请求;
135.第二接收终端用于在与终点室内空间内的第一发射终端建立连接后,获取所述第一发射终端发送的第一北斗网格码,并将所述第一北斗网格码发送至所述第一接收终端;
136.所述第一接收终端用于在与起点室内空间内的第二发射终端建立连接后,将所述第一北斗网格码发送至所述第二发射终端;
137.所述第二发射终端用于根据可通达状态和所述第一北斗网格码,计算得出所述第一接收终端和所述第二接收终端之间的最佳通达路径,并发送所述最佳通达路径和下一个室内空间对应的第二北斗网格码至所述第一接收终端。
138.具体地,在进行室内空间导航时,首先,所述第一接收终端与所述第二接收终端进行通信后,向所述第二接收终端发起导航请求,即所述第一接收终端打算向所述第二接收终端所属的位置空间移动,实现了利用两个接收终端间建立通信后,直接发送导航请求。然后,所述第二接收终端先与所述终点室内空间内的第一发射终端建立连接,即所述第二接收终端先与自身所处的室内空间(终点室内空间)内的第一发射终端建立连接,获取所述第一发射终端所属室内空间的第一北斗网格码。
139.其次,所述第一接收终端则与起点室内空间内的第二发射终端建立连接,即所述第一接收终端先与自身所处的室内空间(起点室内空间)内的第二发射终端建立连接,并将所述第一北斗网格码发送至所述第二发射终端,从而实现了在所述第一接收终端从所述第二接收终端获取所述第一北斗网格码后,将所述第一北斗网格码转发至所述第二发射终端。再者,所述第二发射终端根据所述第一北斗网格码和自身存储的所述可通达状态,依据一定的算法(上述算法1和算法2),计算得出所述第一接收终端和所述第二接收终端之间的最佳通达路径,所述第二发射终端再将所述最佳通达路径和下一个室内空间对应的第二北斗网格码发送至所述第一接收终端,以便所述第一接收终端根据所述第二北斗网格码进行移动。
140.更进一步地,目标建筑物内的每个室内的发射终端进行北斗网格编码和可通达状态更新,并各自存储相应的北斗网格编码和可通达状态;其中,目标建筑物内的每个室内空间匹配一个唯一的北斗网格码,所述终点室内空间匹配所述第一北斗网格码;所述发射终端包括:第一发射终端和第二发射终端;所述可通达状态指从一个室内空间到另一个室内空间的通达的状态。
141.具体地,在进行导航前,需要对目标建筑物内的每个室内的所述发射终端进行部署及通达信息更新,每一个所述发射终端将各自的所述北斗网格编码和所述可通达状态进行存储,从而实现无需提前通过人力或设备扫描等方式为建筑物构建建筑物内部空间立体网格模型,实现利用北斗网格码对建筑内部空间进行管理,提高了空间管理和定位的准确性,以及通过采集可获取并实时更新建筑内部空间的可通达情况,使室内导航更准确。
142.更进一步地,请参阅图7,以一个所述发射终端10与一个所述接收终端20进行通信为例,本发明中的每个所述发射终端10包括:可通达状态采集模块11、编码生成模块12、存储模块13、计算模块14和第一通信模块15;每个所述接收终端20包括:显示模块21和第二通信模块22;
143.所述存储模块13分别与所述可通达状态采集模块11、所述编码生成模块12、所述计算模块14和所述第一通信模块15连接,所述第一通信模块15还分别与所述计算模块14和所述第二通信模块22连接;
144.所述可通达状态采集模块11用于采集本空间的可通达状态,并将本空间的可通达状态传输至所述存储模块13;所述编码生成模块12用于获取本空间定位信号(北斗定位信号、gps定位信号)中的经度、维度和高度信息后,转换得到北斗网格码,并将本空间的北斗网格码传输至所述存储模块13。
145.所述第一通信模块15用于与其他发射终端10的第一通信模块15进行通信,将获取到的其他发射终端10的可通达状态传输至所述存储模块13;所述第一通信模块15还用于与所述第二通信模块22进行通信,并将获取到的用户优先等级和通过数统计传输至所述计算模块14;所述第二通信模块22用于将位置信息发送至所述第一通信模块15和其他接收终端20的第二通信模块22。
146.所述存储模块13用于存储本空间的北斗网格码、各个空间的可通达状态、本空间到邻近空间的通达方式;所述计算模块14用于读取所述存储模块13中各个空间的所述可通达状态后,根据所述可通达状态、所述通过数统计和所述用户优先等级,计算出最佳通达路径。
147.本发明中提供的基于北斗网格码的室内导航系统,通过对建筑每个室内空间进行北斗网格编码,并存储在对应空间中部署的有源的发射终端设备内。发射终端则实时采集本室内空间的可通达数据,分析得出空间的可通达状态,同时通过局域网广播到其他发射终端,其他发射终端结合北斗网格码的算法,更新设备内部的通达信息。而当用户在建筑内部发起导航请求时,连接发射终端,发射终端根据室内空间的可通达情况实时计算导航路径,并反馈给用户,用户在根据导航行走过程中,不断和发射终端交互,实时调整导航路径,从而能够实现快速感知与高效计算,满足用户室内定位、路径规划与导航等需求。
148.综上,相对于现有技术,本技术中的所述基于北斗网格码的室内导航系统的优点在于:
149.(1)、无需提前通过人力或设备扫描等方式为建筑构建建筑内部空间立体网格模型。
150.(2)、利用北斗网格码对建筑内部空间进行管理,提高了空间管理和定位的准确性。
151.(3)、通过采集可获取并实时更新建筑内部空间的可通达情况,使室内导航更准
确。
152.(4)、在内部空间的可通达状态和通过数统计发生变化时结合北斗网格码作为是否更新的判断依据,提高了空间的实时信息更新的准确性。
153.(5)、采用去中心化的实时导航路径计算方式,将导航计算的能力分散到各个发射终端中完成,无需建立一个统一的集中的计算系统或平台。任何一个发射终端出现故障,不会影响其他发射终端的导航功能,有效保证了系统的健壮性。
154.综上所述,本发明提供的一种基于北斗网格码的室内导航方法及系统,所述方法包括:第一接收终端向第二接收终端发起导航请求;第二接收终端与第一发射终端建立连接后,获取第一发射终端发送的第一北斗网格码,并将第一北斗网格码发送至第一接收终端;第一接收终端与第二发射终端建立连接后,将第一北斗网格码发送至第二发射终端;第二发射终端根据可通达状态和第一北斗网格码,计算得出第一接收终端和第二接收终端之间的最佳通达路径,并发送最佳通达路径和下一个室内空间对应的第二北斗网格码至第一接收终端。通过第一接收终端将第二接收终端获取的第一北斗网格码发送至第二发射终端,第二发射终端计算出最佳通达路径,实现了精准且稳定地室内定位。
155.可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
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