CN103344239A - 一种建筑物内的导航方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于建筑物内的导航方法，该方法首先根据建筑物的结构，在关键地点布置导航标示点，该导航标示点为贴于地面的方向标识，手持终端可以进行路径规划，并且存储有各个导航标示点通往其他导航标示点的结合地面方向标示的行走方法，导航过程中当被导航人员行至某一导航标示点时，该人员的手持设备根据已经规划好的路线，并结合手持设备存储装置中存储的行走方法，向被导航人员发出通往下一导航标示点的行走指令，被导航者可以根据该行走指示，并结合地面标识快速找到下一个导航标示点，重复上述过程，直到完成本次导航。本方法可用于火灾、地震时的人员疏散导航，亦可用于平时复杂建筑物内的导航指引，具有成本低廉，准确高效的优点。

Description

一种建筑物内的导航方法

技术领域

本发明涉及一种导航方法，具体来说，涉及一种应用于建筑物内的导航方法。

背景技术

现代社会当中，人类的很多活动都在室内进行，例如，在会议室、医院、电影院、商场等公共场所。当人们在进入上述场所时，尤其是首次进入时，由于对周围的环境不甚熟悉，所以经常是进去了找不到要去的地点，或者进去容易出来难，而且在某些情况下，无法获取准确的路径信息，这不但影响了人们的办事效率，有时更可能有生命危险，例如，在进入一个陌生的建筑物内部后，突然遭遇的火灾、地震等突发状况，对撤离路径的熟悉程度，直接影响到撤离的时间长短，而时间的长短直接关乎个人的安危。基于以上原因社会对于室内的精确的导航方法的需求越来越迫切，而其在实际当中也越来越显示出其重要性。

由于室内场合的特殊性，各种无线信号极易受到干扰和屏蔽，所有现有的通过信号传输的导航方法都极易受到干扰，影响导航的精度，另外室内导航的特点决定了这种导航一定是高精度、高分辨率的。基于上述原因，室内导航技术在世界范围内都是研究的热点。

目前常用的室内导航方法有GPS室内定位导航、室内无线定位导航、光学定位导航等等。其中GPS的定位导航技术在室外效果较好，但是在室内其信号存在被屏蔽和干扰等问题，另外由于建筑物内导航的特殊性，对精度要非常高，分辨率要在2米以内才能有较好的效果，才能准确的定位到建筑物内的某一个房间的入口，这也带来了成本升高的问题。无线室内定位同样存在信号易受建筑结构、人为因素的干扰等问题，另外即使能够确定位置，当被导航人处于静止状态时，确定该人的朝向也是值得研究的问题。至于光学定位，其问题主要集中在成本上，另外，有些基于光学成像的定位导航系统，在保护被导航人隐私方面也亟待改善。

为了解决上述问题，现在已经有一些室内导航定位的研究，但是大多数还是需要反复多次的无线传输，或者通过多次无线定位的平均值进行定位导航，才能达到满意的效果，另外有些导航方法需要昂贵的设备，造成成本大幅攀升难于推广，另外也会出现因为室内结构的改变等原因，造成导航定位失败。综上，对于一些重要的场合或关键的时刻，如果能够在提高导航精度的同时，又能节省设备的开销，将会对室内导航的发展大有裨益。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种建筑物内的导航方法，该方法通过在建筑物内设置导航标示点，通过手持终端来实现导航。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种建筑物内的导航方法，包括以下步骤：步骤一：在建筑物内部设置导航标示点；

步骤二：将真实物理地点信息与导航标示点间的映射关系表输入手持终端后台的数据库进行保存；步骤三：管理人员测量各个相邻导航标示点间的距离，输入手持终端后台的数据库进行记录；步骤四：管理人员将各个导航标示点通往相邻导航标示点的行走方法存入手持终端的后台数据库；步骤五：手持终端根据后台数据库中记录的导航标示点以及相邻导航标示点的间距生成或更新用于路径规划的无向图；步骤六：用户在手持终端上输入目标位置和目前所处位置，手持终端通过查询映射关系表将上述位置信息转换成导航标示点对应的编号，并根据上述两个编号结合无向图规划出行走路径；步骤七：以步骤六中规划出的路径为基础，从目前所处位置出发，调取手持终端中存储的相应导航标示点通往相邻导航标示点的行走方法，分段发出导航指示，完成本次导航。

进一步，步骤中所述的导航标示点为一种印刷或雕刻有节点编号和方向指示箭头的、贴于地面用于确定位置和方向的一种标示体。

进一步，所述标示体采用不干胶或薄金属片制成。

进一步，所述手持终端采用智能手机或平板电脑。

进一步，步骤六中所规划出的行走路径为目标位置和目前所处位置之间的最短路径。

进一步，所述最短路径通过Dijkstra算法获得。

本发明的有益效果在于：本发明针对现有技术的不足，提出一种建筑物内的导航方法，利用该方法，能够快速的、准确的完成室内导航任务，提升了建筑物内导航的精度，有效解决了建筑物内进去时候某些位置不好找，以及进来容易出去困难等实际问题。采用本发明提供的方法，能够有效的解决室内接收卫星信号困难，以及现有的2G或3G的手机导航精度不高和尺度过大、无法辨别方向等问题，有效地克服现有的技术困难。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为导航标示点铺设与对应的无向图；

图2为导航标示点外观示意图；

图3为导航标示点编号与相邻标示点间距及行走方法录入程序流程图；

图4为导航系统整体框架图。

具体实施方式

实现本发明的主要硬件包括：贴于地面的用于方向指示的导航标示点，该标示点可以由加印方向指示箭头和节点编号的薄片材料构成，优选用铁皮、不锈钢薄钢片、铜皮或铝皮或不干胶制成。另外一个就是具有计算、存储、显示功能的用于路径规划和导航信息发布的手持终端，该终端亦可以用具有类似功能的平板电脑或智能手机（普通手机亦可）代替，这样可以缩短开发周期，需要做的就是编制运行于相应设备上的程序（此处优选智能手机）。

实现本发明的软件包括：运行于手持终端设备（优选智能手机）上的软件，该软件根据输入的导航标示点间的关系生成带有连接权值的图，并能够根据用户发出的导航需求，依据该图规划出行走路径（优选最短路径），对照该路径，软件调用事先编制好的相邻导航标示点行走方法，结合地面的导航标示点向用户发出导航指令，图4为导航系统整体框架图。

在导航系统工作之前，需要先进行地面导航标示点的铺设工作，具体就是在分岔路口，各房间的门口的地面上粘贴导航标示，该导航标示上面印刷有四个方向（图2为导航标示的两种典型外观，特殊情况下，四个方向可能不互相垂直，而是平行于路径的延伸方向），同时该导航标示上面还印刷有该导航标示的编号（导航标示点少的时候可以使用A、B、C、D等，当导航标示点较多时可以采用数字编号如0001、0002、0003等等），导航标示点铺设后的效果如图1上半部分所示，完成铺设后需要进行的工作是编制物理真实地点与导航标标示点间的映射关系表，并完成各个相邻节点间距离的测量以及相邻节点间行走方法的描述，将上述数据存入手持终端后台的数据库当中。

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

图1为导航标示点铺设与对应的无向图，为了简单阐明问题的本质故只在部分地点铺设导航标示点，其编号分别为A、B、C直至I（J用于演示增加标示点）。

编制物理真实地点与导航标示点之间的映射关系表，具体来说：A→张X办公室，B→王X办公室，C→李X办公室，D→周X办公室，以此类推直至I→建筑入口，将上述映射关系表存储到手持终端后台的数据库中。

测量连接各节点之间的折线的长度，本例当中具体测量的结果如下：A与B间距8米，A与E间距10米，B与C间距7米，B与F间距13米，C与D间距6.7米，C与G间距12米，D与H间距13米，E与F间距8米，E与I间距15米，F与G间距7米，F与I间距23米，G与H间距6.5米，将上述结果存储到手持终端的后台数据库当中，图中虚线部分与导航标示点将用于后面说明增加导航标示点之用，此处暂不测量，程序借助上述测量并结合导航标示点间的空间位置关系得可到图1下面所示的无向图。

描述各相邻节点之间的行走方法，此处仅举几例，其他类似，地面的导航标示以图1中实例进行说明，例如由A到B的行走方法为由A点出发向东直行8米，到达B点，由A到E的行走方法为由A点出发向东走2米，转向南直行10米，转向西直行2米，到达E点，仿照上述过程可以得到其他各点到其相邻导航标示点的行走方法，上述行走方法的文本描述，存储于手持终端后台的数据库中（此处优选智能手机），供导航子程序调取，上述各部的数据录入程序框图如图3所示。

手持终端中的程序首先将输入的出发点和终到点通过查询上述的映射关系表得到对应的导航标示点编号，之后利用Dijkstra(迪杰斯特拉)算法进行最短路径规划，根据得到的路径逐段调取存储装置当中的行走方法，在确认用户到达各导航标示点之后，依次发出前往下一导航标示点的导航命令，直至完成导航。

当建筑结构改变或增加减少导航标示点时，只需相应的修改后台数据库中存储的数据即可，首先以增加节点为例进行说明，对应上述的实施例当中假如需要增加一个导航的目的点赵X办公室，只需修改后台数据库中的以下内容，首先在映射关系表中添加J→赵X办公室，测量J与其相邻节点的间距，并补充存储到后台数据库当中，这里D与J间距15米，H与J距离20米，最后再像后台数据库中补充J通往相邻标示点的行走方法，即分别为由J点出发向西直行15米到达D点，以及由J点出发向南直行13米，转向西直行7米到达H点。同时还要补充由D到J以及由H到J的行走方法，这两个走法只需将J到D以及J到H的走法改写得到。

当减少导航标示点时，只需删除数据库中与该导航标示点相关的内容，包括映射关系表中与该导航标是点相关的信息，该导航标示点与其相邻节点的距离信息，该导航标示点与其相邻标示点间的行走方法信息等，这种情况下为了保证导航的效果，需要修改后台数据库当中个别表示点的相邻关系，增加新的相邻标示点间的距离关系以及新的相邻标示点间的行走方法等。完成上述增减导航标示点后需要调用图的构造程序，重新构造用于搜索路径的图。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种建筑物内的导航方法，其特征在于：包括以下步骤：

a)步骤一：在建筑物内部设置导航标示点；

b)步骤二：将真实物理地点信息与导航标示点间的映射关系表输入手持终端后台的数据库进行保存；

c)步骤三：管理人员测量各个相邻导航标示点间的距离，输入手持终端后台的数据库进行记录；

d)步骤四：管理人员将各个导航标示点通往相邻导航标示点的行走方法存入手持终端的后台数据库；

e)步骤五：手持终端根据后台数据库中记录的导航标示点以及相邻导航标示点的间距生成或更新用于路径规划的无向图；

f)步骤六：用户在手持终端上输入目标位置和目前所处位置，手持终端通过查询映射关系表将上述位置信息转换成导航标示点对应的编号，并根据上述两个编号结合无向图规划出行走路径；

g)步骤七：以步骤六中规划出的路径为基础，从目前所处位置出发，调取手持终端中存储的相应导航标示点通往相邻导航标示点的行走方法，分段发出导航指示，完成本次导航。

2.根据权利要求1所述的一种建筑物内的导航方法，其特征在于：步骤中所述的导航标示点为一种印刷或雕刻有节点编号和方向指示箭头的、贴于地面用于确定位置和方向的一种标示体。

3.根据权利要求2所述的一种建筑物内的导航方法，其特征在于：所述标示体采用不干胶或薄金属片制成。

4.根据权利要求1所述的一种建筑物内的导航方法，其特征在于：所述手持终端采用智能手机或平板电脑。

5.根据权利要求1所述的一种建筑物内的导航方法，其特征在于：步骤六中所规划出的行走路径为目标位置和目前所处位置之间的最短路径。

6.根据权利要求5所述的一种建筑物内的导航方法，其特征在于：所述最短路径通过Dijkstra算法获得。

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