CN106895839A - 一种基于扫描标识码的室内定位导航方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于扫描标识码的室内定位导航方法。本发明通过采用扫描标识码的方式来进行室内定位，因为本发明的标识码可以是普通纸打印出来的二维码，所以本发明中用到的标识码制作成本非常低，可以通过粘贴的方式固定在室内的目标点的墙上，布设简单且不需要耗费很多人力成本，后续维护也非常简单；本发明在进行导航中有3D导航、文字导航和AR导航三种导航方式，尤其AR导航以虚实结合的方式非常直观地为用户指引方向，极大地改善了导航体验；并且在3D导航和AR导航中都有扫码定位功能，在用户偏离导航路径时能够修正用户位置并且重新规划导航路径，使得导航更加精准，节省了用户的寻路时间，提高效率。

Description

一种基于扫描标识码的室内定位导航方法

技术领域

本发明涉及室内导航技术，具体涉及一种基于扫描标识码的室内定位导航方法。

背景技术

随着科学技术的快速发展，室外导航技术已经非常成熟并且广泛地应用于人们的生活当中。室外GPS定位技术非常精准，但进入室内后，由于室内地理信息的复杂性和GPS信号衰减，GPS就无法用于导航了。在复杂的室内环境中，如庞大、复杂的大型购物中心，根据简单指示，人们想要立刻找到某个商家无疑是很困难的。这时候用户只需要启动室内导航软件，根据软件详细的提示，就可以顺利找到想要去的商铺和餐厅。

目前很成熟的室内导航技术有一下几种：

1.WIFI定位导航：在室内布置多个无线路由器，通过智能手机获取到周围各个无线路由器的信号强度及AP地址，利用信号衰减模型估算出智能手机距离各个无线路由器的距离，然后根据智能手机到周围路由器的距离画圆，其交点就是智能手机的位置，也就是人所在的位置，从而实现定位。在软件中用户选择目的地，软件根据用户的位置规划出路径，用户沿着路径走，就可以到达目的地。这种方法需要架设很多个无线路由器，实施难度大，成本高，此外，还会出现楼层定位不准，响应速度不高，最终导致导航失败。

2.蓝牙定位导航：采用低功耗的蓝牙传输方式，蓝牙模块仅需要纽扣电池就可以运行，不用布线。在室内场景中布建大量的蓝牙模块，数据库中存储每个蓝牙基站的坐标信息，云服务器中存储地图文件和定位算法，用户开启手机定位页面后，从云服务器获取地图、定位算法及相关蓝牙基站的坐标。手机每扫描到一组蓝牙基站，通过基站的信号强度算出距离每个基站的距离，并加入蓝牙基站的坐标数据，进行三角定位算法计算，将实时计算的位置在地图上显示，定位信息与软件规划的导航路径相结合就能够指引用户到达目的地。这种方式与WIFI定位方式类似，也需要在室内布建大量的蓝牙模块，后期还要为这些模块跟换纽扣电池，成本较高，维护困难。

3.超宽带室内定位导航：超宽带定位技术利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点，与新加入的盲节点进行通讯，利用三角定位或者“指纹”定位方式来确定位置。超宽带通信通过发送和接收具有纳秒级的极窄脉冲来传输数据，虽然具有穿透力强、安全性高、精度高等特点，正因有这些特点，所以系统功耗较高，而且也需要事先布局，成本无法降低。

发明内容

针对以上现有技术中存在的问题，本发明提供了一种利用智能移动设备的摄像头扫描标识码来进行室内定位导航的方法，通过本发明可用低成本实现准确的室内导航，指引用户快速、准确地到达目的地。

本发明的基于扫描标识码的室内定位导航方法，包括以下步骤：

1)采集固定场所室内的结构信息，绘制室内地图，建立完成室内场景模型；

2)依据制作好的室内地图和室内场景模型，并结合定位导航程序算法，开发出导航软件，将导航软件上传到云端服务器；

3)制作出室内的目标点所对应的标识码，并在实际的固定场所室内的目标点张贴或放置相应的标识码，目标点与标识码一一对应；

4)用户从云端服务器上下载导航软件并安装到智能移动设备上，智能移动设备设置有摄像头、电子罗盘和陀螺仪；

5)用户打开导航软件，通过导航软件调用智能移动设备的摄像头，将摄像头对准标识码进行扫描，导航软件识别到标识码，找到该标识码所对应的目标点和所处场景的地图，并显示出此时用户所处场景的地图，地图中实时显示用户的位置，并通过调用智能移动设备自带的电子罗盘及陀螺仪，得到用户的朝向，从而完成用户的精确定位；

6)用户选择目的地，开始进入导航，导航软件自动规划出导航路径并显示出导航路径；

7)导航软件提供三种导航方式：3D导航、文字导航和增强现实AR导航，用户进行选择导航方式；

8)进入相应的导航方式，在智能移动设备的屏幕上显示导航路径。

其中，在步骤2)中，标识码采用二维码或条形码。

在步骤6)中，导航软件自动规划出导航路径，包括以下步骤：

a)将室内地图中的可行走区域网格化，使得目标点，即放置标识码的位置，都位于网格节点上；

b)每一个目标点与其相邻的目标点，根据相距距离的不同而设置不同大小的权重值，距离越近，权重值越小，反之，距离越远，则权重值越大；

c)在用户选择目的地后，在网格化的室内地图中找到相应的目标点，通过计算比较当前所在位置的目标点至目的地所在目标点的所有可能路径的权重值之和，找到权重值之和最小的一条路径，此路径即为规划出的导航路径。

在步骤7)中，3D导航是指在用户所处场景的地图上显示出导航路径；文字导航是指通过文字描述出导航路径；增强现实AR导航是指导航软件开启摄像头，实时采集用户所处场景的画面，导航软件将导航路径与所处场景的画面融合在一起，将导航路径标示在所处场景的画面上，智能移动设备的屏幕上显示出标示有导航路径的所处场景的画面。

进一步，本发明还包括扫码定位功能，在3D导航和AR导航过程中，当用户出现偏离导航路径或者需要确定路线是否正确时，开启扫码定位功能，通过摄像头扫描标识码来修正用户位置及导航路径。

本发明的优点：

本发明通过采用扫描标识码的方式来进行室内定位，因为本发明的标识码可以是普通纸打印出来的二维码，所以本发明中用到的标识码制作成本非常低，可以通过粘贴的方式固定在室内的目标点的墙上，布设简单且不需要耗费很多人力成本，后续维护也非常简单；本发明在进行导航中有3D导航、文字导航和AR导航三种导航方式，尤其AR导航以虚实结合的方式非常直观地为用户指引方向，极大地改善了导航体验；并且在3D导航和AR导航中都有扫码定位功能，在用户偏离导航路径时能够修正用户位置并且重新规划导航路径，使得导航更加精准，节省了用户的寻路时间，提高效率。

附图说明

图1为本发明的基于扫描标识码的室内定位导航方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。

1)采集固定场所室内的结构信息，绘制室内地图，建立完成室内场景模型；

2)依据制作好的室内地图和室内场景模型，室内地图和室内场景模型打包生成数据库，并结合定位导航程序算法，开发出导航软件，将导航软件上传到云端服务器；

3)制作出室内的目标点所对应的标识码，标识码采用二维码，并在实际的固定场所室内的目标点张贴或放置相应的标识码，目标点与标识码一一对应；

4)用户从云端服务器上下载导航软件并安装到智能移动设备上，智能移动设备安装有摄像头、电子罗盘和陀螺仪；

5)用户打开导航软件，进入导航软件首页，首页显示室内地图，点击首页上的扫码定位按钮，导航软件调用智能移动设备的摄像头，将摄像头对准距离用户最近的标识码进行扫描，导航软件识别到标识码，并从导航软件的数据库中找到该标识码所对应的目标点和所处场景的地图，并在首页中显示出此时用户所处场景的地图，地图中实时显示用户位置，通过调用智能移动设备自带的电子罗盘及陀螺仪，得到用户的朝向，并把用户的朝向显示在地图上，从而完成了用户的精确定位；

6)用户通过在首页的位置选项中选择目的地或者在地图上直接选择目的地，然后点击开始导航按钮，进入3D导航界面，导航软件自动规划出导航路径并在显示出导航路径；

7)在3D导航界面上出现三种导航方式：3D导航、文字导航和AR导航，用户点击导航方式，文字导航或者AR导航；

8)进入文字导航，3D导航界面上出现如“向北直行10米后，转角处右转”的文字描述；或者进入AR导航，导航软件调用摄像头采集智能移动设备前方画面并显示在智能移动设备的屏幕上，智能移动设备的屏幕画面中融入电子罗盘和导航路径，以更加直观的方式指引用户。

在3D导航界面中，有扫码定位按钮及3D导航按钮，点击扫码定位按钮进入扫码定位功能，开启扫码定位功能，通过摄像头扫描距离用具最近的标识码来修正用户位置及导航路径；点击3D导航按钮则是切换到3D导航界面。

最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种基于扫描标识码的室内定位导航方法，其特征在于，所述室内定位导航方法包括以下步骤：

1)采集固定场所室内的结构信息，绘制室内地图，建立完成室内场景模型；

2)依据制作好的室内地图和室内场景模型，并结合定位导航程序算法，开发出导航软件，将导航软件上传到云端服务器；

3)制作出室内的目标点所对应的标识码，并在实际的固定场所室内的目标点张贴或放置相应的标识码，目标点与标识码一一对应；

4)用户从云端服务器上下载导航软件并安装到智能移动设备上，智能移动设备设置有摄像头、电子罗盘和陀螺仪；

5)用户打开导航软件，通过导航软件调用智能移动设备的摄像头，将摄像头对准标识码进行扫描，导航软件识别到标识码，找到该标识码所对应的目标点和所处场景的地图，并显示出此时用户所处场景的地图，地图中实时显示用户的位置，并通过调用智能移动设备自带的电子罗盘及陀螺仪，得到用户的朝向，从而完成用户的精确定位；

6)用户选择目的地，开始进入导航，导航软件自动规划出导航路径并显示出导航路径；

7)导航软件提供三种导航方式：3D导航、文字导航和增强现实AR导航，用户进行选择导航方式；

8)进入相应的导航方式，在智能移动设备的屏幕上显示导航路径。

2.如权利要求1所述的室内定位导航方法，其特征在于，在步骤2)中，标识码采用二维码或条形码。

3.如权利要求1所述的室内定位导航方法，其特征在于，在步骤6)中，导航软件自动规划出导航路径，包括以下步骤：

a)将室内地图中的可行走区域网格化，使得目标点，即放置标识码的位置，都位于网格节点上；

b)每一个目标点与其相邻的目标点，根据相距距离的不同而设置不同大小的权重值，距离越近，权重值越小，反之，距离越远，则权重值越大；

c)在用户选择目的地后，在网格化的室内地图中找到相应的目标点，通过计算比较当前所在位置的目标点至目的地所在目标点的所有可能路径的权重值之和，找到权重值之和最小的一条路径，此路径即为规划出的导航路径。

4.如权利要求1所述的室内定位导航方法，其特征在于，在步骤7)中，3D导航是指在用户所处场景的地图上显示出导航路径；文字导航是指通过文字描述出导航路径；增强现实AR导航是指导航软件开启摄像头，实时采集用户所处场景的画面，导航软件将导航路径与所处场景的画面融合在一起，将导航路径标示在所处场景的画面上，智能移动设备的屏幕上显示出标示有导航路径的所处场景的画面。

5.如权利要求1所述的室内定位导航方法，其特征在于，还包括扫码定位功能，在3D导航和AR导航过程中，当用户出现偏离导航路径或者需要确定路线是否正确时，开启扫码定位功能，通过摄像头扫描标识码来修正用户位置及导航路径。