CN110285799B - 一种带有三维可视化技术的导航系统 - Google Patents
一种带有三维可视化技术的导航系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种带有三维可视化技术的导航系统，能够实时监控小孩所在地位置，通过家长使用的导航绑定终端与小孩佩戴的导航手持终端之间通过网络连接的设置，使得家长能够实时获取小孩所在地的位置信息；导航手持终端能够对小孩所处地(学校)建立一个专属于该所场所的三维可视化模型空间，当小孩迈出该三维可视化模型空间时，系统内设置的报警模块也能够及时将信息已报警的形式传递给家长，让家长实时了解儿童所处地地点，达到保障儿童人身安全的目的。
Description
技术领域
本发明涉及三维导航技术领域，尤指一种带有三维可视化技术的导航系统。
背景技术
现在社会上拐卖儿童的事件时有发生，为了杜绝该类事件的发生，家长老师总是教育儿童：不要相信生人、不要和陌生人说话、不要吃陌生人的东西以及不要跟陌生人走等等，甚至学校采取专车接送学生，家长亲自接送小孩等等，然而，这样的做法成本高昂，不能适用于所有的家庭。
本发明为了解决上述存在的问题，提出一种带有三维可视化技术的导航系统，能够实时监控小孩所在地位置，通过家长手机与小孩佩戴的该系统设备网络连接的设置，使得家长能够实时获取小孩所在地的位置信息，当小孩迈出该系统设备设定的三维可视化模型空间时，系统也能够及时将信息以报警的形式传递给家长，让家长实时了解儿童所处地地点，保障儿童的人身安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺点，提供一种带有三维可视化技术的导航系统。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种带有三维可视化技术的导航系统，包括导航手持终端和导航绑定终端，导航手持终端和导航绑定终端之间通过无线通讯技术实现数据交互；
导航手持终端包括采集模块、定位模块、影像数据管理模块、三维空间构建模块、三维可视化模块、三维影像自动分割模块、报警模块、主控制模块、无线传输模块、缓存模块、影像过期处理模块、判断模块、显示模块、校对模块以及电源模块；
采集模块用于获取儿童所在场所的影像信息；
定位模块用于获取儿童所在地的位置信息；
影像数据管理模块用于接收所述采集模块获取的儿童所在场所的影像以及定位模块获取的儿童所在地的位置信息，对其进行分析处理，并传输给三维空间构建模块；
三维空间构建模块将所述采集模块获取的儿童所在场所的影像信息在分析处理后，构成场所三维空间模型；
三维可视化模块将三维空间构建模块构成的场所三维空间模型，使用WebGL技术和HTML5技术对其进行可视化分析，并将可视化分析结果以直观的可视化三维图形形式展示传递给主控制模块，由主控制模块发送给显示模块和导航绑定终端；
三维影像自动分割模块能够对三维可视化模块构建的可视化三维图形进行分割细化，精准儿童所在地的位置；
报警模块用于在儿童移出三维空间构建模块构建的三维空间模型时，向主控制模块发出警报，并由主控制模块通过无线传输模块传输给导航绑定终端；
主控制模块用于控制导航手持终端的智能行为，其与导航绑定终端之间通过无线传输模块相连接，能够将导航手持终端中采集的三维空间模型信息、三维空间定位信息、报警信息以及数据存储信息发送给导航绑定终端，同时接收导航绑定终端传输过来的指令；
缓存模块用于缓存三维空间构建模块构建的场所三维空间模型信息、三维影像自动分割模块分割细化的可视化三维图形信息、以及定位模块实时获取的儿童位置信息；
影像过期处理模块用于对缓存模块缓存的影像信息，提供影像过期服务，定时清除其中已经被持久化的影像；
判断模块用于判断儿童所处位置是否超出三维空间构建模块构建的场所三维空间模型范围，并将判断结果发送给校对模块；
校对模块对判断模块发送过来结果与缓存模块中缓存的三维空间构建模块构建的场所三维空间模型信息以及三维影像自动分割模块中分割细化的可视化三维图形信息进行比较校对，再将信息发送给主控制模块；
显示模块用于显示儿童所在场所直观的可视化三维图形；
电源模块用于向导航手持终端内设置的各智能模块提供电源；
采集模块的输出端电性连接影像数据管理模块的输入端，影像数据管理模块的输出端与三维空间构建模块的输入端相连，三维空间构建模块的输出端连接三维可视化模块的输入端，三维可视化模块的输出端与三维影像自动分割模块的输入端相连接，采集模块、影像数据管理模块、三维空间构建模块、三维可视化模块和三维影像自动分割模块之间构成三维空间构建系统；
定位模块的输出端电性连接影像数据管理模块的输入端，影像数据管理模块的输出端与三维空间构建模块的输入端相连，三维空间构建模块的输出端连接三维可视化模块的输入端，三维可视化模块的输出端与三维影像自动分割模块的输入端相连接，定位模块、影像数据管理模块、三维空间构建模块、三维可视化模块和三维影像自动分割模块之间构成三维空间定位系统；
电源模块通过电路导线连接采集模块、定位模块、影像数据管理模块、三维空间构建模块、三维可视化模块、三维影像自动分割模块、报警模块、主控制模块、无线传输模块、缓存模块、影像过期处理模块、判断模块、显示模块和校对模块。
作为本发明的一种优选技术方案，一种带有三维可视化技术的导航系统的操作方法，包括以下几个步骤：
S1、启动采集模块采集儿童所处地的影像信息；
S2、将采集模块采集的儿童所处地的影像信息发送给影像数据管理模块，由影像数据管理模块分析整理后，再经三维空间构建模块构建成场所三维空间模型，缓存模块对三维空间构建模块构建的场所三维空间模型进行存储；
S3、三维影像自动分割模块对场所三维空间模型进行细化分割，得到若干块场所三维空间模型，缓存模块对若干块场所三维空间模型进行存储，至此完成三维空间构建工作；
S4、定位模块实时追踪儿童所在地的位置信息，并将该位置信息通过影像数据管理模块融合到三维空间构建模块构建的场所三维空间模型以及三维影像自动分割模块构建的若干块场所三维空间模型中，实现儿童位置三维空间定位工作；
S5、三维可视化模块、三维影像自动分割模块和定位模块将儿童位置三维空间定位信息实时传递给主控制模块，主控制模块再通过无线传输模块传输给导航绑定终端，实现实时导航监控的目的；
S6、当儿童迈出场所三维空间模型所在范围时，判断模块将采集模块采集的影像信息与缓存模块内缓存的场所三维空间模型进行比对，若比对信息不符合，则将信息传递给校对模块；
S7、校对模块对采集模块采集的影像信息再与若干块场所三维空间模型内的影像进行比对，若比对结果为不符合时，则将结果发送给主控制模块；
S8、主控制模块启动报警模块发出警报，再将警报信息传递给导航绑定终端；
S9、导航绑定终端通过查看导航手持终端实时了解儿童位置信息。
作为本发明的一种优选技术方案，导航手持终端为智能穿戴设备，导航绑定终端为手机或电脑。
本发明所达到的有益效果是：本发明提供的一种带有三维可视化技术的导航系统，能够实时监控小孩所在地位置，通过家长使用的导航绑定终端与小孩佩戴的导航手持终端之间通过网络连接的设置，使得家长能够实时获取小孩所在地的位置信息；导航手持终端能够对小孩所处地(学校)建立一个专属于该所场所的三维可视化模型空间，当小孩迈出该三维可视化模型空间时，系统内设置的报警模块也能够及时将信息已报警的形式传递给家长，系统也能够及时将信息以报警的形式传递给家长，让家长实时了解儿童所处地地点，保障儿童的人身安全。
附图说明
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：
图1是本发明整体结构流程图。
图中标号：1、导航手持终端；2、导航绑定终端；3、采集模块；4、定位模块；5、影像数据管理模块；6、三维空间构建模块；7、三维可视化模块；8、三维影像自动分割模块；9、报警模块；10、主控制模块；11、无线传输模块；12、缓存模块；13、影像过期处理模块；14、判断模块；15、显示模块；16、校对模块；17、电源模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：如图1所示，一种带有三维可视化技术的导航系统，包括导航手持终端1和导航绑定终端2，导航手持终端1和导航绑定终端2之间通过无线通讯技术实现数据交互；
导航手持终端1包括采集模块3、定位模块4、影像数据管理模块5、三维空间构建模块6、三维可视化模块7、三维影像自动分割模块8、报警模块9、主控制模块10、无线传输模块11、缓存模块12、影像过期处理模块13、判断模块14、显示模块15、校对模块16以及电源模块17；
采集模块3用于获取儿童所在场所的影像信息；
定位模块4用于获取儿童所在地的位置信息；
影像数据管理模块5用于接收所述采集模块3获取的儿童所在场所的影像以及定位模块4获取的儿童所在地的位置信息，对其进行分析处理，并传输给三维空间构建模块6；
三维空间构建模块6将所述采集模块3获取的儿童所在场所的影像信息在分析处理后，构成场所三维空间模型；
三维可视化模块7将三维空间构建模块6构成的场所三维空间模型，使用WebGL技术和HTML5技术对其进行可视化分析，并将可视化分析结果以直观的可视化三维图形形式展示传递给主控制模块10，由主控制模块10发送给显示模块15和导航绑定终端2；
三维影像自动分割模块8能够对三维可视化模块7构建的可视化三维图形进行分割细化，精准儿童所在地的位置；
报警模块9用于在儿童移出三维空间构建模块6构建的三维空间模型时，向主控制模块10发出警报，并由主控制模块10通过无线传输模块11传输给导航绑定终端2；
主控制模块10用于控制导航手持终端1的智能行为，其与导航绑定终端2之间通过无线传输模块11相连接，能够将导航手持终端1中采集的三维空间模型信息、三维空间定位信息、报警信息以及数据存储信息发送给导航绑定终端2，同时接收导航绑定终端2传输过来的指令；
缓存模块12用于缓存三维空间构建模块6构建的场所三维空间模型信息、三维影像自动分割模块8分割细化的可视化三维图形信息、以及定位模块4实时获取的儿童位置信息；
影像过期处理模块13用于对缓存模块12缓存的影像信息，提供影像过期服务，定时清除其中已经被持久化的影像；
判断模块14用于判断儿童所处位置是否超出三维空间构建模块6构建的场所三维空间模型范围，并将判断结果发送给校对模块16；
校对模块16对判断模块14发送过来结果与缓存模块12中缓存的三维空间构建模块6构建的场所三维空间模型信息以及三维影像自动分割模块8中分割细化的可视化三维图形信息进行比较校对，再将信息发送给主控制模块10；
显示模块15用于显示儿童所在场所直观的可视化三维图形；
电源模块17用于向导航手持终端1内设置的各智能模块提供电源；
采集模块3的输出端电性连接影像数据管理模块5的输入端，影像数据管理模块5的输出端与三维空间构建模块6的输入端相连，三维空间构建模块6的输出端连接三维可视化模块7的输入端，三维可视化模块7的输出端与三维影像自动分割模块8的输入端相连接，采集模块3、影像数据管理模块5、三维空间构建模块6、三维可视化模块7和三维影像自动分割模块8之间构成三维空间构建系统；
定位模块4的输出端电性连接影像数据管理模块5的输入端，影像数据管理模块5的输出端与三维空间构建模块6的输入端相连，三维空间构建模块6的输出端连接三维可视化模块7的输入端，三维可视化模块7的输出端与三维影像自动分割模块8的输入端相连接，定位模块4、影像数据管理模块5、三维空间构建模块6、三维可视化模块7和三维影像自动分割模块8之间构成三维空间定位系统；
电源模块17通过电路导线连接采集模块3、定位模块4、影像数据管理模块5、三维空间构建模块6、三维可视化模块7、三维影像自动分割模块8、报警模块9、主控制模块10、无线传输模块11、缓存模块12、影像过期处理模块13、判断模块14、显示模块15和校对模块16。
一种带有三维可视化技术的导航系统的操作方法，包括以下几个步骤：
S1、启动采集模块3采集儿童所处地的影像信息；
S2、将采集模块3采集的儿童所处地的影像信息发送给影像数据管理模块5，由影像数据管理模块5分析整理后，再经三维空间构建模块6构建成场所三维空间模型，缓存模块12对三维空间构建模块6构建的场所三维空间模型进行存储；
S3、三维影像自动分割模块8对场所三维空间模型进行细化分割，得到若干块场所三维空间模型，缓存模块12对若干块场所三维空间模型进行存储，至此完成三维空间构建工作；
S4、定位模块4实时追踪儿童所在地的位置信息，并将该位置信息通过影像数据管理模块5融合到三维空间构建模块6构建的场所三维空间模型以及三维影像自动分割模块8构建的若干块场所三维空间模型中，实现儿童位置三维空间定位工作；
S5、三维可视化模块7、三维影像自动分割模块8和定位模块4将儿童位置三维空间定位信息实时传递给主控制模块10，主控制模块10再通过无线传输模块11传输给导航绑定终端2，实现实时导航监控的目的；
S6、当儿童迈出场所三维空间模型所在范围时，判断模块14将采集模块3采集的影像信息与缓存模块12内缓存的场所三维空间模型进行比对，若比对信息不符合，则将信息传递给校对模块16；
S7、校对模块16对采集模块3采集的影像信息再与若干块场所三维空间模型内的影像进行比对，若比对结果为不符合时，则将结果发送给主控制模块10；
S8、主控制模块10启动报警模块9发出警报，再将警报信息传递给导航绑定终端2；
S9、导航绑定终端2通过查看导航手持终端1实时了解儿童位置信息。
导航手持终端1为智能穿戴设备，导航绑定终端2为手机或电脑。
值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有常熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种带有三维可视化技术的导航系统，其特征在于，包括导航手持终端（1）和导航绑定终端（2），导航手持终端（1）和导航绑定终端（2）之间通过无线通讯技术实现数据交互；
导航手持终端（1）包括采集模块（3）、定位模块（4）、影像数据管理模块（5）、三维空间构建模块（6）、三维可视化模块（7）、三维影像自动分割模块（8）、报警模块（9）、主控制模块（10）、无线传输模块（11）、缓存模块（12）、影像过期处理模块（13）、判断模块（14）、显示模块（15）、校对模块（16）以及电源模块（17）；
采集模块（3）用于获取儿童所在场所的影像信息；
定位模块（4）用于获取儿童所在地的位置信息；
影像数据管理模块（5）用于接收所述采集模块（3）获取的儿童所在场所的影像以及定位模块（4）获取的儿童所在地的位置信息，对其进行分析处理，并传输给三维空间构建模块（6）；
三维空间构建模块（6）将所述采集模块（3）获取的儿童所在场所的影像信息在分析处理后，构成场所三维空间模型；
三维可视化模块（7）将三维空间构建模块（6）构成的场所三维空间模型，使用WebGL技术和HTML5技术对其进行可视化分析，并将可视化分析结果以直观的可视化三维图形形式展示传递给主控制模块（10），由主控制模块（10）发送给显示模块（15）和导航绑定终端（2）；
三维影像自动分割模块（8）能够对三维可视化模块（7）构建的可视化三维图形进行分割细化，精准儿童所在地的位置；
报警模块（9）用于在儿童移出三维空间构建模块（6）构建的三维空间模型时，向主控制模块（10）发出警报，并由主控制模块（10）通过无线传输模块（11）传输给导航绑定终端（2）；
主控制模块（10）用于控制导航手持终端（1）的智能行为，其与导航绑定终端（2）之间通过无线传输模块（11）相连接，能够将导航手持终端（1）中采集的三维空间模型信息、三维空间定位信息、报警信息以及数据存储信息发送给导航绑定终端（2），同时接收导航绑定终端（2）传输过来的指令；
缓存模块（12）用于缓存三维空间构建模块（6）构建的场所三维空间模型信息、三维影像自动分割模块（8）分割细化的可视化三维图形信息、以及定位模块（4）实时获取的儿童位置信息；
影像过期处理模块（13）用于对缓存模块（12）缓存的影像信息，提供影像过期服务，定时清除其中已经被持久化的影像；
判断模块（14）用于判断儿童所处位置是否超出三维空间构建模块（6）构建的场所三维空间模型范围，并将判断结果发送给校对模块（16）；
校对模块（16）对判断模块（14）发送过来结果与缓存模块（12）中缓存的三维影像自动分割模块（8）中分割细化的可视化三维图形信息进行比较校对，再将信息发送给主控制模块（10）；
显示模块（15）用于显示儿童所在场所直观的可视化三维图形；
电源模块（17）用于向导航手持终端（1）内设置的各智能模块提供电源；
采集模块（3）的输出端电性连接影像数据管理模块（5）的输入端，影像数据管理模块（5）的输出端与三维空间构建模块（6）的输入端相连，三维空间构建模块（6）的输出端连接三维可视化模块（7）的输入端，三维可视化模块（7）的输出端与三维影像自动分割模块（8）的输入端相连接，采集模块（3）、影像数据管理模块（5）、三维空间构建模块（6）、三维可视化模块（7）和三维影像自动分割模块（8）之间构成三维空间构建系统；
定位模块（4）的输出端电性连接影像数据管理模块（5）的输入端，影像数据管理模块（5）的输出端与三维空间构建模块（6）的输入端相连，三维空间构建模块（6）的输出端连接三维可视化模块（7）的输入端，三维可视化模块（7）的输出端与三维影像自动分割模块（8）的输入端相连接，定位模块（4）、影像数据管理模块（5）、三维空间构建模块（6）、三维可视化模块（7）和三维影像自动分割模块（8）之间构成三维空间定位系统；
电源模块（17）通过电路导线连接采集模块（3）、定位模块（4）、影像数据管理模块（5）、三维空间构建模块（6）、三维可视化模块（7）、三维影像自动分割模块（8）、报警模块（9）、主控制模块（10）、无线传输模块（11）、缓存模块（12）、影像过期处理模块（13）、判断模块（14）、显示模块（15）和校对模块（16）。
2.根据权利要求1所述的一种带有三维可视化技术的导航系统的操作方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
S1、启动采集模块（3）采集儿童所处地的影像信息；
S2、将采集模块（3）采集的儿童所处地的影像信息发送给影像数据管理模块（5），由影像数据管理模块（5）分析整理后，再经三维空间构建模块（6）构建成场所三维空间模型，缓存模块（12）对三维空间构建模块（6）构建的场所三维空间模型进行存储；
S3、三维影像自动分割模块（8）对场所三维空间模型进行细化分割，得到若干块场所三维空间模型，缓存模块（12）对若干块场所三维空间模型进行存储，至此完成三维空间构建工作；
S4、定位模块（4）实时追踪儿童所在地的位置信息，并将该位置信息通过影像数据管理模块（5）融合到三维空间构建模块（6）构建的场所三维空间模型以及三维影像自动分割模块（8）构建的若干块场所三维空间模型中，实现儿童位置三维空间定位工作；
S5、三维可视化模块（7）、三维影像自动分割模块（8）和定位模块（4）将儿童位置三维空间定位信息实时传递给主控制模块（10），主控制模块（10）再通过无线传输模块（11）传输给导航绑定终端（2），实现实时导航监控的目的；
S6、当儿童迈出场所三维空间模型所在范围时，判断模块（14）将采集模块（3）采集的影像信息与缓存模块（12）内缓存的场所三维空间模型进行比对，若比对信息不符合，则将信息传递给校对模块（16）；
S7、校对模块（16）对采集模块（3）采集的影像信息再与若干块场所三维空间模型内的影像进行比对，若比对结果为不符合时，则将结果发送给主控制模块（10）；
S8、主控制模块（10）启动报警模块（9）发出警报，再将警报信息传递给导航绑定终端（2）；
S9、导航绑定终端（2）通过查看导航手持终端（1）实时了解儿童位置信息。
3.根据权利要求1所述的一种带有三维可视化技术的导航系统，其特征在于，导航手持终端（1）为智能穿戴设备，导航绑定终端（2）为手机或电脑。
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