CN112033409A - 一种邮轮内部基于uwb定位的手持导航系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种邮轮内部基于UWB定位的手持导航系统及方法，UWB室内定位基站将辐射范围内的UWB定位标签发出的UWB信号转发给船内乘员定位服务器；导航客户端发送目的地位置请求，显示船内地形图、以及自身当前位置、目的地位置和路线；船内乘员定位服务器，根据UWB信号计算UWB定位标签的位置；将UWB定位标签的位置实时发送给对应船内乘员的导航客户端，接收导航客户端的目的地位置请求，将目的地位置和路线发送至对应的导航客户端；根据UWB定位标签的位置和对应船内乘员的导航客户端发送的目的地位置请求，计算出路线；船内局域网及其wifi热点，用于提供网络支持。本发明使得船内乘员能够顺利地在复杂的邮轮内环境中准确感知自己的位置，并顺利到达目的地。

Description

一种邮轮内部基于UWB定位的手持导航系统及方法

技术领域

本发明属于室内定位导航领域，具体涉及一种邮轮内部基于UWB定位的手持导航系统及方法。

背景技术

室内环境十分复杂，北斗定位系统、GPS定位系统等在室外环境有较好的定位精度，但卫星信号受室内复杂的环境影响极大几乎无法发挥作用。UWB信号具有良好的抗多径效应的能力和较强的穿透力，在室内定位领域有着广泛的应用前景。

邮轮上乘客众多，设施多样且室内环境比较复杂，邮轮上乘员对空间的认知能力差异较大，从实际乘客的体验分析来看，较多的乘客往往无法顺利地在复杂的邮轮内环境中准确感知自己的位置，并顺利到达要去的目标位置。一般乘员经常需要在船内的定位、导航或是应急位置服务，提升在邮轮内活动的整体体验。目前面向邮轮乘员的室内定位系统应用还比较少见。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种邮轮内部基于UWB定位的手持导航系统及方法，解决乘客在定位导航、应急情形的位置服务上的需求问题。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种邮轮内部基于UWB定位的手持导航系统，它包括：

UWB定位标签，用于供船内乘员携带，并发出UWB信号；

UWB室内定位基站，分布在邮轮各个位置，用于将辐射范围内的UWB定位标签发出的UWB信号转发给船内乘员定位服务器；

导航客户端，用于加载在船内乘员的手持定位设备中，与自身的UWB定位标签绑定，发送目的地位置请求，显示船内地形图、以及显示在船内地形图上的自身当前位置、目的地位置和路线；

船内乘员定位服务器，包括位置计算单元、数据交互单元和导航计算引擎；位置计算单元用于根据UWB信号计算UWB定位标签的位置；数据交互单元用于将UWB定位标签的位置实时发送给对应船内乘员的导航客户端，接收导航客户端的目的地位置请求，将目的地位置和路线发送至对应的导航客户端；导航计算引擎用于根据UWB定位标签的位置和对应船内乘员的导航客户端发送的目的地位置请求，计算出路线；

船内局域网及其wifi热点，用于提供网络支持，使得导航客户端与船内乘员定位服务器能够通信。

按上述方案，所述的船内地形图为预制的船内场景船内地形图，用于标定船内各场景位置，作为船内乘员获取各类位置信息的载体。

按上述方案，所述的手持定位设备为手机，所述的导航客户端为手机中的APP。

按上述方案，所述的导航客户端中设有个人中心，用于完成身份注册和UWB定位标签的绑定；所述的船内乘员定位服务器还连接有管理员端，用于对导航客户端的身份注册信息和UWB定位标签的绑定信息进行审核。

按上述方案，所述的导航客户端中设有授权模块，用于在完成身份注册后，建立与其它导航客户端之间的授权关系，并经船内乘员定位服务器转发给对应的导航客户端进行认可，然后在船内乘员定位服务器备案。

所述的船内乘员定位服务器将导航客户端的位置实时推送给所有已获得授权的导航客户端。或者，所述的导航客户端还用于发送具有授权关系的其它导航客户端的位置查询请求，船内乘员定位服务器根据备案信息，给导航客户端发送所查询的具有授权关系的其它导航客户端的位置。

按上述方案，所述的授权模块中设有亲友列表，亲友列表中存有具有授权关系的其它导航客户端的ID，通过点击其它导航客户端的ID实现发送具有授权关系的其它导航客户端的位置查询请求，并在点击后展示船内地形图和自身和被点击的其它导航客户端的ID的实时位置。

按上述方案，所述的UWB信号中包含有UWB定位标签的ID、位置和时间信息。

利用权利要求1所述的手持导航系统的手持导航方法，本方法包括以下步骤：

S1、在上船时，将自身的UWB定位标签与导航客户端相互绑定；

S2、打开导航客户端的船内地形图，数据交互单元将UWB定位标签的位置实时发送给对应船内乘员的导航客户端，从而实时显示自身的位置，即UWB定位标签的位置；

S3、在导航客户端发出目的地位置请求，船内乘员定位服务器将目的地位置和路线发送至对应的导航客户端；其中，路线由导航计算引擎计算得到；

S4、船内乘员根据船内地形图中的导航路线和自身实时的位置，到达自己的目标位置。

本发明的有益效果为：通过UWB定位系统和导航客户端的结合，使得船内乘员能够顺利地在复杂的邮轮内环境中准确感知自己的位置，并顺利到达目的地。

附图说明

图1为本发明一实施例的整体结构图。

图2为本发明所述邮轮内手持导航系统定位导航界面。

图3为本发明所述邮轮内手持导航系统个人中心界面。

图4为本发明所述邮轮内手持导航系统好友管理界面。

图5为本发明所述邮轮内手持导航系统周边热点界面。

具体实施方式

下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明提供一种邮轮内部基于UWB定位的手持导航系统，它包括：

UWB定位标签，用于供船内乘员携带，并发出UWB信号。所述的UWB信号中包含有UWB定位标签的ID、位置和时间信息。每个定位标签都具有独立的信号特征，每个乘员分别携带一个定位标签，这些乘员的定位标签均向附近UWB定位基站发送UWB信号，定位标签的实时位置数据经过UWB定位基站发送到船内乘员定位服务器，船内导航计算引擎从信号中解析出位置、时间、ID。

UWB室内定位基站，分布在邮轮各个位置，用于将辐射范围内的UWB定位标签发出的UWB信号转发给船内乘员定位服务器。

导航客户端，用于加载在船内乘员的手持定位设备中，与自身的UWB定位标签绑定，发送目的地位置请求，显示船内地形图、以及显示在船内地形图上的自身当前位置、目的地位置和路线。本实施例中，手持定位设备为手机，也可以是智能手表、专门制作的手持式导航仪等。导航客户端为手机中的APP。船内地形图为预制的船内场景船内地形图，用于标定船内各场景位置，作为船内乘员获取各类位置信息的载体。

船内乘员定位服务器，包括位置计算单元、数据交互单元和导航计算引擎。位置计算单元用于根据UWB信号计算UWB定位标签的位置；数据交互单元用于将UWB定位标签的位置实时发送给对应船内乘员的导航客户端，接收导航客户端的目的地位置请求，将目的地位置和路线发送至对应的导航客户端；导航计算引擎用于根据UWB定位标签的位置和对应船内乘员的导航客户端发送的目的地位置请求，计算出路线。

船内局域网及其wifi热点，用于提供网络支持，使得导航客户端与船内乘员定位服务器能够通信。

优选的，所述的导航客户端中设有个人中心，用于完成身份注册和UWB定位标签的绑定；所述的船内乘员定位服务器还连接有管理员端，用于对导航客户端的身份注册信息和UWB定位标签的绑定信息进行审核。

进一步的，所述的导航客户端中设有授权模块，用于在完成身份注册后，建立与其它导航客户端之间的授权关系，并经船内乘员定位服务器转发给对应的导航客户端进行认可，然后在船内乘员定位服务器备案。

备案后，所述的船内乘员定位服务器可以将导航客户端的位置实时推送给所有已获得授权的导航客户端。或者，所述的导航客户端还用于发送具有授权关系的其它导航客户端的位置查询请求，船内乘员定位服务器根据备案信息，给导航客户端发送所查询的具有授权关系的其它导航客户端的位置。

再进一步的，所述的授权模块中设有亲友列表，亲友列表中存有具有授权关系的其它导航客户端的ID，通过点击其它导航客户端的ID实现发送具有授权关系的其它导航客户端的位置查询请求，并在点击后展示船内地形图和自身和被点击的其它导航客户端的ID的实时位置。

导航客户端专用于邮轮室内乘员的位置服务，其包含当前船内地形图，提供邮轮内各种位置服务，包括定位导航模块、个人中心模块、亲友管理模块、周边热点模块。乘员通过登录到APP，手机连接到船内局域网，APP基于该局域网不断向船内服务器询问定位标签的位置数据，服务器将定位标签的数据不断发送给APP，乘员即可在APP的船内地形图界面查看定位标签的实时位置，即代表自己的实时位置信息。

乘员登录APP后，可看到定位导航模块主界面，图中光点显示乘员在邮轮内的具体位置，上方搜索栏中可进行位置搜索操作（也可选择语音方式输入搜索目标），搜索完成后，船内地形图界面自动生成用户当前所在位置到目标点的路线。此过程导航路线由船内乘员定位服务器和导航计算引擎完成位置计算，船内乘员定位服务器将计算结果发送到手机APP，乘员可根据船内地形图中的导航路线和实时语音提示，到达自己的目标位置。

APP设置周边热点模块，此界面支持邮轮内乘员访问周边热点信息，用户点击“周边热点”按钮，将会看到基于人气排行的周边活动场景界面，用户可根据自己偏好浏览周边活动场所信息。

利用所述的手持导航系统的手持导航方法，以舱室走到餐厅为例，包括以下步骤：

S1、在上船时，将自身的UWB定位标签与导航客户端相互绑定。

S2、打开导航客户端的船内地形图，数据交互单元将UWB定位标签的位置实时发送给对应船内乘员的导航客户端，从而实时显示自身的位置，即UWB定位标签的位置。UWB信号包括舱室位置信息。

S3、在导航客户端发出目的地位置请求，即餐厅位置请求，船内乘员定位服务器将目的地位置和路线发送至对应的导航客户端；其中，路线由导航计算引擎计算得到。

S4、船内乘员根据船内地形图中的导航路线和自身实时的位置，到达自己的目标位置，即餐厅。路上还可以通过语音提示对步行导航进行提示。

本发明所述实现导航功能的手机APP，其特征在于：该手机APP专用于邮轮室内乘员的位置服务，其包含当前邮轮室内地图，提供邮轮内各种位置服务，包括定位导航模块、个人中心模块、亲友管理模块、周边热点模块；其中，

本发明包含乘员所在邮轮的室内场景地图，用户手机连接到船内局域网及其wifi热点，船内乘员定位服务器将定位标签的数据不断发送给定位导航手机APP，乘员由此可在APP的船舶内地图上查看定位标签的实时位置，即代表自己的实时位置信息；

用户登录后，可看到定位导航模块主界面，如图2所示，图中光点显示乘员在邮轮内的具体位置，上方搜索栏中可进行位置搜索操作（也可选择语音方式输入搜索目标），搜索完成后，地图界面自动生成用户当前所在位置到目标点的路线，此过程路线由船内乘员定位服务器和导航计算引擎完成计算后发送到乘员APP中；

APP设置个人中心模块，如图3所示，用户通过点击个人中心按钮进入个人信息管理界面，完成个人信息填写和实名注册，以此完成乘员身份、APP账号和定位标签的绑定。

本实施例中，乘员均为邮轮上的旅客，个人位置信息具有隐私性。

在此船内定位导航APP中，乘员可根据自身情况，在个人中心设置各种权限，如是否向周边设备共享自己的位置信息、设置是否允许他人查看自己动态位置信息等。

按上述邮轮内定位导航手机APP，该APP设置好友管理模块，如图4所示，家庭成员或好友间可以在APP内建立好友关系，点击“好友管理”按钮进入好友分组，此时可以看到登录该手机定位导航APP的好友数量及身份；乘员可以点击分组中的好友选择与其建立位置共享，建立位置共享授权关系的乘员间可通过点击好友分组的对方ID查询到对方实时位置信息并显示在船内地图上，这种位置共享关系基于邮轮乘员的意愿完成；

按上述邮轮内定位导航手机APP，该APP设置周边热点模块，如图5所示，本实施例中，周边热点活动场所具体为餐厅、影院、音乐厅、游戏厅、游泳池等。“周边热点”界面支持邮轮内用户查看周边高人气活动场所或者娱乐场所，用户点击“周边热点”按钮，将会看到基于人气排行的周边活动场景界面，乘员能够查看到界面中的场所局自己当前位置的距离和该场所的人气值，从而根据自己偏好浏览周边活动场所信息；乘员也可在界面上方搜索栏输入自己想要了解的目标点信息，点击“搜索”进行浏览。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种邮轮内部基于UWB定位的手持导航系统，其特征在于：它包括：

UWB定位标签，用于供船内乘员携带，并发出UWB信号；

UWB室内定位基站，分布在邮轮各个位置，用于将辐射范围内的UWB定位标签发出的UWB信号转发给船内乘员定位服务器；

导航客户端，用于加载在船内乘员的手持定位设备中，与自身的UWB定位标签绑定，发送目的地位置请求，显示船内地形图、以及显示在船内地形图上的自身当前位置、目的地位置和路线；

船内乘员定位服务器，包括位置计算单元、数据交互单元和导航计算引擎；位置计算单元用于根据UWB信号计算UWB定位标签的位置；数据交互单元用于将UWB定位标签的位置实时发送给对应船内乘员的导航客户端，接收导航客户端的目的地位置请求，将目的地位置和路线发送至对应的导航客户端；导航计算引擎用于根据UWB定位标签的位置和对应船内乘员的导航客户端发送的目的地位置请求，计算出路线；

船内局域网及其wifi热点，用于提供网络支持，使得导航客户端与船内乘员定位服务器能够通信。

2.根据权利要求1所述的手持导航系统，其特征在于：所述的船内地形图为预制的船内场景船内地形图，用于标定船内各场景位置，作为船内乘员获取各类位置信息的载体。

3.根据权利要求1所述的手持导航系统，其特征在于：所述的手持定位设备为手机，所述的导航客户端为手机中的APP。

4.根据权利要求1所述的手持导航系统，其特征在于：所述的导航客户端中设有个人中心，用于完成身份注册和UWB定位标签的绑定；所述的船内乘员定位服务器还连接有管理员端，用于对导航客户端的身份注册信息和UWB定位标签的绑定信息进行审核。

5.根据权利要求4所述的手持导航系统，其特征在于：所述的导航客户端中设有授权模块，用于在完成身份注册后，建立与其它导航客户端之间的授权关系，并经船内乘员定位服务器转发给对应的导航客户端进行认可，然后在船内乘员定位服务器备案。

6.根据权利要求5所述的手持导航系统，其特征在于：所述的船内乘员定位服务器将导航客户端的位置实时推送给所有已获得授权的导航客户端。

7.根据权利要求5所述的手持导航系统，其特征在于：所述的导航客户端还用于发送具有授权关系的其它导航客户端的位置查询请求，船内乘员定位服务器根据备案信息，给导航客户端发送所查询的具有授权关系的其它导航客户端的位置。

8.根据权利要求7所述的手持导航系统，其特征在于：所述的授权模块中设有亲友列表，亲友列表中存有具有授权关系的其它导航客户端的ID，通过点击其它导航客户端的ID实现发送具有授权关系的其它导航客户端的位置查询请求，并在点击后展示自身和被点击的其它导航客户端的ID的实时位置。

9.根据权利要求1所述的手持导航系统，其特征在于：所述的UWB信号中包含有UWB定位标签的ID、位置和时间信息。

10.利用权利要求1所述的手持导航系统的手持导航方法，其特征在于：本方法包括以下步骤：

S1、在上船时，将自身的UWB定位标签与导航客户端相互绑定；

S2、打开导航客户端的船内地形图，数据交互单元将UWB定位标签的位置实时发送给对应船内乘员的导航客户端，从而实时显示自身的位置，即UWB定位标签的位置；

S3、在导航客户端发出目的地位置请求，船内乘员定位服务器将目的地位置和路线发送至对应的导航客户端；其中，路线由导航计算引擎计算得到；

S4、船内乘员根据船内地形图中的导航路线和自身实时的位置，到达自己的目标位置。

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