CN112291416A - 一种实景辅助导航方法及导航系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实景辅助导航方法及导航系统，属于导航技术领域。通过对建筑物内外场景进行取景并设置参考标记形成预存图像存储于数据库中；其次录入目的地；然后通过手机摄像头取景并调用系统中预存图像进行对比，根据取景图像中识别的标记物进行定位确定用户的初始位置；最后规划用户行进路径并进行实景辅助导航。在此过程中无需依赖GPS的等定位系统，即使信号被屏蔽中断时也可以根据取景图像与预存图像的对比确定用户的位置并进行导航。与现有技术相比，本申请提供的实景辅助导航系统无需依赖GPS等定位系统即可实现用户的导航需求，即使在信号屏蔽的区域也能对用户进行准确的导航，使用户快速到达指定目的地。

Description

一种实景辅助导航方法及导航系统

技术领域

本发明属于导航技术领域，尤其是一种实景辅助导航方法及导航系统。

背景技术

导航是引导人或物体一个地方移动到另一个地方的过程，主要通过定位初始位置以及重点位置的坐标，并合理规划行驶路径，以达到快速到达指定位置的目的。

现有的导航装置通常需要依赖于类似GPS一类的定位系统实现定位，而此类系统通常只能实现水平位置的定位，即只具有经纬度坐标，而没有竖直方向的坐标。因此在空间位置导航时，容易出现定位不准进而导致导航不准的情况。

这种情况在医院中较为明显。当患者对医院科室位置不了解时，尤其是患者异地就医时，对异地医院的功能分区不了解，甚至存在语言沟通不便的问题，如果可以借助导航系统可以大大提升患者的便利。而因为现有的导航系统对空间位置定位不准，导致患者无法准确定位，容易导致患者无法根据导航系统找到对应的科室。同时，医院中很多设备都有信号屏蔽要求，因此，现有的导航系统在医院中遇到信号屏蔽时会导致定位困难，更难实现准确的导航。

发明内容

本发明提供了一种实景辅助导航方法及导航系统，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种实景辅助导航方法，包括以下步骤：

步骤1：对建筑物内外的场景进行取景并设置参考标记后形成预存图像存储于数据库中；

步骤2：通过用户手机APP录入目的地；

步骤3：通过用户手机APP启用手机的后置摄像头取景，并调用系统中预存图像与用户手机取景进行对比，通过对用户手机取景图像中识别的标记物定位用户的初始位置；

步骤4：根据患者的导航目的地规划导航路径并通过手机APP进行实景辅助导航，引导客户准确到达目的地。

在进一步的实施例中，所述步骤1进一步为：

步骤11：将建筑物内外的行走通道作为连线画好点线连接的游历拓扑图，并在游历拓扑图中标注各线段距离以及地点名称；

步骤12：根据游历拓扑全图中的行走路线拍摄各段线路上的双向游历视频；

步骤13：按设定的距离在双向游历视频中截取场景照片，在截取的场景照片中设定参考标记形成预存图像，并存放在导航系统的数据库中。

在进一步的实施例中，步骤13中设定的距离为3-5M。

在进一步的实施例中，所述步骤13中预存图像中的参考标识的数量为4个，拍摄点的左前方以及右前方分别设有2个参考标记，拍摄点的左前方以及右前方的2个参考标记具有水平高度差。

在进一步的实施例中，所述步骤3中用户确定初始位置的过程具体为：用户手机APP获取调用手机后置摄像头的使用权限并打开手机后置摄像头，摄像头拍摄用户前方的图像，系统调用数据库中预存图像与用户拍摄的图像进行对比；当用户拍摄的图像与预存图像中的参考标记对应时，确定用户在游历拓扑图中的出发位置；否则，提醒用户调整摄像头拍摄方向或调整位置。

在进一步的实施例中，所述步骤4进一步为：

步骤41：系统计算出初始位置到目的地之间的最短路径；

步骤42：系统按最短路径计算出从初始位置至目的地包含的游历拓扑图的线段组合，然后调用数据库中对应线段上的按顺序排列的预存图像；

步骤43：手机APP提醒用户将手机后置摄像头对准前方景物并移动，手机摄像头对用户前方场景进行拍摄取景，手机APP获取的取景视频并与系统中预存图像进行比对；当对比吻合时，在取景的图像中标注引导箭头标识；用户根据引导箭头标识前往目的地。

在进一步的实施例中，所述步骤43中的引导箭头标识包括直行标识、左拐标识以及右拐标识。

一种实景辅助导航系统，包括：

用于对建筑物内外的场景进行取景并设置参考标记后形成预存图像存储于数据库中的第一模块；

用于通过用户手机APP录入目的地的第二模块；

用于通过用户手机APP启用手机的后置摄像头取景，并调用系统中预存图像与用户手机取景进行对比，通过对用户手机取景图像中识别的标记物定位用户的初始位置的第三模块；

用于根据患者的导航目的地规划导航路径并通过手机APP进行实景辅助导航，引导客户准确到达目的地的第四模块。

在进一步的实施例中，所述第三模块还包括初始位置输入单元，通过初始位置输入单元录入用户语音信息或文字信息确认用户的初始位置，并在游历拓扑图中找出相应的位置作为用户的初始位置；当通过手机取景的方式无法判定用户初始位置时，可以通过输入单元直接输入初始位置。

在进一步的实施例中，所述实景辅助导航系统还包括用于引导用户前往指定目的地的真人导航模块；用户通过真人导航模块语音录入导航请求；坐席话务员接收用户的导航请求，通过手机APP调用并打开用户手机后置摄像头，摄像头取景图像实时传输至话务员电脑屏幕；话务员根据用户导航需求在实景图像中叠加引导箭头标识，叠加引导箭头表示的图像实时传输至用户手机，用户根据引导箭头标识的指引以及话务员语音引导前往指定目的地；通过此设置能够为那些对导航系统使用不熟练或者感觉导航不准确的用户提供便利的服务。

有益效果：本发明提供的实景辅助导航系统包括第一模块、第二模块、第三模块以及第四模块。通过第一模块对建筑物内外场景进行取景并设置参考标记形成预存图像存储于数据库中；第二模块录入目的地；第三模块通过手机摄像头取景并调用系统中预存图像进行对比，根据取景图像中识别的标记物进行定位确定用户的初始位置；第四模块规划用户行进路径并进行实景辅助导航。导航过程中，手机摄像头对行进路线进行视频取景并与系统中预存图像进行比对；并在取景的图像中标注引导箭头标识，使用户根据引导箭头标识前往目的地。在此过程中无需依赖GPS的等定位系统，即使信号被屏蔽中断时也可以根据取景图像与预存图像的对比确定用户的位置并进行导航；也不需要像蓝牙等定位系统一样需要建设大量的基站，节省硬件成本。与现有技术相比，本申请提供的实景辅助导航系统无需依赖GPS等定位系统即可实现用户的导航需求，即使在信号屏蔽的区域也能对用户进行准确的导航，使用户快速到达指定目的地；同时能够节省硬件建设成本。

附图说明

图1是本发明的实景辅助导航方法的流程图。

图2是本发明的实景辅助导航系统的结构框图。

图3是本发明的预存图像中参考标记与拍摄点的位置关系图。

图4是本发明的实景辅助导航系统的导航页面图。

图5是本发明的实景辅助导航系统启用真人导航模块时的页面图。

图6是本发明的实景辅助导航系统启用真人导航模块时用户手机界面图。

图7是本发明的实景辅助导航系统启用真人导航模块时话务员电脑操作界面图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

经申请人研究发现，患者在医院就医时由于对医院功能分区不了解，难以快速就诊，浪费就诊时间。因此，患者在医院中有导航需求。但是，现有的导航系统通常需要依赖类似于GPS、蓝牙等定位系统实现定位和导航。而GPS定位系统通常只能实现水平位置定位，即只具有经纬度定位坐标，而没有竖直方向的定位坐标，因此不适用于医院等需要跨楼层的场景。而蓝牙定位系统则需要设置大量的基站，投入的设备成本较高。同时，医院中很多设备都有信号屏蔽要求，因此，现有的导航系统在医院中遇到信号屏蔽时会导致定位困难，难以准确的导航。

如图1至图2所示，本发明提供一种实景辅助导航系统，包括：第一模块、第二模块、第三模块以及第四模块。

其中，第一模块对建筑物内外的场景进行取景并设置参考标记后形成预存图像存储于数据库中。其具体过程为：首先将医院建筑物内外的行走通道作为连线画好点线连接的游历拓扑图，并在游历拓扑图中标注各线段距离的大小；根据游历拓扑图的比例确定所有地点名称，并在游历拓扑图中进行标注。例如将医院中有停车场入口、门诊楼、住院部、急诊部、门诊楼的服务中心、挂号处以及各楼层对应的科室等在游历拓扑图中进行标注。然后，根据游历拓扑图中所有的行走路线拍摄各段线路上的双向游历视频。最后，按设定的距离在双向游历视频中截取场景照片，并在截取的场景照片中设定参考标记形成预存图像存储于导航系统的数据库中。其中，参考标记可以选择建筑物内外标志性景物或者参照物作为参考标记，例如科室名牌、路标指示牌、花草景观等。

第二模块通过用户手机APP录入目的地名称。其中，手机APP中设有语音录入按键以及文字输入按键，用户可以直接将目的地名称通过语音的方式输入；同时，考虑到用户口音和环境嘈杂的影响可能导致语音识别不准确以及用户发音困难导致无法语音识别时，用户可以直接录入目的地的文字信息。第二模块识别根据识别结果在游历拓扑图中对目的地进行定位。

第三模块通过用户手机APP启用手机的后置摄像头取景，并调用系统中预存图像与用户手机取景进行对比，通过对用户手机取景图像中识别的标记物定位用户的初始位置。具体为：用户手机APP获取调用手机后置摄像头的使用权限并打开手机后置摄像头，摄像头拍摄用户前方的图像，系统调用数据库中预存图像与用户拍摄的图像进行对比；当用户拍摄的图像与预存图像中的参考标记对应时，确定用户在游历拓扑图中的出发位置；否则，提醒用户调整摄像头拍摄方向或调整位置。

在将用户拍摄的图像与预存图像进行对比时，由于医院人多繁杂，可能会使用户拍摄的图像中部分景物被人遮挡导致拍摄的图像与预存图像中的参考标记不完全对应，进而导致用户定位困难的情况。结合图3，为了解决这一问题，在进一步的实施例中预存图像中的参考标识的数量为4个。这4个参考标记分别位于拍摄点的左前方以及右前方，每边2个。设定左前方的参考标记分别为X1和X1`，右前方的参考标记分别为Y1和Y1`；并且参考标记分别为X1和X1`在高度方向具有一定的高度差，参考标记分别为Y1和Y1`在高度方向也具有一定高度高度差。当用户手机拍摄的图像中包含这4个参考标记时，即可确定用户所在位置与预存图像的拍摄位置相当，而拍摄点P的位置在左前方参考标记和右前方参考标记的垂直中线上，可以将预存图像对应的拍摄点P的位置作为用户的位置对用户进行定位。即使部分参考标识对应的景物被遮挡时，例如左前方的参考标记X1被遮挡，只需通过左前方的参考标X1`与右前方的参考标记分别为Y1和Y1`确定该预存图像的拍摄点P的位置，并将拍摄点的位置作为用户位置对用户进行定位；从而实现对用户的定位。

在实际运用中，由于用户拍摄角度差异以及医院中人群、建筑物遮挡可能导致用户手机拍摄的图像中与预存图像中的参考标记被遮挡导致导航系统无法对用户进行定位。在进一步的实施例中，第三模块包括初始位置输入单元，通过初试位置输入单元可以录入用户语音信息和文字信息确认用户的初始位置，并在游历拓扑图中找出相应的位置作为用户的初始位置。因此，用户可以直接通过手机APP向系统发送语音信息将当前位置发送至初始位置输入单元。例如，用户可以向系统说出初始位置的地点名称，如“门诊一楼收费处”、“门诊楼小卖部”等地点名称，第三模块根据录入初始位置输入单元的地点名称在游历拓扑图中找出相应的位置并将该位置作为用户的初始位置。

结合图4，第四模块根据患者的导航目的地规划导航路径并通过手机APP进行实景辅助导航，引导客户准确到达目的地。具体的，第四模块首先计算出初始位置到目的地之间的最短路径；然后，第四模块按最短路径计算出从初始位置至目的地包含的游历拓扑图的线段组合，然后调用数据库中对应线段上的按顺序排列的预存图像；手机APP提醒用户将手机后置摄像头对准前方景物并移动，手机摄像头对用户前方场景进行拍摄取景，手机APP获取的取景视频并与系统中预存图像进行比对；该对比过程与第三模块确定用户初始位置的过程相同，也是根据手机取景图像包含预存图像中的参考标记时，此时认定取景适配与预存图像对比吻合，进而可以确定用户在导航路径中的位置，并在游历拓扑图中对应位置进行实时标记。然后根据用户导引方向在取景的图像中标注引导箭头标识，使用户根据引导箭头标识前往目的地；同时，第四模块会根据用户在游历拓扑图中的位置计算当前位置与目的距离，并将该距离实时显示手机取景图像中，以供用户参考。另外，本实施例中的引导箭头标识包括直行标识、左拐标识以及右拐标识等，通过这些引导箭头标识可以直观的对用户进行路线引导，使用户准确到达指定地点。

由于预存图像为事先拍摄并存储于数据库中的，在用户使用手机APP时，该预存图像可以预先下载，因此医院中部分区域信号被屏蔽，在将用户拍摄的图像与预存图像进行对比时，也可以直接调用预先下载存储的预存图像与拍摄的图像进行对比实现定位和导航指引。为了降低预存图像的存储空间，本实施例中，第一模块对双向游历视频进行截取获取场景照片的设定距离为3-5M。然后在截取的场景照片中设定参考标记形成预存图像并进行存储。在对用户进行导航过程中，用户只需每隔3-4秒查看一下手机，确认行走路线与导航路线是否相同即可，而不需要时时刻刻盯着手机看，因此不需要将整段的双向游历视频与用户手机取景图像进行对比，只需按一定的距离或时间段截取双向游历视频的画面与用户手机取景图像进行对比即可，并且这种方式可以极大的降低预存图像的存储空间，并利于用户用手机APP下载存储。

当导航系统引导用户行走到无法通过的节点，例如通道门锁住时，此时导航系统无法按照设定的路线为用户提供导航服务。为了解决这一问题，在进一步的实施例中，实景辅助导航系统还包括路线切换模块。用户可以通过切换模块切换导航路线，导航系统重新设定最优路径，然后再引导用户前往目的地。

在导航过程中，经常会存在跨楼层的导航的情况，因此在导航过程中会存在乘坐电梯的情况。本实施例中，第四模块还包括语音输出模块，通过语音输出模块提醒用户乘坐电梯到达指定楼层。例如，当用户行走至电梯时，语音输出模块发出语音提示用户“您已来到电梯口，请耐心等待电梯，并乘坐电梯到3楼下”。用户下电梯后，第四模块继续在用户手机的取景图像中显示引导箭头标识，引导用户前行。现有的导航系统通常采用GPS等定位系统进行定位，这种定位系统只能实现经纬度定位，而无法实现竖直方向的定位。因此现有的导航系统难以实现三维空间的定位导航。而本申请提供的实景辅助导航系统切好可以解决这一问题，与现有技术相比具有一定的优势。同时，当用户行走至靠近目的时，语音输出模块发出语音提醒。例如，当用户至目的地的距离小于5米时，语音输出模块向用户播报“已到达目的地，很高兴有您一路陪伴，再见！”。同时，导航系统自动退出导航界面，并停止调用用户手机的后置摄像头。当然，用户在导航过程中有权自行退出导航系统。

在使用实景辅助导航系统的过程中也会存在用户使用不熟练或者感觉导航不准确的情况。此时用户会感觉导航系统无法引导自己前往目的地。结合图5至图7，为了解决这一问题，在进一步的实施例中，实景辅助导航系统还包括真人导航模块，通过真人导航模块引导用户前往指定目的地。当用户感觉系统无法引导自己去往目的地时，可以申请真人辅助导航。具体的，用户通过真人导航模块语音录入导航请求，用户只需对着系统说：“请求真人导航”，便进入等待真人服务状态；当坐席话务员真人空闲并接收到用户的导航请求时，话务员操作页面显示用户的昵称、当前所处的位置以及想去的目的地，话务员点击“开始”导航，手机APP便打开用户手机的后置摄像头，话务员用语音通知用户将镜头对准前方景物，此时摄像头取景图像实时传输至话务员电脑屏幕上；话务员根据用户导航需求在取景图像中叠加引导箭头标识，叠加引导箭头表示的图像实时传输至用户手机，用户根据引导箭头标识的指引以及话务员语音引导前往指定目的地。若遇到需要拐弯的路口，话务员提前在手机APP的取景图像中相应位置用箭头闪烁提醒用户怎样拐弯，直至将用户引导至目的地。用户在行走过程中若有什么问题，随时可以向话务员提问，话务员会耐心给予回答。到达目的地后系统自动退出导航，用户也可以在导航途中自行退出导航。通过上述设置能够为那些对导航系统使用不熟练或者感觉导航不准确的用户提供便利的服务。

与现有技术相比，本申请提供的实景辅助导航系统无需依赖GPS等定位系统即可实现用户的导航需求。即使在信号屏蔽的区域也能对用户进行准确的导航，使用户快速到达指定目的地。另外，本申请提供的实景辅助导航系统不需要像蓝牙等位系统一样建设大量的基站，极大地节省了硬件成本，促进推广应用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种实景辅助导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对建筑物内外的场景进行取景并设置参考标记后形成预存图像存储于数据库中；

步骤2：通过用户手机APP录入目的地；

步骤3：通过用户手机APP启用手机的后置摄像头取景，并调用系统中预存图像与用户手机取景进行对比，通过对用户手机取景图像中识别的标记物定位用户的初始位置；

步骤4：根据患者的导航目的地规划导航路径并通过手机APP进行实景辅助导航，引导客户准确到达目的地。

2.根据权利要求1所述的实景辅助导航方法，其特征在于，所述步骤1进一步为：

步骤11：将建筑物内外的行走通道作为连线画好点线连接的游历拓扑图，并在游历拓扑图中标注各线段距离以及地点名称；

步骤12：根据游历拓扑全图中的行走路线拍摄各段线路上的双向游历视频；

步骤13：按设定的距离在双向游历视频中截取场景照片，在截取的场景照片中设定参考标记形成预存图像，并存放在导航系统的数据库中。

3.根据权利要求2所述的实景辅助导航方法，其特征在于，步骤13中设定的距离为3-5M。

4.根据权利要求2所述的实景辅助导航方法，其特征在于，所述步骤13中预存图像中的参考标识的数量为4个，拍摄点的左前方以及右前方分别设有2个参考标记，拍摄点的左前方以及右前方的2个参考标记具有水平高度差。

5.根据权利要求1所述的实景辅助导航方法，其特征在于，所述步骤3中用户确定初始位置的过程具体为：用户手机APP获取调用手机后置摄像头的使用权限并打开手机后置摄像头，摄像头拍摄用户前方的图像，系统调用数据库中预存图像与用户拍摄的图像进行对比；当用户拍摄的图像与预存图像中的参考标记对应时，确定用户在游历拓扑图中的出发位置；否则，提醒用户调整摄像头拍摄方向或调整位置。

6.根据权利要求1所述的实景辅助导航方法，其特征在于，所述步骤4进一步为：

步骤41：系统计算出初始位置到目的地之间的最短路径；

步骤42：系统按最短路径计算出从初始位置至目的地包含的游历拓扑图的线段组合，然后调用数据库中对应线段上的按顺序排列的预存图像；

步骤43：手机APP提醒用户将手机后置摄像头对准前方景物并移动，手机摄像头对用户前方场景进行拍摄取景，手机APP获取的取景视频并与系统中预存图像进行比对；当对比吻合时，在取景的图像中标注引导箭头标识；用户根据引导箭头标识前往目的地。

7.根据权利要求6所述的实景辅助导航方法，其特征在于，所述步骤43中的引导箭头标识包括直行标识、左拐标识以及右拐标识。

8.一种实景辅助导航系统，其特征在于，包括：

用于对建筑物内外的场景进行取景并设置参考标记后形成预存图像存储于数据库中的第一模块；

用于通过用户手机APP录入目的地的第二模块；

用于通过用户手机APP启用手机的后置摄像头取景，并调用系统中预存图像与用户手机取景进行对比，通过对用户手机取景图像中识别的标记物定位用户的初始位置的第三模块；

用于根据患者的导航目的地规划导航路径并通过手机APP进行实景辅助导航，引导客户准确到达目的地的第四模块。

9.根据权利要求8所述的实景辅助导航系统，其特征在于，所述第三模块还包括初始位置输入单元，通过初始位置输入单元录入用户语音信息或文字信息确认用户的初始位置，并在游历拓扑图中找出相应的位置作为用户的初始位置。

10.根据权利要求8所述的实景辅助导航系统，其特征在于，所述实景辅助导航系统还包括用于引导用户前往指定目的地的真人导航模块；用户通过真人导航模块语音录入导航请求；坐席话务员接收用户的导航请求，通过手机APP调用并打开用户手机后置摄像头，摄像头取景图像实时传输至话务员电脑屏幕；话务员根据用户导航需求在实景图像中叠加引导箭头标识，叠加引导箭头表示的图像实时传输至用户手机，用户根据引导箭头标识的指引以及话务员语音引导前往指定目的地。

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