CN112461241A - 室内导航方法、系统、存储介质及电子设备 - Google Patents

室内导航方法、系统、存储介质及电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请涉及定位导航技术领域，具体涉及一种室内导航方法、系统、存储介质及电子设备，解决了相关技术中由于在建筑内GPS信号弱或无信号而导致定位点无法更新、获取不到位置等影响使用的情况，无法完成导航指引作用的问题。该方法包括：与预设范围内的多个5G通信基站建立通信连接，计算移动终端的垂直方位；根据所述移动终端的垂直方位从云端服务器获取所述垂直方位所在建筑的室内三维地图，确定移动终端在所述室内三维地图的当前位置；接收用户输入的目的地信息；根据所述目的地信息和所述当前位置，规划并显示导航路线。本申请根据5G通信技术的特性，结合室内三维地图及导航功能，实现准确的室内定位及导航服务。

Description

室内导航方法、系统、存储介质及电子设备
技术领域
本申请涉及定位导航技术领域，特别地涉及一种室内导航方法、系统、存储介质及电子设备。
背景技术
通讯技术的飞速发展，让移动终端的使用越来越普及，成为了人们日常生活中必不可少的智能产品。同时，随着社会的高速发展，城镇面貌发生着日新月异的变化，在人们的日常出行中，前往不熟悉路况的地方时，往往需要导航软件指引前行的路线。
目前的导航方法，一般是通过移动终端上安装的导航软件(譬如高德地图、百度地图等)利用GPS进行定位导航。虽然目前的GPS导航技术经过几十年的发展，已经趋于成熟，但是也有很明显的缺陷，譬如在隧道、地下室、高楼内等建筑内因GPS信号弱或无信号而导致定位点无法更新、获取不到位置等影响使用的情况，无法完成导航指引作用。
发明内容
针对上述问题，本申请提供一种室内导航方法、系统、存储介质及电子设备，解决了相关技术中由于在建筑内GPS信号弱或无信号而导致定位点无法更新、获取不到位置等影响使用的情况，无法完成导航指引作用的技术问题。
第一方面，本申请提供了一种室内导航方法，所述方法包括：
与预设范围内的多个5G通信基站建立通信连接，计算移动终端的垂直方位；
根据所述移动终端的垂直方位从云端服务器获取所述垂直方位所在建筑的室内三维地图，确定移动终端在所述室内三维地图的当前位置；
接收用户输入的目的地信息；
根据所述目的地信息和所述当前位置，规划并显示导航路线。
可选的，其特征在于，所述根据所述目的地信息和所述当前位置，规划并显示导航路线，包括：
根据所述目的地信息和所述当前位置，确定导航路线；
判断所述目的地信息与所述当前位置的关系；
若判定所述当前位置与目的地属于同一楼层，则通过平面地图显示所述导航路线；
若判定所述当前位置与目的地属于不同楼层，则通过三维立体地图或室内全景地图显示导航路线。
可选的，若用户无法按照所述导航路线正确找到目的地，则所述方法还包括：
接收用户输入的位置识别信息；
将所述位置识别信息与预设位置识别信息进行比较，确定用户的最新当前位置；
根据所述目的地信息和所述最新当前位置，规划并显示最新导航路线。
可选的，所述与预设范围内的多个5G通信基站建立通信连接，计算移动终端的垂直方位，包括：
通过长期演进LTE双连接建立移动终端与5G通信基站建立通信连接建立；
根据所述移动终端与所述多个5G通信基站之间的信号发送和接收的时间差，分别计算所述移动终端与各个5G通信基站的直线距离；
根据所述移动终端与各个5G通信基站的直线距离、不同位置的5G通信基站发送的垂直极化波束到达所述移动终端的相对相位差、以及同位置的5G通信基站之间的波束交叉重叠区域，计算所述移动终端的垂直方位。
可选的，若所述用户输入的位置识别信息未能在预设位置识别信息中查找到相匹配的结果，则所述方法还包括：
根据所述用户输入的位置识别信息，更新所述预设位置识别信息。
可选的，所述室内导航方法，还包括：
通过不同颜色区分所述导航路线上的已走路线和待走路线。
第二方面，一种室内导航系统，所述系统包括：
计算单元，用于与预设范围内的多个5G通信基站建立通信连接，计算移动终端的垂直方位；
确定单元，用于根据所述移动终端的垂直方位从云端服务器获取所述垂直方位所在建筑的室内三维地图，确定移动终端在所述室内三维地图的当前位置；
接收单元，用于接收用户输入的目的地信息；
规划单元，用于根据所述目的地信息和所述当前位置，规划并显示导航路线。
第三方面，一种移动终端，包括如上述第二方面所述的室内导航系统。
第四方面，一种存储介质，该存储介质存储的计算机程序，可被一个或多个处理器执行，可用来实现如上述第一方面所述的室内导航方法。
第五方面，一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，该计算机程序被所述处理器执行时，执行如上述第一方面所述的室内导航方法。
本申请提供的一种室内导航方法、系统、存储介质及电子设备，包括：与预设范围内的多个5G通信基站建立通信连接，计算移动终端的垂直方位；根据所述移动终端的垂直方位从云端服务器获取所述垂直方位所在建筑的室内三维地图，确定移动终端在所述室内三维地图的当前位置；接收用户输入的目的地信息；根据所述目的地信息和所述当前位置，规划并显示导航路线。本申请根据5G通信技术的特性，结合室内三维地图及导航功能，实现准确的室内定位及导航服务。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种室内导航方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种室内导航系统的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种电子设备的连接框图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题，并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本申请的保护范围之内。
由背景技术可知，目前的导航方法，一般是通过移动终端上安装的导航软件(譬如高德地图、百度地图等)利用GPS进行定位导航。虽然目前的GPS导航技术经过几十年的发展，已经趋于成熟，但是也有很明显的缺陷，譬如在隧道、地下室、高楼内等建筑内因GPS信号弱或无信号而导致定位点无法更新、获取不到位置等影响使用的情况，无法完成导航指引作用。
有鉴于此，本申请提供一种室内导航方法、系统、存储介质及电子设备，解决了相关技术中由于在建筑内GPS信号弱或无信号而导致定位点无法更新、获取不到位置等影响使用的情况，无法完成导航指引作用的技术问题。
实施例一
图1为本申请实施例提供的一种室内导航方法的流程示意图，如图1所示，本方法包括：
S101、与预设范围内的多个5G通信基站建立通信连接，计算移动终端的垂直方位。
S102、根据所述移动终端的垂直方位从云端服务器获取所述垂直方位所在建筑的室内三维地图，确定移动终端在所述室内三维地图的当前位置。
S103、接收用户输入的目的地信息。
S104、根据所述目的地信息和所述当前位置，规划并显示导航路线。
需要说明的是，5G通信的密集组网，使得5G通信基站的覆盖密度和覆盖范围越来越广，常见的商场、写字楼等人员流动大的室内场所都可能会布满5G天线，当用户置身于其中时，用户的移动终端信号就可以被多个基站同时交叉覆盖，这有利于多基站协作实现高精度定位。本申请实施例就是利用5G从关键技术上使用了大规模天线阵列、毫米波频谱、波束赋形等技术，具有大带宽、低延迟、处理量大的特点实现的。
可选的，其特征在于，所述根据所述目的地信息和所述当前位置，规划并显示导航路线，包括：
根据所述目的地信息和所述当前位置，确定导航路线；
判断所述目的地信息与所述当前位置的关系；
若判定所述当前位置与目的地属于同一楼层，则通过平面地图显示所述导航路线；
若判定所述当前位置与目的地属于不同楼层，则通过三维立体地图或室内全景地图显示导航路线。
需要说明的是，本实施例的室内导航方法应用的移动终端应具备可操作、可视化的显示屏。当用户启用导航功能时，在导航地图页面，会随着移动终端位置变化实时显示一个代表着当前移动终端位置的图标或光点，在用户前往目的地时，因为2D平面地图是较为常用的地图且较为清晰，可以在当前位置与目的地属于同一楼层时，使用平面地图进行导航，而当前位置与目的地属于不同楼层，则可以通过三维立体地图或室内全景地图显示导航路线，但这只是一种较好的默认设置方式，因为当用户需要往返不同楼层时，由于路况复杂，往往不太容易立马找到目的地(譬如大型商场、地下好几层的停车场一类的占地面积特别大的室内场景，很容易绕弯路转圈圈)，由于用户的位置是实时移动变化更新的，因此当检测到导航目的地与当前位置处于不同楼层时，移动终端设备可以自动从平面地图导航切换到三维立体图或室内全景地图进行线路导航，但在实际上可以按照用户需要，自行切换导航地图为平面地图、三维立体地图或室内全景地图。
具体的，可以通过判定目的地与当前位置是否涉及垂直高度落差的位置移动，来判断目的地与当前位置是否属于同一楼层。
进一步需要说明的是，云端服务器的作用是存储室内三维地图，预先在云端服务器上存储了已经绘制好的室内三维地图，地图上有平面地图、三维立体地图、室内全景地图。在地图上详细标注了每个楼层各区域内的信息及门面照片。当用户持有移动终端在该室内区域进行定位导航时，可借助云端服务器上存好的地图进行可视化辅助导航，例如通过存储的门面照片对比移动终端实际所处位置的各个门面，确定自己的位置。也可以在导航地图的指引路线上，每隔一定间距在特定醒目建筑物上带有标记，方便进行关键位置的指引。例如，在途径带有标记的地点或建筑物时，代表该地点或建筑物的地图点会亮起或闪烁，这样可以避免用户走回头路或绕圈。而当用户走错路时，可以自动规划下一条最方便快捷的导航路径。
在地图展示方面，本申请实施例可以支持按照地图比例尺寸放大/缩小当前页面，并且能够准确展示室内每个建筑物单体的整个外形大小和形状，能够支持方位360°旋转，同时移动终端支持语音导航提示等基础功能，此处不再作特别说明。
可选的，若用户无法按照所述导航路线正确找到目的地，则所述方法还包括：
接收用户输入的位置识别信息；
将所述位置识别信息与预设位置识别信息进行比较，确定用户的最新当前位置；
根据所述目的地信息和所述最新当前位置，规划并显示最新导航路线。
需要说明的是，所述用户输入的位置识别信息，可以是用户输入的文字信息，例如门牌号、门店名称、或标志性建筑名称，也可以是用户拍摄的门牌号、门店、标志性建筑的照片。
所述预设位置识别信息可以存储在移动终端中，也可以存储在云端服务器中，以存储在云端服务器为例，云端服务器能够识别对比用户通过移动终端上传的照片中的关键信息，例如，门牌号、门店名称，或者直接进行图片相似度比对，最终根据识别情况，将最新位置信息(包括当前位置，当前场景的图片，当前所处空间大小等)反馈回移动终端。
可选的，所述与预设范围内的多个5G通信基站建立通信连接，计算移动终端的垂直方位，包括：
通过长期演进LTE双连接建立移动终端与5G通信基站建立通信连接建立；
根据所述移动终端与所述多个5G通信基站之间的信号发送和接收的时间差，分别计算所述移动终端与各个5G通信基站的直线距离；
根据所述移动终端与各个5G通信基站的直线距离、不同位置的5G通信基站发送的垂直极化波束到达所述移动终端的相对相位差、以及同位置的5G通信基站之间的波束交叉重叠区域，计算所述移动终端的垂直方位。
需要说明的是，LTE是long Term Evolution(长期演进)的缩写。3GPP标准化组织最初制定LTE标准时，定位为3G技术的演进升级。后来，LTE技术的发展远远超出了预期，LTE的后续演进版本可以应用到5G技术中。
进一步需要说明的是，移动终端至少需要与三个5G通信基站连接，才能实现垂直方位的计算，而为了节省电量和使用消耗，在不需要导航时可以只连接一个5G通信基站，用以使用网络，在需要导航时与移动终端当前位置附近的多个5G通信基站连接。
具体的，以5G通信基站塔顶的信号源发射的信号波的传输速度和传输到移动终端的时间计算塔顶到移动终端的距离，根据移动终端与5g通信基站在平面地图上的位置得到两者的水平直线距离，通时已知5G通信基站高度，通过勾股定理根据信号源到移动终端的距离和通信基站到移动终端的水平直线距离确定信号源与移动终端的垂直高度差，然后用5G通信基站高度减去所述垂直高度差，即可得到移动终端的垂直高度，经过多个5G通信基站进行计算以去除偏移，得到准确的移动终端垂直方位。
可选的，若所述用户输入的位置识别信息未能在预设位置识别信息中查找到相匹配的结果，则所述方法还包括：
根据所述用户输入的位置识别信息，更新所述预设位置识别信息。
需要说明的是，当室内的建筑物发生门店变更、名称变更、装修外形变化等情况时，用户可以通过移动终端拍照上传更正云端服务器上的室内三维地图信息，维护人员核实后，撤换有变化的室内地图信息，以此确保地图的实时有效性。
可选的，所述室内导航方法，还包括：
通过不同颜色区分所述导航路线上的已走路线和待走路线。
需要说明的是，当用户持有终端按导航指引路径行进时，在移动终端显示屏上可以看到通过不同颜色区分的走过的路线和未走的路线，即已走路线和待走路线，例如，可以采取进度条方式，将已经走过的导航线路置灰，剩下未走的路线标绿。
综上所述，本申请实施例提供了一种室内导航方法，包括：与预设范围内的多个5G通信基站建立通信连接，计算移动终端的垂直方位；根据所述移动终端的垂直方位从云端服务器获取所述垂直方位所在建筑的室内三维地图，确定移动终端在所述室内三维地图的当前位置；接收用户输入的目的地信息；根据所述目的地信息和所述当前位置，规划并显示导航路线。本申请根据5G通信技术的特性，结合室内三维地图及导航功能，实现准确的室内定位及导航服务。
实施例二
基于上述本发明实施例公开的室内导航方法，图2具体公开了应用该室内导航方法的室内导航系统。
如图2所示，本发明实施例公开了一种室内导航系统，该系统包括：
计算单元201，用于与预设范围内的多个5G通信基站建立通信连接，计算移动终端的垂直方位；
确定单元202，用于根据所述移动终端的垂直方位从云端服务器获取所述垂直方位所在建筑的室内三维地图，确定移动终端在所述室内三维地图的当前位置；
接收单元203，用于接收用户输入的目的地信息；
规划单元204，用于根据所述目的地信息和所述当前位置，规划并显示导航路线。
以上本发明实施例公开的室内导航系统中的计算单元201、确定单元202、接收单元203和规划单元204的具体工作过程，可参见本发明上述实施例公开的室内导航方法中的对应内容，这里不再进行赘述。
综上所述，本申请实施例提供了一种室内导航系统，包括：与预设范围内的多个5G通信基站建立通信连接，计算移动终端的垂直方位；根据所述移动终端的垂直方位从云端服务器获取所述垂直方位所在建筑的室内三维地图，确定移动终端在所述室内三维地图的当前位置；接收用户输入的目的地信息；根据所述目的地信息和所述当前位置，规划并显示导航路线。本申请根据5G通信技术的特性，结合室内三维地图及导航功能，实现准确的室内定位及导航服务。
实施例三
本实施例提供了一种移动终端，包括如上述实施例二所述的室内导航系统。
在本实施例中，所述室内导航系统是使用方法的具体实施例过程和解释可参见实施例一，本实施例在此不再进行赘述。
实施例四
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、App应用商城等等，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时可以实现如实施例一的方法步骤，本实施例在此不再重复赘述。
实施例五
图3为本申请实施例提供的一种电子设备500的连接框图，如图3所示，该电子设备500可以包括：处理器501，存储器502，多媒体组件503，输入/输出(I/O)接口504，以及通信组件505。
其中，处理器501用于执行如实施例一中的室内导航方法中的全部或部分步骤。存储器502用于存储各种类型的数据，这些数据例如可以包括电子设备中的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。
处理器501可以是专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable LogicDevice，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述实施例一中的室内导航方法。
存储器502可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
多媒体组件503可以包括屏幕和音频组件，该屏幕可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器或通过通信组件发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口504为处理器501和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。
通信组件505用于该电子设备500与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near Field Communication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件505可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。
综上，本申请提供的一种室内导航方法、系统、存储介质及电子设备，该方法包括：与预设范围内的多个5G通信基站建立通信连接，计算移动终端的垂直方位；根据所述移动终端的垂直方位从云端服务器获取所述垂直方位所在建筑的室内三维地图，确定移动终端在所述室内三维地图的当前位置；接收用户输入的目的地信息；根据所述目的地信息和所述当前位置，规划并显示导航路线。本申请根据5G通信技术的特性，结合室内三维地图及导航功能，实现准确的室内定位及导航服务。
在本申请实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但上述的内容只是为了便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属技术领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种室内导航方法，其特征在于，应用于移动终端，所述方法包括：
与预设范围内的多个5G通信基站建立通信连接，计算移动终端的垂直方位；
根据所述移动终端的垂直方位从云端服务器获取所述垂直方位所在建筑的室内三维地图，确定移动终端在所述室内三维地图的当前位置；
接收用户输入的目的地信息；
根据所述目的地信息和所述当前位置，规划并显示导航路线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目的地信息和所述当前位置，规划并显示导航路线，包括：
根据所述目的地信息和所述当前位置，确定导航路线；
判断所述目的地信息与所述当前位置的关系；
若判定所述当前位置与目的地属于同一楼层，则通过平面地图显示所述导航路线；
若判定所述当前位置与目的地属于不同楼层，则通过三维立体地图或室内全景地图显示导航路线。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若用户无法按照所述导航路线正确找到目的地，则所述方法还包括：
接收用户输入的位置识别信息；
将所述位置识别信息与预设位置识别信息进行比较，确定用户的最新当前位置；
根据所述目的地信息和所述最新当前位置，规划并显示最新导航路线。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与预设范围内的多个5G通信基站建立通信连接，计算移动终端的垂直方位，包括：
通过长期演进LTE双连接建立移动终端与5G通信基站建立通信连接建立；
根据所述移动终端与所述多个5G通信基站之间的信号发送和接收的时间差，分别计算所述移动终端与各个5G通信基站的直线距离；
根据所述移动终端与各个5G通信基站的直线距离、不同位置的5G通信基站发送的垂直极化波束到达所述移动终端的相对相位差、以及同位置的5G通信基站之间的波束交叉重叠区域，计算所述移动终端的垂直方位。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述用户输入的位置识别信息未能在预设位置识别信息中查找到相匹配的结果，则所述方法还包括：
根据所述用户输入的位置识别信息，更新所述预设位置识别信息。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：
通过不同颜色区分所述导航路线上的已走路线和待走路线。
7.一种室内导航系统，其特征在于，所述系统包括：
计算单元，用于与预设范围内的多个5G通信基站建立通信连接，计算移动终端的垂直方位；
确定单元，用于根据所述移动终端的垂直方位从云端服务器获取所述垂直方位所在建筑的室内三维地图，确定移动终端在所述室内三维地图的当前位置；
接收单元，用于接收用户输入的目的地信息；
规划单元，用于根据所述目的地信息和所述当前位置，规划并显示导航路线。
8.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求7所述的室内导航系统。
9.一种存储介质，其特征在于，该存储介质存储的计算机程序，可被一个或多个处理器执行，可用来实现如权利要求1～6任意一项所述的室内导航方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，该计算机程序被所述处理器执行时，执行如权利要求1～6任意一项所述的室内导航方法。
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