CN113639751B - 一种室内导航系统及导航方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种室内导航系统及导航方法，属于室内导航的技术领域。包括：接收触摸指令，获取指纹信息和输入的目标商铺信息；将目标商铺信息转换为目标地坐标；将当前地理坐标、当前时间、指纹信息和目标地坐标生成数据调用集合；基于数据调用集合调用数据库中存储的至少一组路线；所述至少一组路线以可选择的模式展示；数据调用集合和选用的路线生成存储数据集合，并存储至数据平台；根据选用的路线抵达目标商铺。本发明通过在任何一个导航机器人输入触发指令都会生成对应的路线，大大节约了客户寻找商铺的时间，同时操作简单，具有一定的时效性，提高服务质量。

Description

一种室内导航系统及导航方法

技术领域

本发明属于室内导航的技术领域，特别是涉及一种室内导航系统及导航方法。

背景技术

很多商场在设立时为了迎合绝大部分人群的够买需求，会通过增加商场的使用面积为客户提供尽可能多的商品的种类和品牌。也正因如此，虽然满足了客户的够买需求，但是面积的拓展会导致客户将会花较长的时间寻找并到达目标柜台，消耗了客户的体力甚至会降低客户的购物欲望，反而会降低整个商场的销售额和服务质量。

发明内容

本发明为解决上述背景技术中存在的技术问题，提供了一种室内导航系统及导航方法。

本发明采用以下技术方案：一种室内导航方法，包括以下步骤：

接收触摸指令，获取指纹信息和输入的目标商铺信息；将目标商铺信息转换为目标地坐标；

将当前地理坐标、当前时间、指纹信息和目标地坐标生成数据调用集合；基于数据调用集合调用数据库中存储的至少一组路线；所述至少一组路线以可选择的模式展示；数据调用集合和选用的路线生成存储数据集合，并存储至数据平台；根据选用的路线抵达目标商铺。

在进一步的实施例中，还包括以下步骤：

若在抵达目标商铺之前，就近发出新的触摸指令，根据新的触摸指令判断新的使用需求；

若新的触摸指令为输入的新的目标商铺，则根据新的触摸指令更新数据调用集合得到新的数据调用集合，基于新的数据调用集合获取路线并生成新的存储数据集合，并存储；

若新的触摸指令为原始的目标商铺，则根据触摸指令生成的指纹块，构建识别模型；基于识别模型识别指纹信息调用最新的存储数据集合，查看路线。

通过采样以上技术方案：增设了在达到目标商铺之前出现的至少两种情况，并针对这两种情况做出了选择性的调用路线和推荐路线，增了使用时的灵敏度和选择性，为客户提供更好、更贴心的服务。

在进一步的实施例中，所述F_n包括：接收触摸指令的发生地所在商场的楼层f，和对应当前楼层f的坐标(x_n，y_n，f)；其中，x_n表示第n个机器人所在楼层f上的x坐标；y_n表示第n个机器人所在楼层f上的y坐标；

所述目标地坐标包括S_m：目标商铺所在的商场的楼层s，和对应当前楼层s 的坐标(x_m，y_m，s)，其中，x_m表示第m个商铺所在楼层s上的x坐标；y_m表示第m个机器人所在楼层s上的y坐标。

通过采用以上技术方案：将当前地理坐标F_n和目标地坐标包括S_m进行量化，便于后期某个数值放生变动时有针对性的更新，增加后台运行的效率。

在进一步的实施例中，获取指纹信息具体包括以下步骤：

步骤S001、将接收到的N个指纹块分别按顺序编号：P₁、P₂，…，P_N，将每个指纹块的细节点集Mi、脊采样点集Ri生成特征集合Pi；

步骤S002、基于特征集合Pi计算出第i个指纹块的参考值k_i和特征集合Pi 的参考总值K_i；

步骤S003、通过逐一对比参考值k_i和参考总值K_i得到变化值K_ki，将计算得到的变化值K_ki按照从小到大的排序方法进行排序生成排序集合K，并选中变化值K_ki为最小的指纹块为中心指纹块P_c；

步骤S004、按照集合K中元素的排列顺序，依次在中心指纹块P_c上叠加对应的指纹块生成新的中心指纹块

同时获得新的中心指纹块

的细节点集

和脊采样点集

基于细节点集

和脊采样点集

计算新的中心指纹块

的参考值

对比参考总值K_i得到变化值

当

达到阈值时，停止叠加。

通过采用以上技术方案：增加指纹采集的精确度。

在进一步的实施例中，构建识别模型的构建方法具体包括以下步骤：

S101、基于调用指纹块的细节点集{x_t，y_t，θ_t}，其中x_t、y_t和θ_t分别表示时间为t时调用指纹模块的每个细节的x坐标、y坐标和方向；

S102、逐一对比细节点集{x_t，y_t，θ_t}与存储数据集合中的指纹信息，匹配出与细节点集{x_t，y_t，θ_t}相似度最大的存储数据集合中的指纹信息，并调用所述指纹信息对应的路线，并展示路线。

一种室内导航系统，用于实现如上所述的导航方法。

在进一步的实施例中，包括：

若干个导航机器人，分布于商场的每个楼层的指定位置处；所述导航机器人包括：

指纹采集模块，被设置为接受触摸指令，并基于触摸指令获取指纹信息和输入的目标商铺信息；

数据处理模块，被设置为将接收到的目标商铺信息转换为目标地坐标；并将当前地理坐标、当前时间、指纹信息和目标地坐标生成数据调用集合；

数据调用模块，被设置为基于接收到的数据调用集合调用数据库中存储的至少一组路线；

信息输出模块，被设置为将所述至少一组路线以可选择的模式展示给使用者。

在进一步的实施例中，还包括：

分析判断模块，被设置为若在抵达目标商铺之前，就近发出新的触摸指令，根据新的触摸指令判断新的使用需求，根据新的使用需求调用对应的路线。

在进一步的实施例中，每个导航机器人都有固定的编号n，且每个编号设有对应的坐标信息(x_n，y_n，f)，式中，x_n表示第n个机器人所在楼层f上的x坐标；y_n表示第n个机器人所在楼层f上的y坐标。

在进一步的实施例中，所述目标商铺信息包括：目标商铺所在的商场的楼层 s，和对应当前楼层s的坐标(x_m，y_m，s)，其中，x_m表示第m个商铺所在楼层 s上的x坐标；y_m表示第m个机器人所在楼层s上的y坐标。

本发明的有益效果：本发明通过在商场每层的指定位置处设置至少一个导航机器人，且每个导航机器人都有属于自己的识别信息，使用者在其中任何一个导航机器人上发出触发指令后都能将生成的指纹信息和目标商铺信息进行共享，后期如果使用者想要更新目标商铺或者再次确认路线，在其他的任何一个导航机器人输入触发指令都会生成对应的路线，大大节约了客户寻找商铺的时间，同时操作简单，具有一定的时效性，提高服务质量。

附图说明

图1为实施例1的导航流程图。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明做进一步的描述。

目前，商场的层数一般都是在五层以上还包括至少负二层，并且每层的占地面积都较大。为了给客户提供舒适的逛街环境，导航机器人营运而生，即在每层指定位置处都摆放有智能机器人，该机器人通过采集客户的语音信息，对语音信息进行识别并调用后台存储的数据库，通过语音播报告知客户所要去的目的所在的坐标，即如何达到目的地。

虽然在某种程度上提高了客户的逛街效率，但是因为商场的层数较多且面积大，客户在使用机器人时并不能一次性记住目的地的坐标即推荐的路线，举例说明：当客户目前所在的位置处于商场的一层，通过导航机器人得知所要达到的目的地在第七层，然后并给出了到达第七层后的推荐路线。因此客户首先需要找到电梯，达到第七层，然后再按照推荐路线达到目的地，但是在更多的情况下，找电梯需要花费时间、等待电梯、电梯在升降时的不同楼层的停靠都需要花费较多的时间，当客户达到第七层后很有可能已经忘记了路线，则需要与当前楼层的机器人再次沟通，获取推荐路线，重复在第一楼层所做的工作。

本实施例公开了一种室内导航方法，具体包括以下步骤：

接收触摸指令，获取指纹信息和输入的目标商铺信息；将目标商铺信息转换为目标地坐标；触摸指令在输入时是通过手指触摸接触屏(通过选用手写输入模式、拼音输入模式、五笔输模式或者英文输入模式等输入法输入目标商铺信息，所述目标商铺信息可以使用店名直接定位，也可以通过需求进行筛选再定位)，在触摸的过程中，接触屏通过指纹采集模块接收指纹信息。

将当前地理坐标F_n(即发生触摸指令的导航机器人所在的位置)、当前时间 t(即发生触摸指令时间节点)、指纹信息和目标地坐标S_m(即在导航机器人中输入的目标商铺所在的坐标)生成数据调用集合Φ，Φ＝{Fn，t，Pi，Sm}基于数据调用集合调用数据库中存储的至少一组路线Li；所述至少一组路线以可选择的模式展示；数据调用集合和选用的路线Lι生成存储数据集合Ψ＝{Φ，Lι}，并存储至数据平台；根据选用的路线抵达目标商铺。其中，i为可走的路线的编号，ι为最后使用者选用的线路的编号，且1≤ι≤i。

以上情况是针对客户在第一次发出触摸指令时(即第一次输入目标商铺信息) 后客户已经记住了选择的路线，并能够顺利的到达目标商铺。但是在更多的时候，客户会根据实际计划改变所要到达的目标商铺，因此之前选用的路线并不适用。故在这种情况下，客户需要在就近的导航机器人上发出新的触摸指令，此处新的触摸指令指纹是不会有改变的，发生改变的是当前地理坐标F_n、当前时间t和目标地坐标S_m。因此，根据新的触摸指令判断客户的新的使用需求(即输入的新的目标信息)。在本实施例中，更新后的数据调用集合Φ'＝{Fn'，t'，Pi，Sm'}，基于更新后的数据调用集合Φ'获取数据库中的存储的对应的路线Li'。在生成的路线Li'中选用合适的路线Lι'生成新的存储数据集合Ψ'＝{Φ'，Lι'}，并存储。此时根据客户选用的路线Lι'到达目的商铺。

在另一个实施例中，若客户的目标商铺并没有发生改变，而客户忘记路线或者需要再次确认路线的情况下，客户在当前所在的位置处就近选择一个导航机器人并发生触摸指令，此时新的触摸指令中触摸指纹是不会有改变的，同时需要根据触摸指纹调用之前的数据。因此，根据新的触摸指令判断客户的新的使用需求 (即输入的新的目标信息)。在本实施例中，更新后的数据调用集合Φ，＝ {Fn'，t'，Pi，Sm}，基于更新后的数据调用集合Φ'获取数据库中的存储的对应的路线Lι，并生成新的存储数据集合Ψ'＝{Φ'，Lι}，并存储。此时根据客户选用的路线Lι到达目的原定的目标商铺。

基于上述实施例中，为了后台能够更好的运行程序，更新数据，前地理坐标 F_n包括：接收触摸指令的发生地所在商场的楼层f，和对应当前楼层f的坐标(x _n，y_n，f)；其中，x_n表示第n个机器人所在楼层f上的x坐标；y_n表示第n个机器人所在楼层f上的y坐标。目标地坐标包括S_m：目标商铺所在的商场的楼层 s，和对应当前楼层s的坐标(x_m，y_m，s)，其中，x_m表示第m个商铺所在楼层 s上的x坐标；y_m表示第m个商铺所在楼层s上的y坐标。

换言之，某商场的楼层为7层，且每层均设置有五个导航机器人，且每个导航机器人的位置是固定的，即每个导航机器人的坐标是固定的，同时为了区分层与层之间的导航机器人的坐标，则位于第一楼层的五台导航机器人按顺序编号则为1、2、3、4、5；则位于第二层的台导航机器人按顺序编号则为6、7、8、9、 10；依次类推，则1号导航机器人的坐标为(x₁，y₁，1)，x₁表示第1个机器人所在楼层1上的x坐标；y₁表示第1个机器人所在楼层1上的y坐标。同样的，假设该商场一共有20*7个商铺，并对每个商铺进行编号，编号顺序对应于每个商铺的坐标和楼层，则第一楼层内的商铺编号为1-20；第二楼层的为21-40，以此类推。

若客户使用的是5号导航机器人，且输入的目标商铺处于第七层的最后一个商铺，则数据调用集合Φ＝{Fn，t，Pi，Sm}，其中，Fn＝F₅＝(x₅，y₅，1)， Sm＝S₁₄₀＝(x₁₄₀，y₁₄₀，7)。

在以上实施例中，指纹的获取都是通过用户在触摸屏上用手指接触触摸屏时采集不同时间节点处的指纹，因此并不是让客户在指定的位置处进行有效的指纹采集，而是通过手指在多次接触触摸屏时采集到的多个局部的指纹后期处理而成 (节省客户的时间，降低客户的烦躁度)。因此为了增加在这种采集情况下获得的指纹的精度，故采用以下步骤：

步骤S001、将接收到的N个指纹块分别按顺序编号：P₁、P₂，…，P_N，将每个指纹块的细节点集Mi、脊采样点集Ri生成特征集合Pi；

步骤S002、基于特征集合Pi计算出第i个指纹块的参考值k_i和特征集合Pi 的参考总值K_i。参考值k_i的计算公式如下：

参考总值K_i的计算公式如下：

步骤S003、通过逐一对比参考值k_i和参考总值K_i得到变化值K_ki，将计算得到的变化值K_ki按照从小到大的排序方法进行排序生成排序集合K，并选中变化值K_ki为最小的指纹块为中心指纹块P_c；

K_ki的计算公式如下：

其中q的取值为1或者2。

步骤S004、按照集合K中元素的排列顺序，依次在中心指纹块P_c上叠加对应的指纹块生成新的中心指纹块

同时获得新的中心指纹块

的细节点集

和脊采样点集

基于细节点集

和脊采样点集

计算新的中心指纹块

的参考值

对比参考总值K_i得到变化值

当

达到阈值时，停止叠加。

的计算公式如下：

基于上述实施例，为了能够更好的匹配出后序发生的触摸指令中的指纹，调出曾经使用过的信息，构建识别模型的构建方法具体包括以下步骤：

S101、基于调用指纹块的细节点集{x_t，y_t，θ_t}，其中x_t、y_t和θ_t分别表示时间为t时调用指纹模块的每个细节的x坐标、y坐标和方向；其中指纹块的获取方式如下步骤S001至S004。

S102、逐一对比细节点集{x_t，y_t，θ_t}与存储数据集合中的指纹信息，匹配出与细节点集{x_t，y_t，θ_t}相似度最大的存储数据集合中的指纹信息，并调用所述指纹信息对应的路线，并展示路线。

实施例2

基于实施例1的导航方法，本实施例公开了一种用于实现实施例1方法的导航系统，包括：若干个导航机器人，分布于商场的每个楼层的指定位置处。在本实施例中，假设商场的楼层为7层，且每层均设置有五个导航机器人，且每个导航机器人的位置是固定的，即每个导航机器人的坐标是固定的，同时为了区分层与层之间的导航机器人的坐标，则位于第一楼层的五台导航机器人按顺序编号则为1、2、3、4、5；则位于第二层的台导航机器人按顺序编号则为6、7、8、9、 10；依次类推一共存在35个机器人。

在进一步的实施例中，所述导航机器人包括：指纹采集模块、数据处理模块、数据调用模块和信息输出模块。其中，指纹采集模块，被设置为接受触摸指令，并基于触摸指令获取指纹信息和输入的目标商铺信息；数据处理模块，被设置为将接收到的目标商铺信息转换为目标地坐标；并将当前地理坐标、当前时间、指纹信息和目标地坐标生成数据调用集合；数据调用模块，被设置为基于接收到的数据调用集合调用数据库中存储的至少一组路线；信息输出模块，被设置为将所述至少一组路线以可选择的模式展示给使用者。

为了应付使用者在达到目的商铺之前的突发情况，包括：分析判断模块，被设置为若在抵达目标商铺之前，就近发出新的触摸指令，根据新的触摸指令判断新的使用需求，根据新的使用需求调用对应的路线。

其中，每个导航机器人都有固定的编号n，且每个编号设有对应的坐标信息 (x_n，y_n，f)，式中，x_n表示第n个机器人所在楼层f上的x坐标；y_n表示第n 个机器人所在楼层f上的y坐标。所述目标商铺信息包括：目标商铺所在的商场的楼层s，和对应当前楼层s的坐标(x_m，y_m，s)，其中，x_m表示第m个商铺所在楼层s上的x坐标；y_m表示第m个机器人所在楼层s上的y坐标。

在使用上述导航系统时，指纹的获取都是通过用户在触摸屏上用手指接触触摸屏时采集不同时间节点处的指纹，因此并不是让客户在指定的位置处进行有效的指纹采集，而是通过手指在多次接触触摸屏时采集到的多个局部的指纹后期处理而成(节省客户的时间，降低客户的烦躁度)。因此为了增加在这种采集情况下获得的指纹的精度，故采用以下步骤：

步骤S001、将接收到的N个指纹块分别按顺序编号：P₁、P₂，…，P_N，将每个指纹块的细节点集Mi、脊采样点集Ri生成特征集合Pi；

步骤S002、基于特征集合Pi计算出第i个指纹块的参考值k_i和特征集合Pi 的参考总值K_i。参考值k_i的计算公式如下：

参考总值K_i的计算公式如下：

步骤S003、通过逐一对比参考值k_i和参考总值K_i得到变化值K_ki，将计算得到的变化值K_ki按照从小到大的排序方法进行排序生成排序集合K，并选中变化值K_ki为最小的指纹块为中心指纹块P_c；

K_ki的计算公式如下：

其中q的取值为1或者2。

步骤S004、按照集合K中元素的排列顺序，依次在中心指纹块P_c上叠加对应的指纹块生成新的中心指纹块

同时获得新的中心指纹块

的细节点集

和脊采样点集

基于细节点集

和脊采样点集

计算新的中心指纹块

的参考值

对比参考总值K_i得到变化值

当

达到阈值时，停止叠加。

的计算公式如下：

基于上述实施例，为了能够更好的匹配出后序发生的触摸指令中的指纹，调出曾经使用过的信息，构建识别模型的构建方法具体包括以下步骤：

S101、基于调用指纹块的细节点集{x_t，y_t，θ_t}，其中x_t、y_t和θ_t分别表示时间为t时调用指纹模块的每个细节的x坐标、y坐标和方向；

S102、逐一对比细节点集{x_t，y_t，θ_t}与存储数据集合中的指纹信息，匹配出与细节点集{x_t，y_t，θ_t}相似度最大的存储数据集合中的指纹信息，并调用所述指纹信息对应的路线，并展示路线。

本发明通过在商场每层的指定位置处设置至少一个导航机器人，且每个导航机器人都有属于自己的识别信息，使用者在其中任何一个导航机器人上发出触发指令后都能将生成的指纹信息和目标商铺信息进行共享，后期如果使用者想要更新目标商铺或者再次确认路线，在其他的任何一个导航机器人输入触发指令都会生成对应的路线，大大节约了客户寻找商铺的时间，同时操作简单，具有一定的时效性，提高服务质量。

Claims (10)

1.一种室内导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收触摸指令，获取指纹信息和输入的目标商铺信息；将目标商铺信息转换为目标地坐标；

将当前地理坐标、当前时间、指纹信息和目标地坐标生成数据调用集合；基于数据调用集合调用数据库中存储的至少一组路线；所述至少一组路线以可选择的模式展示；数据调用集合和选用的路线生成存储数据集合，并存储至数据平台；根据选用的路线抵达目标商铺。

2.根据权利要求1所述的一种室内导航方法，其特征在于，还包括以下步骤：

若在抵达目标商铺之前，就近发出新的触摸指令，根据新的触摸指令判断新的使用需求；

若新的触摸指令为输入的新的目标商铺，则根据新的触摸指令更新数据调用集合得到新的数据调用集合，基于新的数据调用集合获取路线并生成新的存储数据集合，并存储；

若新的触摸指令为原始的目标商铺，则根据触摸指令生成的指纹块，构建识别模型；基于识别模型识别指纹信息调用最新的存储数据集合，查看路线。

3.根据权利要求1所述的一种室内导航方法，其特征在于，

所述当前地理坐标F_n包括：接收触摸指令的发生地所在商场的楼层f，和对应当前楼层f的坐标(x_n，y_n，f)；其中，x_n表示第n个机器人所在楼层f上的x坐标；y_n表示第n个机器人所在楼层f上的y坐标；

所述目标地坐标包括S_m：目标商铺所在的商场的楼层s，和对应当前楼层s的坐标(x_m，y_m，s)，其中，x_m表示第m个商铺所在楼层s上的x坐标；y_m表示第m个机器人所在楼层s上的y坐标。

4.根据权利要求1所述的一种室内导航方法，其特征在于，获取指纹信息具体包括以下步骤：

步骤S001、将接收到的N个指纹块分别按顺序编号：P₁、P₂，...，P_N，将每个指纹块的细节点集Mi、脊采样点集Ri生成特征集合Pi；

步骤S002、基于特征集合Pi计算出第i个指纹块的参考值k_i和特征集合Pi的参考总值K_i；

步骤S003、通过逐一对比参考值k_i和参考总值K_i得到变化值K_ki，将计算得到的变化值K_ki按照从小到大的排序方法进行排序生成排序集合K，并选中变化值K_ki为最小的指纹块为中心指纹块P_c；

步骤S004、按照集合K中元素的排列顺序，依次在中心指纹块P_c上叠加对应的指纹块生成新的中心指纹块

同时获得新的中心指纹块

的细节点集

和脊采样点集

基于细节点集

和脊采样点集

计算新的中心指纹块

的参考值

对比参考总值K_i得到变化值

当

达到阈值时，停止叠加。

5.根据权利要求2所述的一种室内导航方法，其特征在于，构建识别模型的构建方法具体包括以下步骤：

S101、基于调用指纹块的细节点集{x_t，y_t，θ_t}，其中x_t、y_t和θ_t分别表示时间为t时调用指纹模块的每个细节的x坐标、y坐标和方向；

S102、逐一对比细节点集{x_t，y_t，θ_t}与存储数据集合中的指纹信息，匹配出与细节点集{x_t，y_t，θ_t}相似度最大的存储数据集合中的指纹信息，并调用所述指纹信息对应的路线，并展示路线。

6.一种室内导航系统，其特征在于，用于实现如权利要求1至5中任意一项所述的导航方法。

7.根据权利要求6所述的一种室内导航系统，其特征在于，包括：

若干个导航机器人，分布于商场的每个楼层的指定位置处；所述导航机器人包括：

指纹采集模块，被设置为接受触摸指令，并基于触摸指令获取指纹信息和输入的目标商铺信息；

数据处理模块，被设置为将接收到的目标商铺信息转换为目标地坐标；并将当前地理坐标、当前时间、指纹信息和目标地坐标生成数据调用集合；

数据调用模块，被设置为基于接收到的数据调用集合调用数据库中存储的至少一组路线；

信息输出模块，被设置为将所述至少一组路线以可选择的模式展示给使用者。

8.根据权利要求6所述的一种室内导航系统，其特征在于，还包括：

分析判断模块，被设置为若在抵达目标商铺之前，就近发出新的触摸指令，根据新的触摸指令判断新的使用需求，根据新的使用需求调用对应的路线。

9.根据权利要求7所述的一种室内导航系统，其特征在于，每个导航机器人都有固定的编号n，且每个编号设有对应的坐标信息(x_n，y_n，f)，式中，x_n表示第n个机器人所在楼层f上的x坐标；y_n表示第n个机器人所在楼层f上的y坐标。

10.根据权利要求7所述的一种室内导航系统，其特征在于，所述目标商铺信息包括：目标商铺所在的商场的楼层s，和对应当前楼层s的坐标(x_m，y_m，s)，其中，x_m表示第m个商铺所在楼层s上的x坐标；y_m表示第m个机器人所在楼层s上的y坐标。

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