CN116429132A - 基于动态加权路径规划的室内ar导航方法及导航系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于动态加权路径规划的AR导航的室内导航方法及导航系统,包括移动设备和服务器端;所述移动设备包括地图模块、声波定位模块、AR导航模块、虚实融合模块和数据交互模块;所述服务器端包括定位解析模块,存储模块、路径规划模块;本发明通过路网动态加权的方式,根据后台的输入或室内实时状态监控从而计算路网中每条路线的权值,从而影响路线规划给出最优路线,在道路交叉路口或切实难以准确定位导航的地点,通过AR导航给出引导信息,实现类似于指示牌的功能,明确指出导航方向,并且给出目的地信息、距离、预计时间、周边信息、兴趣推荐信息等更多的导航引导信息,给予用户更加丰富的导航信息和更佳的用户体验。
Description
技术领域
本发明属于导航系统技术领域,具体涉及基于动态加权路径规划的室内AR导航方法及导航系统。
背景技术
导航定位技术在室外场景中已非常普及,室内实景导航应用也正在蓬勃发展,各种技术和方法不断出现,但尚未普及。室内定位GPS信号弱无法满足室内业务位置服务的需求和室内环境复杂多变传统的路径规划算法难以满足要求是两个主要原因,这种条件下,室内导航成本高,导航不精确,室内路网随时可能变化等问题都需要解决。
以商场中的室内导航为例,与户外路网相比,室内路网狭窄紧密,当两条线路或两个出入口之间紧密相邻,导致即使使用导航也难以精确达到目的地,另外当人员密集阻碍路线或由于特殊原因关闭一些通道或电梯出现故障时导航中不能即时更新路线也会导致导航失败。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供基于动态加权路径规划的室内AR导航方法及导航系统,通过路网动态加权的方式,根据后台的输入或室内实时状态监控从而计算路网中每条路线的权值,从而影响路线规划给出最优路线,在道路交叉路口或切实难以准确定位导航的地点;通过AR导航给出引导信息,实现类似于指示牌的功能,明确指出导航方向,并且给出目的地信息、距离、预计时间、周边信息、兴趣推荐信息等更多的导航引导信息,给予用户更加丰富的导航信息和更佳的用户体验。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
基于动态加权路径规划的室内AR导航方法及导航系统,包括移动设备和服务器端;
所述移动设备包括地图模块、声波定位模块、AR导航模块、虚实融合模块和数据交互模块;
所述服务器端包括定位解析模块、存储模块、路径规划模块;
所述地图模块用于导入和显示室内地图,并提供当前地图的移动放缩的基本操作功能;
所述声波定位模块依赖声波基站和移动设备的声波接收装置,通过声波定位获取用户当前位置信息,声波接收装置为麦克风,当前基本所有手机或其他移动终端都会集成麦克风,开启时会不断接收声波信号;
所述声波基站安装在室内空间的顶部或墙壁上,安装位置和部署密度根据声学定位基站的覆盖距离和场所内遮挡情况确定,其参数为:声波工作频段17kHz~24kHz,三个扬声器(数量可选),方向90度-360度可配,信号频分个数八个,信号时分个数六个,授时/同步方式(精度)为CY1000授时模块(1us)/GPS-北斗授时(1us)/有线ntp网络授时(100us)/广播授时(10us),单基站覆盖范围为40米(可调)或80m(增强型基站),220V内嵌式电源类型。
所述AR导航模块用于根据声波定位模块和数据交互模块获取的信息及路径规划模块计算的路径进行导航,并提供导航路径显示、语音提示、周边信息显示和AR导航;
所述数据交互模块用于移动设备与服务器端之间、不同服务器之间的数据交互,交互数据包括地图数据、定位信息数据、虚实融合所用的三维模型数据、图片和视频数据等,以https协议和websocket协议进行交互传输。
所述虚实融合模块为用户根据导航系统图像采集获取采集周边实景信息,进行识别处理获取的道路和目标检测对象信息,结合导航模块信息所构建出的关于路径方向、转弯提示、其他对应虚拟对象等三维形象叠加,实现AR导航的功能;
所述存储模块中的数据为地图中所有POI信息、AR导航中添加的虚拟形象、人员位置信息、历史记录;
所述定位解析模块与移动设备进行数据交互,获取场景中声波定位用户当前位置,并通过计算用户与基站的相对位置得到用户在地图中的位置坐标,用于后续显示和导航;与所有声波基站进行数据交互,进行健康检测、时间同步;
所述路径规划模块根据初始路网赋予路网中每一段路线一个权值,权重以路径长度、路径宽度、人员数量、是否可通行、是否是专用通道、是否是电梯、直梯或扶梯、其他意外情况系列指标为参考,最终根据用户输入作为参数及具体算法计算所得,并取最小加权和所在路径作为规划路径,所述规划路径根据室内实时状态实时更新。
进一步的,所述虚实融合模块将识别出目标对象,根据识别结果添加虚拟形象;例如路线指示标志,识别到图像后,叠加虚拟三维形象并可与之交互获取信息,识别到冰壶图像时,叠加冰壶虚拟三维形象并可与之交互获取冰壶项目介绍、举办地点、举办时间的信息。
进一步的,所述地图模块用于导入和显示地图,地图来源为通过地图制作引擎开发,地图中包含主要的路网信息、各区域位置名称信息、楼层信息、放缩比例、POI信息,通过相应API获取和操作所述地图及地图中包含的对象。
进一步的,所述声波定位模块接受声波基站信息与用户当前位置信息,并传输到服务器端定位解析模块进行预处理和位置解析,并将计算结果返回给导航模块以用作路径规划,返回结果为json格式数据,包括场景id、时间戳、基站编号、距离、经纬度信息。
进一步的,所述服务器端定位解析模块根据三个声波基站位置信息及声波信号到达用户终端的时间信息计算基站与用户之间的距离,并唯一确定用户位置。涉及到位置解析的数据参数有同步时间(t0),到达时间(t1),波长(λ),频率(f),波速(v),距离(d):
根据波速公式v=λf及距离公式d=(t1-t0)*v获得三个基站到用户的距离(d1,d2,d3);
计算位置公式为:两个圆(圆心为声波基站位置,半径为基站到终端的距离d)交于A,B两点,连接AB,PQ,AQ,AP,AB和PQ交于点C,圆心的距离PQ为两基站距离,圆心和半径已知,可以求得A,B点的坐标,从而根据欧氏距离求得PA,AQ,根据勾股定理:
PQ=PC+QC
QA2=QC2+AC2
PA2=PC2+AC2
解得
求得坐标
三个圆两两计算得到三个点,取三个点的坐标的均值作为终端的坐标;
进一步的,所述路径规划模块路网权值根据实时状态实时更新,其中路径长度、路径宽度为固定参数,在地图导入初始化时确定,人员数量、是否可通行、是否是专用通道等参数为可变参数:人员数量通过实时位置信息自动计算获取;是否可通行、是否是专用通道通过后台管理员人工确定;用户可以选择走直梯或扶梯控制楼梯类型以改变路网权值,从而规划最优路线。例如当路径上安全门关闭时,通过调整对应权重参数控制路径规划结果,可以轻易实现和使用。
进一步的,所述地图模块在线上地图引擎制作完成并存储到服务器中,程序启动,选择相应地图后从服务器拉取地图,加载地图需要一定时间,加载完成后地图以默认大小和位置在终端显示,并提供所述放缩、移动、楼层切换、POI查询功能。
进一步的,所述POI查询功能中POI指兴趣点,在地图中包括洗手间、母婴室、楼梯、直梯、安全出口,所有POI信息在服务器中存储,为地图提供周围查询、附近POI查询功能。
进一步的,所述虚实融合模块对于非固定虚拟形象,以路径规划和目标检测为基础,以路线方向指引虚拟元素为例,根据路径规划模块获取当前需要前进方向,获取前方路面信息并叠加方向箭头虚拟元素;
所述虚实融合模块对于固定虚拟形象的叠加方式为,所述虚拟形象本身即是存在并加载完成的,其属性状态为不可见,当检测到目标时,虚拟形象状态转为可见,即可完成虚拟形象叠加效果,此方案是在地图加载阶段从网络拉取数据而不需要在导航阶段拉取数据,减少了导航过程的网络延迟;
所述虚拟形象是可交互的,通过点击移动的交互操作,可获取路线或POI的详细介绍信息,当普通导航无法达到目的地或不确定选择哪个紧邻的路线或岔路口时,通过交互获取更加详细的引导信息。
基于动态加权路径规划的AR室内导航系统的导航方法,包括以下步骤;
步骤一:启动室内导航程序,选择对应室内地图;
步骤二:地图模块从地图服务器和数据服务器拉取地图和数据;
步骤三:通过触控点击操作调整地图位置、大小、楼层信息,校准地图;
步骤四:定位模块将自身位置信息传送到定位解析服务器,返回解析后的位置数据,在地图上显示自身位置信息;
步骤五:选择目的地,选择路线规划要求(最短时间、最短路径、是否走楼梯);
步骤六:数据交互模块从数据服务器中拉取路网中道路通行状态、人员密集状态、道路是否是专属通道数据后台数据;
步骤七:路径规划模块根据步骤五获取的数据及用户输入数据计算路网权重,开启路径规划;
步骤八:用户先择AR导航模块开启AR导航,开启实时进入目标检测,虚实融合模块根据检测结果实现虚拟形象叠加;
步骤九:用户根据AR所示道路指引信息或与虚拟形象进行交互获取导航信息;
步骤十:用户到达目的地,导航提示结束。
所述步骤七具体为:
在开启路径规划后,对于路网中每条路线;
步骤1判断是否可通行,当路线上的门被关闭或路线被阻挡时则不可通行;
步骤2判断是否为专用通道,例如仅工作人员可通行,这时对于其他人员来说则不可通行;
步骤3判断楼梯类型,此选项由用户输入或使用默认选项(不需要判断楼梯类型);
步骤4判断人员密度,此开关由后台控制,当人流量过大时,开启此开关,对于超过阈值的路线进行路径规划时降低其优先度,以此对人流进行控制分流,加快人员疏散和导航效率;
步骤5判断路网长度,此开关一直开启,当满足前述条件时,通过路网长度规划出最短路径。
进一步的,所述路径规划模块路网权值计算涉及参数是否可通行(a)、是否是专用通道(b)、是否判断楼梯类型(c)、是否判断人员密度(d)、人员密度(p)、是否判断路网长度(e),路网长度(l),所述参数仅有0,1两个值,楼梯类型(t1、t2、t3),人员类型(p1、p2、p3),人员密度影响因子(t1),路网长度影响因子(t2);
其中,A=a,代表是否可通行,0表示不可通行,1表示可通行;
B=b*(b1==b0)||!b,其中b1表示用户类型,b0表示专用通道类型,当且仅当开启专用通道开关(b=1)且用户类型与专用通道类型不匹配时不可通行,此时B=0,否则B=1;
C=c*(c1==c0)||!c,其中c1表示用户选择楼梯类型,c0表示楼梯类型,当且仅当开启判断楼梯类型开关(c=1)且用户选择的楼梯类型与楼梯类型不匹配时不可通行,此时C=0,否则C=1;
D=d*t1*p+(1–d),当需要判断人员密度时,d=1,此时D=t1*p,当不需要判断人员密度时,d=0,此时D=1;
E=e*t2*l+(1–e),当需要判断路网长度时,e=1,此时E=t2*l,当不需要判断人员密度时,e=0,此时E=1;
单段路网权重W=A*B*C*D*E,当路网权重W为零时表示此段路网不能通行,当路网权重大于零时,权重越小优先级越高,根据以上所述公式计算出路网图中每段路网的权值,权值为零的路径表示不连通,从路网图中排除,非零路径表示连通保留。通过有权图中最短路径问题算法计算出两地之间最短路径即为最优规划路径。
本发明的有益效果:
本发明使用简单方便,界面简洁,所有除服务端软硬件模块皆可内置到手机等体积较小,便于携带的移动设备中,使用时在移动端打开软件,仅需简单的四到五步操作即可开始导航。
本发明提供信息详细,除传统导航信息外,AR导航可识别对应目标和通过虚拟形象叠加及人机交互提供AR导航、场所介绍、集传统指示牌与解说功能于一体。
本发明功能齐全,包括但不限于周边搜索、最近POI搜索、历史记录、选择不同类型路径规划,路线通行状态改变时实时变更等。通过此基于动态加权路径规划+AR导航的导航系统利,用现代计算机及网络和相关软硬件技术很好的适应室内路网可能产生的的变化,极大的减少了室内导航系统的开发部署成本,提高了室内导航的精确度,为用户提供更加详细直观的导航信息及引导信息,对大型室内场所的导航引导及人员疏散具有重要意义。
附图说明
图1为本发明的室内导航系统操作基本流程图;
图2为本发明的系统部署架构图;
图3为本发明中单段路网加权路径规划计算流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示,本发明所述的一种基于动态加权路径规划的AR导航的室内导航方法及导航系统,包括地图模块、声波定位模块、定位解析模块、路径规划模块、AR导航模块、虚实融合模块、存储模块、数据交互模块。
所述地图模块用于导入和显示室内地图,并提供当前地图的移动放缩等基本操作功能。
所述声波定位模块依赖声波基站和移动端声波接收装置用定位获取用户当前位置信息。所述AR导航模块用于根据声波定位模块和交互输入模块获取的信息及路径规划计算的路径进行导航,并提供各种导航路径显示、语音提示、周边信息显示,AR导航等各种功能。
所述用于移动设备与服务器之间、数据交互模块不同服务器之间的数据交互。所述数据交互模块通过服务调用的方式进行数据传输,封装底层各种数据交互协议,提高简单高效的网络数据传输。
所述虚实融合模块对于非固定虚拟形象,以路径规划和目标检测为基础,以路线方向指引虚拟元素为例,根据路径规划模块获取当前需要前进方向,获取前方路面信息并叠加方向箭头虚拟元素。
所述虚实融合模块对于固定虚拟形象的叠加方式为,所述虚拟形象本身即是存在并加载完成的,其属性状态为不可见,当检测到目标时,虚拟形象状态转为可见,即可完成虚拟形象叠加效果,此方案是在地图加载阶段从网络拉取数据而不需要在导航阶段拉取数据,减少了导航过程的网络延迟。
所述存储模块存储系统中所用可用数据,例如地图中所有POI信息、AR导航中添加的虚拟形象、人员位置信息,历史记录等数据。
所述定位解析模块与移动端进行数据交互获取场景中声波定位用户当前位置并通过计算用户与基站的相对位置得到用户在地图中的位置坐标,用于后续显示和导航;与所有圣彼基站进行数据交互,进行健康检测、时间同步等功能。
所述路径规划模块根据初始路网赋予路网中每一段路线一个权值,权重以路径长度、路径宽度、人员数量、是否可通行、是否是专用通道、是否是电梯、直梯或扶梯、其他意外情况等系列指标为参考,最终根据用户输入作为参数及具体算法计算所得,并取最小加权和所在路径作为规划路径,所述规划路径根据室内实时状态实时更新。
所述地图模块主要用于导入和显示地图,地图来源为通过地图制作引擎开发,地图中包含主要的路网信息、各区域位置名称等信息、楼层信息、放缩比例、POI信息等,可以通过相应API获取和操作所述地图及地图中包含的对象。
所述声波定位模块接受声波基站信息与用户当前位置信息,并传输到服务器定位解析模块进行预处理和位置解析,并将计算结果返回给导航模块以用作路径规划。
所述AR导航模块根据路径规划模块和目标检测模块计算结果进行AR导航,并通过虚实融合模块在实景上叠加虚拟形象、路标提示、距离提示、目的地提示等虚拟对象。
所述路径规划模块通过根据初始路网赋予路网中每一段路线一个权值,权重以路径长度、路径宽度、人员数量、是否可通行、是否是专用通道、是否是电梯、直梯或扶梯等系列指标为参考,最终根据所有参数及具体算法计算所得,并取最小加权和所在路径作为规划路径。
所述路径规划模块路网权值根据实时状态实时更新。其中路径长度、路径宽度为固定参数,在地图导入初始化时确定。人员数量、是否可通行、是否是专用通道等参数为可变参数:人员数量通过实时位置信息自动计算获取;是否可通行、是否是专用通道通过后台管理员人工确定;用户可以选择走直梯或扶梯控制楼梯类型以改变路网权值,从而规划最优路线。
所述地图模块在线上地图引擎制作完成并存储到服务器中,程序启动,选择相应地图后从服务器拉取地图,加载地图需要一定时间,加载完成后地图以默认大小和位置在终端显示,并提供所述放缩、移动、楼层切换、POI查询等功能。
所述POI查询功能,POI指兴趣点,在地图中包括洗手间、母婴室、楼梯、直梯、安全出口等,所有POI信息在服务器中存储,为地图提供周围查询、附近POI查询等功能。
所述添加虚拟元素的方案定义一个虚拟三维空间,虚拟三维空间与显示三维空间一一映射,确定需要叠加的三维形象及需要叠加三维形象位置、角度和大小后,首先从服务器拉取对象,将对象调整到对应大小位置和角度,并在终端实景图象中显示实现AR导航。
所述虚拟形象是可交互的,通过点击移动等交互操作,可获取路线或POI的详细介绍信息,当普通导航无法达到目的地或不确定选择哪个紧邻的路线或岔路口时,通过交互获取更加详细的引导信息。
如图3所示:所述路径规划模块路网权值根据实时状态实时更新,为提高系统性能,减少资源占用,路网更新采用推送的方式。如图3所示,在开启路径规划后,对于路网中每条路线,步骤一判断是否可通行,当路线上的门被关闭或路线被阻挡时则不可通行;步骤二判断是否为专用通道,例如仅工作人员可通行,这时对于其他人员来说则不可通行;步骤三判断楼梯类型,此选项由用户输入或使用默认选项(不需要判断楼梯类型);步骤四判断人员密度,此开关由后台控制,当人流量过大时,开启此开关,对于超过阈值的路线进行路径规划时降低其优先度,以此对人流进行控制分流,加快人员疏散和导航效率;步骤五判断路网长度,此开关一直开启,当满足前述条件时,通过路网长度规划出最短路径。
在实际应用过程中,采用本发明所述的一种基于动态加权路径规划的室内AR导航方法及导航系统,其具体工作原理为:
当使用室内导航系统时,打开终端软件进入操作界面,选择对应室内场景,系统从服务器拉取地图数据,等待地图数据加载完成后进入地图界面,用户可以对地图进行移动、放缩、查看POI等操作,另外可以切换楼层操作;用户可以从地图上点击选择目的地,也可以从搜索框中输入搜索目的地或从历史记录、最近使用等选择目的地。另外可以选择是否通过直梯、电梯或扶梯,最近路线或最优路线,从而规划合适路径,当启用AR导航模块时,终端不再显示地图而是拍摄当前实景图像,并通过图像识别和目标检测识别路面和可识别对象,当识别到道路面并与路径规划方向一致时,通过虚实融合模块叠加导航标志,当识别到可识别对象时,通过虚实融合模块叠加三维虚拟形象,例如识别到对象,在实景上叠加虚拟形象,并可以与之交互,提示当前路径可到达的地点及地点介绍,类似于指示牌与讲解功能,为用户提供更加直观详细的导航信息。
Claims (8)
1.基于动态加权路径规划的室内AR导航系统,其特征在于,包括移动设备和服务器端;
所述移动设备包括地图模块、声波定位模块、AR导航模块、虚实融合模块和数据交互模块;
所述服务器端包括定位解析模块、存储模块、路径规划模块;
所述地图模块用于导入和显示室内地图,并提供当前地图的移动放缩的基本操作功能;
所述声波定位模块依赖声波基站和移动设备的声波接收装置,通过声波定位获取用户当前位置信息,声波接收装置为麦克风,当前基本所有手机或其他移动终端都会集成麦克风,开启时会不断接收声波信号;
所述声波基站安装在室内空间的顶部或墙壁上,安装位置和部署密度根据声学定位基站的覆盖距离和场所内遮挡情况确定,其参数为:声波工作频段17kHz~24kHz,三个扬声器(数量可选),方向90度-360度可配,信号频分个数八个,信号时分个数六个,授时/同步方式(精度)为CY1000授时模块(1us)/GPS-北斗授时(1us)/有线ntp网络授时(100us)/广播授时(10us),单基站覆盖范围为40米(可调)或80m(增强型基站),220V内嵌式电源类型;
所述AR导航模块用于根据声波定位模块和数据交互模块获取的信息及路径规划模块计算的路径进行导航,并提供导航路径显示、语音提示、周边信息显示和AR导航;
所述数据交互模块用于移动设备与服务器端之间、不同服务器之间的数据交互;,交互数据包括地图数据、定位信息数据、虚实融合所用的三维模型数据、图片和视频数据等,以https协议和websocket协议进行交互传输;
所述虚实融合模块为用户根据导航系统图像采集获取采集周边实景信息,进行识别处理获取的道路和目标检测对象信息,结合导航模块信息所构建出的关于路径方向、转弯提示、其他对应虚拟对象等三维形象叠加,实现AR导航的功能;
所述存储模块中的数据为地图中所有POI信息、AR导航中添加的虚拟形象、人员位置信息、历史记录;
所述定位解析模块与移动设备进行数据交互获取场景中声波定位用户当前位置并通过计算用户与基站的相对位置得到用户在地图中的位置坐标,用于后续显示和导航;与所有声波基站进行数据交互,进行健康检测、时间同步;
所述路径规划模块根据初始路网赋予路网中每一段路线一个权值,权重以路径长度、路径宽度、人员数量、是否可通行、是否是专用通道、是否是电梯、直梯或扶梯、其他意外情况系列指标为参考,最终根据用户输入作为参数及具体算法计算所得,并取最小加权和所在路径作为规划路径,所述规划路径根据室内实时状态实时更新。
2.根据权利要求1所述的基于动态加权路径规划的室内AR导航系统,其特征在于,所述虚实融合模块将识别出目标对象,根据识别结果添加虚拟形象;
所述地图模块用于导入和显示地图,地图来源为通过地图制作引擎开发,地图中包含主要的路网信息、各区域位置名称信息、楼层信息、放缩比例、POI信息,通过相应API获取和操作所述地图及地图中包含的对象。
3.根据权利要求1所述的基于动态加权路径规划的室内AR导航系统,其特征在于,所述声波定位模块接受声波基站信息与用户当前位置信息,并传输到服务器端定位解析模块进行预处理和位置解析,并将计算结果返回给导航模块以用作路径规划,返回结果为json格式数据,包括场景id、时间戳、基站编号、距离、经纬度信息。
4.根据权利要求1所述的基于动态加权路径规划的室内AR导航系统,其特征在于,所述路径规划模块路网权值根据实时状态实时更新,其中路径长度、路径宽度为固定参数,在地图导入初始化时确定,人员数量、是否可通行、是否是专用通道等参数为可变参数:人员数量通过实时位置信息自动计算获取;是否可通行、是否是专用通道通过后台管理员人工确定;用户可以选择走直梯或扶梯控制楼梯类型以改变路网权值,从而规划最优路线;
所述地图模块在线上地图引擎制作完成并存储到服务器中,程序启动,选择相应地图后从服务器拉取地图,加载地图需要一定时间,加载完成后地图以默认大小和位置在终端显示,并提供所述放缩、移动、楼层切换、POI查询功能。
5.根据权利要求1所述的基于动态加权路径规划的室内AR导航系统,其特征在于,所述POI查询功能中POI指兴趣点,在地图中包括洗手间、母婴室、楼梯、直梯、安全出口,所有POI信息在服务器中存储,为地图提供周围查询、附近POI查询功能;
所述虚实融合模块对于非固定虚拟形象,以路径规划和目标检测为基础,以路线方向指引虚拟元素为例,根据路径规划模块获取当前需要前进方向,获取前方路面信息并叠加方向箭头虚拟元素;
所述虚实融合模块对于固定虚拟形象的叠加方式为,所述虚拟形象本身即是存在并加载完成的,其属性状态为不可见,当检测到目标时,虚拟形象状态转为可见,即可完成虚拟形象叠加效果,此方案是在地图加载阶段从网络拉取数据而不需要在导航阶段拉取数据,减少了导航过程的网络延迟;
所述虚拟形象是可交互的,通过点击移动的交互操作,可获取路线或POI的详细介绍信息,当普通导航无法达到目的地或不确定选择哪个紧邻的路线或岔路口时,通过交互获取更加详细的引导信息。
6.基于权利要求1-5任一项所述的基于动态加权路径规划的室内AR导航系统的导航方法,其特征在于,包括以下步骤;
步骤一:启动室内导航程序,选择对应室内地图;
步骤二:地图模块从地图服务器和数据服务器拉取地图和数据;
步骤三:通过触控点击操作调整地图位置、大小、楼层信息,校准地图;
步骤四:定位模块将自身位置信息传送到定位解析服务器,返回解析后的位置数据,在地图上显示自身位置信息;
步骤五:选择目的地,选择路线规划要求(最短时间、最短路径、是否走楼梯);
步骤六:数据交互模块从数据服务器中拉取路网中道路通行状态、人员密集状态、道路是否是专属通道数据后台数据;
步骤七:路径规划模块根据步骤五获取的数据及用户输入数据计算路网权重,开启路径规划;
步骤八:用户先择AR导航模块开启AR导航,开启实时进入目标检测,虚实融合模块根据检测结果实现虚拟形象叠加;
步骤九:用户根据AR所示道路指引信息或与虚拟形象进行交互获取导航信息;
步骤十:用户到达目的地,导航提示结束。
7.根据权利要求6所述的基于动态加权路径规划的室内AR导航系统的导航方法,其特征在于,所述步骤七具体为:
在开启路径规划后,对于路网中每条路线;
步骤1判断是否可通行,当路线上的门被关闭或路线被阻挡时则不可通行;
步骤2判断是否为专用通道,例如仅工作人员可通行,这时对于其他人员来说则不可通行;
步骤3判断楼梯类型,此选项由用户输入或使用默认选项(不需要判断楼梯类型);
步骤4判断人员密度,此开关由后台控制,当人流量过大时,开启此开关,对于超过阈值的路线进行路径规划时降低其优先度,以此对人流进行控制分流,加快人员疏散和导航效率;
步骤5判断路网长度,此开关一直开启,当满足前述条件时,通过路网长度规划出最短路径。
8.根据权利要求7所述的基于动态加权路径规划的室内AR导航系统的导航方法,其特征在于,所述路径规划模块路网权值计算涉及参数是否可通行(a)、是否是专用通道(b)、是否判断楼梯类型(c)、是否判断人员密度(d)、人员密度(p)、是否判断路网长度(e),路网长度(l),所述参数仅有0,1两个值,楼梯类型(t1、t2、t3),人员类型(p1、p2、p3),人员密度影响因子(t1),路网长度影响因子(t2);
其中,A=a,代表是否可通行,0表示不可通行,1表示可通行;
B=b*(b1==b0)||!b,其中b1表示用户类型,b0表示专用通道类型,当且仅当开启专用通道开关(b=1)且用户类型与专用通道类型不匹配时不可通行,此时B=0,否则B=1;
C=c*(c1==c0)||!c,其中c1表示用户选择楼梯类型,c0表示楼梯类型,当且仅当开启判断楼梯类型开关(c=1)且用户选择的楼梯类型与楼梯类型不匹配时不可通行,此时C=0,否则C=1;
D=d*t1*p+(1–d),当需要判断人员密度时,d=1,此时D=t1*p,当不需要判断人员密度时,d=0,此时D=1;
E=e*t2*l+(1–e),当需要判断路网长度时,e=1,此时E=t2*l,当不需要判断人员密度时,e=0,此时E=1;
单段路网权重W=A*B*C*D*E,当路网权重W为零时表示此段路网不能通行,当路网权重大于零时,权重越小优先级越高,根据以上所述公式计算出路网图中每段路网的权值,权值为零的路径表示不连通,从路网图中排除,非零路径表示连通保留。通过有权图中最短路径问题算法计算出两地之间最短路径即为最优规划路径。
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CN202211575047.1A CN116429132A (zh) | 2022-12-08 | 2022-12-08 | 基于动态加权路径规划的室内ar导航方法及导航系统 |
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Cited By (1)
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CN117850602A (zh) * | 2024-03-08 | 2024-04-09 | 厦门精图信息技术有限公司 | 一种ai电子地图及其智能应用方法 |
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2022
- 2022-12-08 CN CN202211575047.1A patent/CN116429132A/zh active Pending
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