RU2597517C1 - Method of in-room navigation using mobile device and graphic marks - Google Patents

Method of in-room navigation using mobile device and graphic marks Download PDF

Info

Publication number
RU2597517C1
RU2597517C1 RU2015108528/08A RU2015108528A RU2597517C1 RU 2597517 C1 RU2597517 C1 RU 2597517C1 RU 2015108528/08 A RU2015108528/08 A RU 2015108528/08A RU 2015108528 A RU2015108528 A RU 2015108528A RU 2597517 C1 RU2597517 C1 RU 2597517C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mobile device
room
column
label
numbers
Prior art date
Application number
RU2015108528/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Олегович Логинов
Даниил Олегович Неделин
Original Assignee
Станислав Олегович Логинов
Даниил Олегович Неделин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Станислав Олегович Логинов, Даниил Олегович Неделин filed Critical Станислав Олегович Логинов
Priority to RU2015108528/08A priority Critical patent/RU2597517C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2597517C1 publication Critical patent/RU2597517C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Navigation (AREA)

Abstract

FIELD: navigation.
SUBSTANCE: invention relates to navigation. Method of in-room navigation comprises placing marks in the form of monochromatic or colour two-dimensional images with preset format, which are graphic codes of their individual numbers and represent encoded two-dimensional codes of their number, on any horizontal or vertical surfaces inside premises, preferably so, that in any direction of view the camera lens of the mobile device can get at least one mark, composing a diagram of marks arrangement in each specific room, composing a list of indicators with assigning an identifier to each indicator, composing a table containing two columns of the marks numbers, which compose unique combinations of the marks numbers in rows of the first and the second columns, including those marks numbers combinations, where the number of a mark from the first column is equal to the number of a mark from the second column, in the third column - identifier of the indicator pointing at the direction of the shortest path from the initial point in the room associated with a mark with a number from the first column to the target point associated with a mark with a number from the second column, herewith if the numbers in the first and the second columns coincide, the indicator identifier is used, which denotes achieving the target, installation of software on the user mobile device equipped with a video camera, selection of a destination point from the list of all points of the room, in which there is at least one mark, overview of the room by means of the mobile device with the software running and receiving an image from the mobile device camera providing output of the obtained image on the display, processing the obtained image, detection of graphical marks of the preset format compensating the perspective, decoding marks, obtaining the numbers of recognized marks, the graphical indicator output on the display of the user mobile device by overlaying the image obtained from the mobile device an image of the graphical indicator pointing at the direction of the shortest path to the point in the room where the target mark is.
EFFECT: technical result is efficient in-room navigation.
1 cl, 10 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к области навигации, а именно к способу навигации в помещениях и на ограниченных открытых территориях.The present invention relates to the field of navigation, and in particular to a method for navigating indoors and in limited open areas.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Известен способ определения местоположения объекта при использовании глобальных навигационных спутниковых систем, заключающийся в том, что принимают сигналы от первой GPS и второй ГЛОНАСС орбитальных группировок навигационных спутников; производят первичную цифровую обработку навигационных сигналов с выделением эфемерид и псевдодальностей; рассчитывают скорректированные псевдодальности; прогнозируют координаты спутников по актуальным эфемеридам на моменты времени излучения навигационных сигналов; определяют координаты х, y, z, временной параметр a1, соответствующий расхождению часов навигационного приемника от системного времени первой орбитальной группировки, и временной параметр а2, соответствующий расхождению часов навигационного приемника от системного времени второй орбитальной группировки методом наименьших квадратов, используя информацию от всех спутников с одинаковым весом первой и второй орбитальных группировок, путем аналитического решения системы нелинейных уравнений с минимизацией невязок; проверяют выполнимость условия a1<ε, где ε - допустимая величина невязки по времени между шкалой навигационного приемника и системного времени глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС); подводят часы навигационного приемника до системного времени ГНСС; сглаживают результаты определения фильтром Калмана; записывают результаты определения х, y, z, a1, а2 и выводят их для пользователя (патент RU 2 492 499, опубл. 10.09.2013).A known method for determining the location of an object using global navigation satellite systems is that they receive signals from the first GPS and second GLONASS orbital constellations of navigation satellites; primary digital processing of navigation signals with the allocation of ephemeris and pseudorange; corrected pseudo-ranges are calculated; predicting the coordinates of the satellites according to the actual ephemeris at time instants of radiation of navigation signals; determine the coordinates x, y, z, the time parameter a1 corresponding to the divergence of the clock of the navigation receiver from the system time of the first orbital group, and the time parameter a2, corresponding to the difference of the clock of the navigation receiver from the system time of the second orbital group using the least squares method, using information from all satellites with the same weight of the first and second orbital groupings, by analytically solving a system of nonlinear equations with minimizing residuals; verify the validity of the condition a1 <ε, where ε is the permissible time difference between the scale of the navigation receiver and the system time of the global navigation satellite system (GNSS); bring the navigation receiver clock to the GNSS system time; smooth the results of the Kalman filter determination; write down the results of determining x, y, z, a1, a2 and display them for the user (patent RU 2 492 499, publ. 09/10/2013).

Известна спутниковая навигационная система для замкнутого пространства, включающая в себя: а) по меньшей мере одну станцию приема спутниковых сигналов, расположенную за пределами замкнутого пространства, предназначенную для приема спутниковых сигналов, передаваемых совокупностью спутников, и определения соответствующей передаваемым сигналам информации, имеющей отношение к синхронизации времени; b) по меньшей мере одну локальную передающую станцию, расположенную в пределах данного замкнутого пространства, предназначенную для передачи локального сигнала, совместимого с передаваемыми спутниковыми сигналами; и с) канал связи, предназначенный для передачи информации, имеющей отношение к самосогласованию, между каждой из станций и по меньшей мере одной другой станцией; причем каждая локальная передающая станция использует информацию, имеющую отношение к самосогласованию, для формирования упомянутого локального сигнала; и причем по меньшей мере один локальный сигнал предоставляет навигационную информацию, пригодную к использованию приемником спутниковой навигационной системы (заявка на изобретение RU 2013 105 411, опубл. 20.08.2014).Known satellite navigation system for confined space, including: a) at least one station for receiving satellite signals located outside the confined space, designed to receive satellite signals transmitted by a set of satellites, and determine the information corresponding to the transmitted signals related to synchronization time; b) at least one local transmitting station located within a given confined space, designed to transmit a local signal compatible with transmitted satellite signals; and c) a communication channel for transmitting information related to self-consistency between each station and at least one other station; wherein each local transmitting station uses information related to self-consistency to form said local signal; and wherein at least one local signal provides navigation information suitable for use by a receiver of a satellite navigation system (patent application RU 2013 105 411, publ. 08.20.2014).

Системы спутниковой навигации позволяют расширить функциональные возможности, однако не применимы в помещениях, в которые спутниковые сигналы не доходят должным образом, и не является экономически обоснованным для решения поставленной задачи.Satellite navigation systems allow you to expand the functionality, but are not applicable in rooms where satellite signals do not reach properly, and is not economically feasible to solve the problem.

Известен способ магнитной навигации по геомагнитным разрезам, содержащий эталонную карту магнитного поля Земли исследуемого района, измерения магнитного поля Земли с носителя, координаты начальной точки и штатную систему приближенного координирования носителя, отличающийся тем, что по эталонному и измеренному полям строят геомагнитные разрезы, по выбранным параметрам разреза (координаты объектов, магнитные массы и распределение в разрезе функции подобия теоретических аномалий-объектов на реальные) в заданном интервале наблюдения и заданном интервале глубин исключают ложные и мешающие объекты в заданных интервалах, сопоставляют полученные по измеренному и эталонному магнитным полям Земли разрезы посредством вычисления некоторого функционала типа корреляционной функции и поиска экстремума этой функции и определяют точные координаты носителя (патент RU 2530778, опубл. 10.10.2014). Описанный способ, в рамках поставленной задачи обеспечения навигации в помещении, отличается высокой сложностью реализации и низкой точностью, поскольку в помещении всегда присутствует множество динамически меняющихся магнитных аномалий (например, электропроводка).A known method of magnetic navigation along geomagnetic sections, containing a reference map of the Earth’s magnetic field of the investigated area, measuring the Earth’s magnetic field from the carrier, the coordinates of the starting point and a regular system of approximate coordination of the carrier, characterized in that geomagnetic sections are constructed from the reference and measured fields, according to the selected parameters section (coordinates of objects, magnetic masses and distribution in the context of the similarity function of theoretical anomalies of objects to real ones) in a given observation interval and the specified depth interval exclude false and interfering objects in the specified intervals, compare the sections obtained from the measured and reference magnetic fields of the Earth by calculating a certain functional such as the correlation function and search for the extremum of this function and determine the exact coordinates of the carrier (patent RU 2530778, publ. 10.10.2014) . The described method, in the framework of the task of providing navigation in the room, is characterized by high complexity of implementation and low accuracy, since there are always many dynamically changing magnetic anomalies in the room (for example, wiring).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату в области способа является способ, описанный в статье «Использование двумерных штрих-кодов для создания системы позиционирования и навигации в помещении» (Абдрахманова A.M., Намиот Д.Е.. Использование двумерных штрих-кодов для создания системы позиционирования и навигации в помещении. Сборник тезисов XX Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2013». М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2013). Согласно способу система реализована в виде веб-сайта, хранящего данные о каждой метке. Пользователь добавляет информацию о конкретной метке с помощью системы управления контентом сайта, отмечая ее местоположение на схеме помещения. Информация о каждой метке представлена отдельной веб-страницей, адрес которой кодируется двумерным штрих-кодом. Штрих-код располагается в той точке помещения, которая обозначена на схеме соответствующей меткой. Пользователь при помощи программного обеспечения на своем мобильном устройстве считывает штрих-код и переходит на страницу с информацией о метке, где обозначается ее положение на схеме. Способ отличается простотой и доступностью внедрения и сопровождения, может быть использован на всех моделях современных мобильных телефонов, однако, требует подключения к сети Интернет, не может использоваться для непрерывной навигации, поскольку для распознавания штрих-кода подразумевает остановку пользователя, не подразумевает расчет оптимального маршрута до места назначения.Closest to the invention in technical essence and the achieved result in the field of the method is the method described in the article "Using two-dimensional barcodes to create a positioning and navigation system in the room" (Abdrakhmanova AM, Namiot D.E. Using two-dimensional barcodes for creating a positioning and navigation system in the room. Abstracts of the XX International Scientific Conference of Students, Graduate Students and Young Scientists "Lomonosov-2013". M: Moscow State University named after MV Lomonosov, 2013). According to the method, the system is implemented in the form of a website storing data about each tag. The user adds information about a particular tag using the site’s content management system, noting its location on the layout of the room. Information about each tag is represented by a separate web page, the address of which is encoded by a two-dimensional bar code. The barcode is located at that point in the room, which is indicated on the diagram by the appropriate label. The user, using the software on his mobile device, reads the bar code and goes to the page with information about the tag, where its position on the diagram is indicated. The method is simple and easy to implement and maintain, it can be used on all models of modern mobile phones, however, it requires an Internet connection, cannot be used for continuous navigation, because for barcode recognition it means stopping the user, does not mean calculating the optimal route to destination

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей настоящего изобретения является разработка простого, экономичного способа навигации в помещении, который не использует средства радиосигналов, не требует подключения к Интернет, может быть использован для навигации в процессе движения и решает задачу выбора оптимального маршрута.The objective of the present invention is to develop a simple, economical way to navigate in a room that does not use radio signals, does not require an Internet connection, can be used for navigation during movement and solves the problem of choosing the optimal route.

Технический результат настоящего изобретения заключается в способе навигации, который не требует обнаружения текущей позиции объекта посредством радиосигналов, но решает задачу выбора дальнейшего направления движения и поиска кратчайшего пути. Внедрение системы требует предварительной разработки таблицы-схемы, основанной на схеме помещения, а также изготовления и размещения меток, положение которых может оставаться неизменным на протяжении всего функционирования помещения.The technical result of the present invention is a navigation method that does not require the detection of the current position of the object by means of radio signals, but solves the problem of choosing a further direction of movement and finding the shortest path. The introduction of the system requires the preliminary development of a table-diagram based on the layout of the room, as well as the manufacture and placement of labels, the position of which can remain unchanged throughout the functioning of the room.

Технический результат достигается тем, что внутри помещений и на ограниченных обустроенных территориях, на любых горизонтальных или вертикальных поверхностях, размещают специальные метки, составляют схему размещения меток, список указателей с присвоением идентификатора каждому указателю, таблицу, в которой содержатся уникальные сочетания номеров меток - исходных и целевых, а также идентификаторы указателей, обозначающих направление кратчайшего пути от текущего положения в помещении до целевого, устанавливают специальное программное обеспечение на мобильное устройство пользователя, оборудованное видеокамерой, запускают приложение на мобильном устройстве, выбирают место назначения из списка всех мест помещения, в которых расположена по крайней мере одна метка, производят обзор помещения при помощи мобильного устройства при включенном программном обеспечении, которое получает изображение с камеры мобильного устройства, выводит полученное изображение на экран, производит обработку полученного изображения, обнаружение исходных графических меток заданного формата, компенсацию перспективы, декодирование меток, получение номеров распознанных меток, наложение поверх изображения на экране мобильного устройства, полученного с камеры, изображения графического указателя, указывающего направление кратчайшего пути до места в помещении, где находится целевая метка.The technical result is achieved by the fact that indoors and on limited equipped areas, on any horizontal or vertical surfaces, place special labels, make a label placement scheme, a list of pointers with an identifier for each pointer, a table that contains unique combinations of label numbers - the original and target, as well as identifiers of pointers, indicating the direction of the shortest path from the current position in the room to the target, set a special program e software on a user’s mobile device equipped with a video camera launches the application on a mobile device, selects a destination from the list of all the locations in which at least one label is located, review the room using a mobile device with the software turned on, which receives the image from camera of a mobile device, displays the received image on the screen, processes the received image, the detection of the original graphic labels of a given shape that, perspective compensation, decoding of marks, obtaining the numbers of recognized marks, overlaying on top of the image on the screen of a mobile device received from the camera, an image of a graphic pointer indicating the direction of the shortest path to the place in the room where the target mark is located.

Варианты осуществления изобретенияEmbodiments of the invention

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

В помещении или на ограниченных обустроенных территориях на любых горизонтальных или вертикальных поверхностях размещают метки. Метка представляет собой монохромное или цветное двухмерное изображение, являющееся графическим кодом ее индивидуального номера (например, двухмерный штрих-код). Метки распечатывают на бумаге или любом другом носителе, или наносят непосредственно на поверхность. Размер и количество размещаемых меток выбирается эмпирически, исходя из площади помещения и расстояния, необходимого для распознавания метки. Оптимальный результат достигается, когда при любом направлении обзора в объектив камеры попадает как минимум одна метка. Составляется схема размещения меток в каждом конкретном помещении.In a room or in limited equipped areas, labels are placed on any horizontal or vertical surfaces. A label is a monochrome or color two-dimensional image, which is a graphic code of its individual number (for example, a two-dimensional bar code). Labels are printed on paper or any other medium, or applied directly to the surface. The size and number of tags placed empirically is selected based on the area of the room and the distance required for tag recognition. The best result is achieved when at least one mark falls into the camera lens for any direction of view. The layout of labels in each particular room is drawn up.

Далее составляют список указателей направления движения, присваивая каждому указателю свой идентификатор.Next, they compile a list of direction indicators, assigning each identifier its own identifier.

Далее составляют таблицу, содержащую три столбца: в двух столбцах (столбец 1 и столбец 2) указывают номера меток, в третьем (столбец 3) - идентификатор указателя. Каждая строка в столбцах 1 и 2 содержит уникальное сочетание номеров меток, в том числе сочетания, где номер в столбце 1 равен номеру в столбце 2. В столбце 3 содержится идентификатор указателя, обозначающего направление кратчайшего пути от места в помещении, где расположена метка с номером из столбца 1, до места в помещении, где расположена метка с номером из столбца 2. В строках, где номер в столбце 1 равен номеру в столбце 2, указывается идентификатор указателя, обозначающего достижение цели. Нумерация столбцов в таблице принципиального значения не имеет.Next, make up a table containing three columns: in two columns (column 1 and column 2) indicate label numbers, in the third (column 3) - identifier of the pointer. Each row in columns 1 and 2 contains a unique combination of label numbers, including combinations where the number in column 1 is equal to the number in column 2. Column 3 contains a pointer identifier indicating the direction of the shortest path from the place in the room where the label with the number is located from column 1, to the place in the room where the label with the number from column 2 is located. In the rows where the number in column 1 is equal to the number in column 2, the identifier of the pointer indicating the achievement of the goal is indicated. The numbering of the columns in the table does not matter.

На мобильное устройство пользователя, оборудованное видеокамерой, устанавливается специальное программное обеспечение (далее ПО). Пользователь запускает приложение на мобильном устройстве, выбирает место назначения из списка, в котором присутствуют все места помещения, в которых расположена по крайней мере одна метка.Special software (hereinafter referred to as software) is installed on a user's mobile device equipped with a video camera. The user launches the application on a mobile device, selects a destination from the list, which contains all the locations in which at least one label is located.

Пользователь осуществляет обзор помещения при помощи мобильного устройства при включенном ПО. ПО получает изображение с камеры мобильного устройства и выводит его на экран. ПО выполняет обработку полученного изображения, обнаруживает графические метки заданного формата, компенсирует перспективу, выполняет декодирование меток, получает номера распознанных меток. ПО накладывает изображение графического указателя поверх изображения, полученного с камеры мобильного устройства. Графический указатель выводится на экран мобильного устройства пользователя, указывая кратчайший путь до места в помещении, где находится целевая метка.The user reviews the room using a mobile device with the software turned on. The software receives the image from the camera of the mobile device and displays it on the screen. The software performs processing of the received image, detects graphic marks of a given format, compensates for the perspective, performs decoding of marks, receives the numbers of recognized marks. The software overlays the image of the graphic pointer on top of the image received from the camera of the mobile device. A graphic pointer is displayed on the screen of the user's mobile device, indicating the shortest path to the place in the room where the target mark is located.

В процессе работы ПО пользователь, осматривая помещение при помощи мобильного устройства и следуя по указателям на экране, достигает цели.In the process of the software, the user, inspecting the room using a mobile device and following the signs on the screen, reaches the goal.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

Фиг. 1 - план помещения.FIG. 1 - floor plan.

Фиг. 2 - план размещения меток в помещении.FIG. 2 - a plan for placing tags in a room.

Фиг. 3 - таблица идентификаторов указателей.FIG. 3 - table of identifiers of pointers.

Фиг. 4 - таблица направлений.FIG. 4 - table of directions.

Фиг. 5 - метка с позиционными ячейками.FIG. 5 - label with position cells.

На приведенном чертеже линии, разделяющие ячейки, нанесены с целью демонстрации способа. При печати метки линии не отображались.In the drawing, the lines separating the cells are plotted to demonstrate the method. When printing, line marks were not displayed.

Фиг. 6 - изображение с камеры смартфона.FIG. 6 - image from a smartphone camera.

Фиг. 7 - бинаризированная декодируемая область.FIG. 7 - binarized decoded area.

Фиг. 8 - результат распознавания метки.FIG. 8 is the result of label recognition.

Фиг. 9 - изображение со смартфона с наложенным указателем.FIG. 9 - image from a smartphone with a cursor over it.

Фиг. 10 - изображение со смартфона с наложенным указателем при достижении цели.FIG. 10 - image from a smartphone with a pointer over it when it reaches the goal.

Далее изобретение описано в приведенных ниже не ограничивающих область данного изобретения примерах.The invention is further described in the following non-limiting examples of the invention.

Пример 1Example 1

Для экспериментального помещения площадью 560 м кв. (Фиг. 1) составили схему размещения меток (Фиг. 2), составили список указателей, присвоив каждому указателю идентификатор (Фиг. 3), подготовили таблицу (далее - Таблица направлений), содержащую 3 столбца: в столбцах 1 и 2 разместили номера меток, в столбце 3 разместили идентификатор указателя. Таблицу составили таким образом, что каждая строка в столбцах 1 и 2 содержит уникальное сочетание номеров меток, в том числе сочетания, где номер в столбце 1 равен номеру в столбце 2. В столбце 3 разместили идентификатор указателя, обозначающего направление кратчайшего пути от места в помещении, где расположена метка с номером из столбца 2, до места в помещении, где расположена метка с номером из столбца 1. В строках, где номер в столбце 1 равен номеру в столбце 2, указали идентификатор указателя, обозначающего достижение цели (Фиг. 4).For the experimental premises with an area of 560 square meters. (Fig. 1) compiled a label placement scheme (Fig. 2), compiled a list of pointers, assigned an identifier to each pointer (Fig. 3), prepared a table (hereinafter referred to as the Direction Table) containing 3 columns: in the columns 1 and 2, the label numbers were placed , in column 3 placed the identifier of the pointer. The table was compiled in such a way that each row in columns 1 and 2 contains a unique combination of label numbers, including combinations where the number in column 1 is equal to the number in column 2. Column 3 contains the identifier of the pointer indicating the direction of the shortest path from the room , where the label with the number from column 2 is located, to the place in the room where the label with the number from column 1 is located. In the rows where the number in column 1 is equal to the number in column 2, the identifier of the pointer indicating achievement of the goal was indicated (Fig. 4) .

Далее подготовили графические метки, представляющие собой закодированный двухмерный код своего номера, а именно квадратную матрицу, состоящую из квадратных ячеек, каждая из которых равномерно закрашена черным или имеет цвет поверхности, на которую нанесена метка. Ячейке, закрашенной черным цветом, присвоили значение «1», не закрашенной ячейке присвоили значение «0». Выбрали бинарную размерность номера метки: 15 бит, что позволяет подготовить 215 различных меток. Для помехоустойчивости графического кода метки номер метки закодировали по методу Хемминга.Next, we prepared graphic labels, which are an encoded two-dimensional code of their number, namely, a square matrix consisting of square cells, each of which is uniformly painted black or has the color of the surface on which the label is applied. The cell shaded in black was assigned the value “1”, the cell not shaded was assigned the value “0”. We chose the binary dimension of the label number: 15 bits, which allows you to prepare 2 15 different labels. For noise immunity of the graphic code of the label, the label number was encoded according to the Hamming method.

С учетом избыточности кода Хемминга итоговая длина кода номера метки составила 30 бит. Добавили контрольную сумму, используемую при декодировании для проверки правильности распознанного кода - 6 бит. Контрольную сумму также закодировали по методу Хемминга. С учетом избыточности кода Хемминга итоговая длина кода контрольной суммы составила 12 бит. Получили итоговую длину кода (номер метки + контрольная сумма) - 42 бита.Given the redundancy of the Hamming code, the total length of the label number code was 30 bits. Added the checksum used during decoding to verify the correctness of the recognized code - 6 bits. The checksum was also encoded using the Hamming method. Given the redundancy of the Hamming code, the final length of the checksum code was 12 bits. We got the total code length (label number + checksum) - 42 bits.

Выбранный размер графической метки составил 11*11 ячеек, при этом внешние ячейки были закрашены в черный цвет и образовали замкнутый контур. Затем разместили внутренний ряд не закрашенных ячеек. Получили внутреннее поле графической метки размером 7*7 ячеек.The selected size of the graphic label was 11 * 11 cells, while the outer cells were painted black and formed a closed loop. Then placed the inner row of unfilled cells. Received the internal field of the graphic label size 7 * 7 cells.

На внутреннем поле зафиксировали цвет семи ячеек (позиционные ячейки), чтобы по ним определять ориентацию метки (обозначены знаком «х», Фиг. 5).The color of seven cells (position cells) was fixed on the internal field to determine the orientation of the label (indicated by the “x”, Fig. 5).

Каждую метку распечатали на отдельном листе формата А4, с сохранением пропорций метки. Метки разместили согласно схеме размещения меток на вертикальных поверхностях экспериментального помещения. Всего разместили 32 метки.Each label was printed on a separate sheet of A4 format, while maintaining the proportions of the label. The tags were placed according to the layout of tags on the vertical surfaces of the experimental room. Just posted 32 tags.

На мобильное устройство (смартфон) Sony Xperia с установленной операционной системой Google Android 4.4 установили программное обеспечение (ПО). Находясь в помещении №7, запустили приложение на мобильном устройстве, выбрали место назначения из списка, в котором присутствуют все места, в которых расположена, как минимум, одна метка, конкретно помещение №9, в котором расположена метка с номером 1105. Запустили процесс навигации к целевой метке. Выполнили обзор при помощи мобильного устройства при включенном ПО. ПО получило изображение с камеры мобильного телефона и вывело его на экран, произвело обработку полученного с камеры кадра: перевело режим изображения в градации серого. После изменения режима на полученном кадре был выполнен поиск замкнутых контуров типа «замкнутый квадрат» (Фиг. 6). Далее устранили перспективу декодируемой области (части кадра, ограниченного найденным замкнутым контуром), произвели бинаризацию декодируемой области, а именно пороговым методом (порог 50%) заменили цвет каждого пикселя декодируемой области на один из двух цветов: белый или черный (Фиг. 7). Декодируемую область разделили на ячейки: 11 по вертикали и 11 по горизонтали. Получили значения бит кода и позиционных ячеек распознаваемой метки: для каждой ячейки вычислили количество черных пикселей. Если это количество превышает половину от общего количества пикселей ячейки, то принимаем значение ячейки равным "1", иначе - равным "0" (Фиг. 8). Определили ориентацию положения декодируемой области по позиционным ячейкам - ориентация основная, поворачивать декодируемую область не нужно. Выстроили код из значений ячеек декодируемой области. Получили следующий код:On a mobile device (smartphone) Sony Xperia with installed Google Android 4.4 operating system installed software (software). While in room No. 7, we launched the application on a mobile device, chose a destination from the list, which contains all the places where at least one label is located, specifically room No. 9, in which the label with number 1105 is located. We started the navigation process to the target label. Surveyed using a mobile device with the software turned on. The software received the image from the camera of the mobile phone and displayed it on the screen, processed the image received from the camera: it switched the image mode in grayscale. After changing the mode on the received frame, a search for closed loops of the "closed square" type was performed (Fig. 6). Then they removed the perspective of the decoded area (the part of the frame limited by the found closed loop), binarized the decoded area, namely, the threshold method (50% threshold) replaced the color of each pixel of the decoded area with one of two colors: white or black (Fig. 7). The decoded area was divided into cells: 11 vertically and 11 horizontally. The values of the code bits and positional cells of the recognized label were obtained: for each cell, the number of black pixels was calculated. If this number exceeds half of the total number of pixels in the cell, then we take the cell value equal to "1", otherwise - equal to "0" (Fig. 8). We determined the orientation of the decoded area by position cells - the orientation is basic, you do not need to rotate the decoded area. We built the code from the values of the cells of the decoded area. Got the following code:

"001011101101001011111000000000111000100110"."001011101101001011111000000000111000100110".

Декодировали код по методу Хемминга с корректировкой ошибок, получили откорректированный номер метки в двоичном виде: "00001111101111"; откорректированное значение контрольной суммы: "101111". Выполнили проверку контрольной суммы: вычислили контрольную сумму (остаток от деления на 26) и сравнили со значением контрольной суммы откорректированного кода:The code was decoded according to the Hamming method with error correction, and the corrected label number was obtained in binary form: "00001111101111"; corrected checksum value: "101111". The checksum was checked: the checksum was calculated (the remainder of dividing by 26) and compared with the corrected checksum value of the correct code:

00001111101111/01000000=10111100001111101111/01000000 = 101111

Значение вычисленной контрольной суммы совпало со значением распознанной части кода, соответствующей контрольной сумме, следовательно, приняли, что номер метки распознан правильно.The value of the calculated checksum coincided with the value of the recognized part of the code corresponding to the checksum, therefore, it was assumed that the label number was recognized correctly.

Преобразовали двоичный код номера в десятичный, получили номер 1007. В Таблице направлений произвели поиск строки, где значение в первом столбце равно номеру целевой метки 1105, значение во втором столбце равно распознанному номеру метки 1007. По значению третьего столбца получили идентификатор указателя: 3.We converted the binary code of the number to decimal, got the number 1007. In the Direction Table, we searched for a line where the value in the first column is equal to the number of the target label 1105, the value in the second column is equal to the recognized label number 1007. By the value of the third column, we got the identifier of the pointer: 3.

Графическое изображение указателя, соответствующее найденному идентификатору, наложили на исходное изображении с камеры в том месте, где был получен исходный замкнутый контур (Фиг. 9).A graphic image of the pointer corresponding to the identifier found was superimposed on the original image from the camera in the place where the original closed loop was obtained (Fig. 9).

Проследовали по помещению в направлении по указателю.We followed the premises in the direction of the sign.

Продолжили осматривать помещение для получения следующих указателей.Continued to inspect the room for the following signs.

Дальнейший покадровый анализ изображения и вывод указателей на экран происходил аналогичным образом.Further frame-by-frame image analysis and display of pointers on the screen occurred in a similar way.

Следовали по указателям на экране мобильного устройства по помещению, пока не получили на экране указатель, обозначающий достижение цели (Фиг 10).Followed the signs on the screen of the mobile device in the room, until they received a pointer on the screen indicating the achievement of the goal (Fig 10).

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Способ навигации внутри помещения с применением графических меток имеет широкое применение при осуществлении навигации в любых зданиях с множеством внутренних помещений, таких как торгово-развлекательные центры, аэропорты, экспоцентры, автопарковки, а также на ограниченных обустроенных территориях, таких как парки развлечений, зоопарки.The method of indoor navigation using graphic labels is widely used in navigation in any buildings with many indoor facilities, such as shopping and entertainment centers, airports, exhibition centers, car parks, as well as in limited equipped areas, such as amusement parks, zoos.

Claims (1)

Способ навигации в помещении, включающий размещение меток в виде монохромных или цветных двумерных изображений, которые имеют заданный формат, являются графическими кодами их индивидуальных номеров и представляют собой закодированный двухмерный код своего номера, на любых горизонтальных или вертикальных поверхностях внутри помещений, предпочтительно таким образом, чтобы при любом направлении обзора в объектив камеры мобильного устройства попадала как минимум одна метка, составление схемы размещения меток в каждом конкретном помещении, составление списка указателей с присвоением идентификатора каждому указателю, составление таблицы, содержащей в двух столбцах номера меток, образующих в строках первого и второго столбцов уникальные сочетания номеров меток, включая те сочетания номеров меток, в которых номер метки из первого столбца равен номеру метки из второго столбца, в третьем столбце - идентификатор указателя, обозначающего направление кратчайшего пути от исходного места в помещении, обозначенного меткой с номером из первого столбца, до целевого места, обозначенного меткой с номером из второго столбца, при этом при совпадении номеров в первом и втором столбцах используется идентификатор указателя, обозначающего достижение цели, установка программного обеспечения на мобильное устройство пользователя, оборудованное видеокамерой, выбор места назначения из списка всех мест помещения, в которых расположена по крайней мере одна метка, обзор помещения при помощи мобильного устройства при включенном программном обеспечении, получающего изображение с камеры мобильного устройства, производящего вывод полученного изображения на экран, обработку полученного изображения, обнаружение графических меток заданного формата, осуществляющего компенсацию перспективы, производящего декодирование меток, получение номеров распознанных меток, вывод графического указателя на экран мобильного устройства пользователя путем наложения поверх изображения, полученного с камеры мобильного устройства, изображения графического указателя, указывающего направление кратчайшего пути до места в помещении, где находится целевая метка. A method of navigating indoors, including placing labels in the form of monochrome or color two-dimensional images that have a given format, are graphic codes of their individual numbers and represent a coded two-dimensional code of their number, on any horizontal or vertical indoor surfaces, preferably so that for any direction of view, at least one mark got into the camera’s lens of the mobile device, drawing up the layout of the marks in each specific room nii, compiling a list of pointers with assigning an identifier to each pointer, compiling a table containing the label numbers in two columns that form unique combinations of label numbers in the rows of the first and second columns, including those label number combinations in which the label number from the first column is equal to the label number from the second column, in the third column - the identifier of the pointer indicating the direction of the shortest path from the source location in the room, indicated by a label with the number from the first column, to the target location, marked with a label with a number from the second column, and if the numbers in the first and second columns coincide, the identifier of the pointer is used to indicate the achievement of the goal, installation of software on the user's mobile device equipped with a video camera, selection of a destination from the list of all the locations in which at least one label, viewing the room using a mobile device with the software turned on, receiving the image from the camera of a mobile device producing displaying the received image on the screen, processing the received image, detecting graphic labels of a given format, performing perspective compensation, decoding the labels, obtaining the numbers of recognized labels, displaying a graphic pointer on the screen of the user's mobile device by overlaying on top of the image received from the camera of the mobile device a graphic image a pointer indicating the direction of the shortest path to the place in the room where the target mark is located.
RU2015108528/08A 2015-03-11 2015-03-11 Method of in-room navigation using mobile device and graphic marks RU2597517C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015108528/08A RU2597517C1 (en) 2015-03-11 2015-03-11 Method of in-room navigation using mobile device and graphic marks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015108528/08A RU2597517C1 (en) 2015-03-11 2015-03-11 Method of in-room navigation using mobile device and graphic marks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2597517C1 true RU2597517C1 (en) 2016-09-10

Family

ID=56892808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015108528/08A RU2597517C1 (en) 2015-03-11 2015-03-11 Method of in-room navigation using mobile device and graphic marks

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2597517C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112595309A (en) * 2020-11-25 2021-04-02 南京维沃软件技术有限公司 Navigation method and device and electronic equipment

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5899956A (en) * 1998-03-31 1999-05-04 Advanced Future Technologies, Inc. Vehicle mounted navigation device
US20060244830A1 (en) * 2002-06-04 2006-11-02 Davenport David M System and method of navigation with captured images
JP2008070557A (en) * 2006-09-13 2008-03-27 Clarion Co Ltd Landmark display method, navigation device, on-vehicle equipment, and navigation system
RU2361177C2 (en) * 2003-02-26 2009-07-10 Томтом Интернэшнл Б.В. Navigation device with touchscreen
US20110082668A1 (en) * 2009-10-06 2011-04-07 Escrig M Teresa Systems and methods for establishing an environmental representation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5899956A (en) * 1998-03-31 1999-05-04 Advanced Future Technologies, Inc. Vehicle mounted navigation device
US20060244830A1 (en) * 2002-06-04 2006-11-02 Davenport David M System and method of navigation with captured images
RU2361177C2 (en) * 2003-02-26 2009-07-10 Томтом Интернэшнл Б.В. Navigation device with touchscreen
JP2008070557A (en) * 2006-09-13 2008-03-27 Clarion Co Ltd Landmark display method, navigation device, on-vehicle equipment, and navigation system
US20110082668A1 (en) * 2009-10-06 2011-04-07 Escrig M Teresa Systems and methods for establishing an environmental representation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112595309A (en) * 2020-11-25 2021-04-02 南京维沃软件技术有限公司 Navigation method and device and electronic equipment
CN112595309B (en) * 2020-11-25 2024-01-16 南京维沃软件技术有限公司 Navigation method and device and electronic equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8269643B2 (en) Positioning/navigation system using identification tag and position/navigation method
EP2737279B1 (en) Variable density depthmap
CN102915310B (en) One map generalization method electronically, air navigation aid and device
CN101952688A (en) Method for map matching with sensor detected objects
CN103703758A (en) Mobile augmented reality system
CN105116390B (en) Towards marine radar calibration measured value and AIS true value point to construction method
US20180348352A1 (en) Method and apparatus for determining the location of a static object
CN103727919B (en) A kind of stationary orbit geostationary satellite numeral method for searching star
CN104254755A (en) Optical measurement system, method and scaleplate therefor
CN113139031B (en) Method and related device for generating traffic sign for automatic driving
CN103063220B (en) A kind of automobile navigation method and auto-navigation system
US20170082440A1 (en) Information processing system, information processing method, and non-transitory computer readable storage medium
KR20160027605A (en) Method for locating indoor position of user device and device for the same
CN104144005A (en) Bluetooth positioning system
US20070233366A1 (en) Method and device including a map medium for correcting navigation information
RU2597517C1 (en) Method of in-room navigation using mobile device and graphic marks
CN108512888A (en) A kind of information labeling method, cloud server, system, electronic equipment and computer program product
CN105043375A (en) Navigation method, navigation system and corresponding mobile terminal
Vallet García et al. RTK+ OSNMA positioning for road applications: an experimental performance analysis in Finland
CN110426034A (en) Indoor orientation method based on cartographic information auxiliary inertial navigation array
Zohar et al. GIScience integrated with computer vision for the examination of old engravings and drawings
Madimarova et al. Advanced topographic-geodetic surveys and GNSS methodologies in urban planning
RU2706444C1 (en) Method for local navigation of mobile object
Mutluoglu et al. Accuracy and cost comparison of spatial data-acquisition methods for the development of geographical information systems
RU2504833C1 (en) Method of displaying surrounding environment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180312