[发明专利]一种室内三维空间实时路径导航方法及导航系统

说明书

本发明公开了一种室内三维空间实时路径导航方法及导航系统，该方法包括：根据室内平面图纸建立三维网格模型；根据起点位置信息、目的地位置信息以及人流量信息，在三维网格数据模型中寻找最近的不拥堵的网格组成导航路径。该系统包括：采集器、接收器以及处理器，其中：采集器用于采集起点位置信息以及人流量信息；接收器用于接收采集器所采集的起点位置信息以及室内人流量信息，还用于接收终点位置信息；处理器用于对接收器所接收的起点位置信息、终点位置信息以及室内人流量信息进行处理，得到导航路线。本发明的室内三维空间实时路径导航方法及导航系统，充分考虑了室内环境中障碍物及人流分布的情况，能够使人员在陌生环境中快速到达目的地。

技术领域

本发明涉及室内导航技术领域，特别涉及一种室内三维空间实时路径导航方法及导航系统。

背景技术

全球定位系统(GPS)和北斗卫星导航系统等，因为具有在全球范围内全天候、连续、实时工作的特点，已经被广泛应用于各行各业中。其中，最贴近日常生活的应用莫过于室外定位与导航。同时，随着智能手机的普及以及移动互联网的发展，应用市场上出现越来越多基于地理位置的APP。即使在陌生的地方，想去哪儿和查询周边设施、商铺都只需搜索几秒钟，应用便会指示从当前位置如何最快的到达目的地，为人们在世界各地的大街小巷自由出行提供了极大的便利。

但如果目的地是商场内的某家商铺，以上定位技术却不能够准确的指示商场门口到商铺之间的路径。因为其定位精度在10m左右，相对室内导航要求的1m左右的精度还有一定的差距。且室内环境复杂，特别是一些大型商场，可接收到的GPS卫星信号容易受到墙体等障碍物的阻隔而大大减弱或者产生多路径效应，使得定位精度大大降低。所以，卫星定位在室外开阔地区能够很好的定位，而在复杂的室内环境中却无法精准定位。

室内导航是在室内地图和室内定位技术基础上为在大型建筑内活动的用户提供最优路径的地图服用应用，与室内定位和路径规划紧密相关。Google、Baidu等多家地图行业都开始大量投入室内地图方面的业务，但Google公司绘制室内地图进展最快的也仅仅只覆盖了北美、欧洲、澳大利亚和日本等地的总计1万多家大型场馆，Baidu目前仅覆盖北京的6家大型商场。在室内定位技术方面，比较成熟的包括蓝牙、Wi-Fi、RFID、Zigbee、超宽带、地磁等技术。目前国内许多购物中心、机场等室内场所都布有Wi-Fi热点，利用已经存在的Wi-Fi热点，无需额外设备，即可实现定位、导航，其定位精度为3米-15米。但具有较强的时变特性，且训练数据采集工作量大，不适于高精度实时跟踪场景。

与室内定位技术相同，室内空间建模以及路径搜索算法尚缺乏成熟的理论和技术。一些研究者将室外路径搜索方法应用于室内环境，通过提取走廊、通道的中心线和房间、大厅的几何中心点构建点线拓扑关系，从而使用寻路算法进行路径规划。但此种建模方法不能够准确的体现真实环境，例如，障碍物。并且，现有的导航方法没有考虑实时人流情况，人员根据此导航路线可以到达目的地，但是途中可能存在拥堵情况，不能快速到达目的地。

综上所述，国内甚至全球内，室内定位与导航尚未有一套成熟的解决方案。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种室内三维空间实时路径导航方法及导航系统，充分考虑了室内环境中障碍物以及人流分布的情况，解决了人员在室内环境中无法正确、快速地找到目的地的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种室内三维空间实时路径导航方法，其包括以下步骤：

S11：根据室内平面图纸建立三维网格模型；

S12：根据起点位置信息、目的地位置信息以及人流量信息，在三维网格数据模型中寻找最近的不拥堵的网格组成导航路径。

较佳地，所述步骤S11进一步包括：

S111：将室内平面图纸转换为预设格式的数据；