室內(nèi)地磁導(dǎo)航基準(zhǔn)圖生成方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及室內(nèi)地磁導(dǎo)航領(lǐng)域，尤其涉及一種室內(nèi)地磁導(dǎo)航基準(zhǔn)圖生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會的發(fā)展，大型購物廣場、大型辦公樓、圖書館、地下停車庫、大型超市會議 中心、醫(yī)院等逐漸成為人們工作、生活、娛樂的主要場所，常常需要確定當(dāng)前位置信息及到 達(dá)目的地的路徑信息，這就需要有一種室內(nèi)導(dǎo)航手段來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位導(dǎo)航。
[0003] 目前，應(yīng)用廣泛的GPS定位導(dǎo)航手段由于受到建筑物的遮擋，在室內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)移 動(dòng)終端與衛(wèi)星的通信而無法完成室內(nèi)精確定位導(dǎo)航。近幾年，Wi-Fi技術(shù)的迅速發(fā)展及廣泛 應(yīng)用，似乎成為室內(nèi)導(dǎo)航很好的選擇，但Wi-Fi技術(shù)過分依賴于信號收發(fā)器，且覆蓋范圍有 限，另外，由于室內(nèi)導(dǎo)航時(shí)需要Wi-Fi信號穿越建筑物墻體而發(fā)生信號的衰減和反射，使得 信號衰減模型因建筑材料的不同難以建立精確的信號傳播模型，定位精度難以保證，同時(shí)， 用于定位的信號發(fā)射器能耗也較高。
[0004] 地磁場是矢量場，從理論上講，地球表面上任意一點(diǎn)的地磁場信息都不完全相同， 這就為地磁導(dǎo)航提供了理論基礎(chǔ)。同時(shí)，由于建筑材料及室內(nèi)固定設(shè)施的磁性影響，使得室 內(nèi)地磁場環(huán)境更加復(fù)雜。因此，地磁場可作為室內(nèi)導(dǎo)航的天然坐標(biāo)系。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)室內(nèi)地磁導(dǎo)航基準(zhǔn)圖生成方法，首先需要采集室內(nèi)地磁場數(shù)據(jù)，建立地 磁場基準(zhǔn)圖。但由于室內(nèi)（如超市）設(shè)施往往沒有具體的坐標(biāo)信息且布局時(shí)常發(fā)生變化， 如果按照常規(guī)測量手段，利用測量儀器精確測量得到每個(gè)設(shè)施的坐標(biāo)信息顯然十分麻煩， 并且室內(nèi)測繪由于通視條件差，實(shí)現(xiàn)起來也十分困難。此外，由于室內(nèi)的設(shè)施布局很容易發(fā) 生改變，且這種改變會造成地磁場的變化，這增加了室內(nèi)地磁場數(shù)據(jù)的采集和維護(hù)的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種室內(nèi)地磁導(dǎo)航基準(zhǔn)圖生成方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中的測量手段建立 地磁場基準(zhǔn)圖實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，后期更新維護(hù)困難的技術(shù)問題。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0008] 一種室內(nèi)地磁導(dǎo)航基準(zhǔn)圖生成方法，包括：
[0009] 構(gòu)建室內(nèi)平面圖；
[0010] 以所述室內(nèi)平面圖的像素空間為基礎(chǔ)，建立坐標(biāo)系；
[0011] 在構(gòu)建完成的室內(nèi)平面圖基礎(chǔ)上，繪制數(shù)據(jù)采集路段，根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集路段提 取起始節(jié)點(diǎn)和終止節(jié)點(diǎn)，并建立節(jié)點(diǎn)與路段的拓?fù)潢P(guān)系；
[0012] 確定數(shù)據(jù)采集路段，通過智能手機(jī)沿?cái)?shù)據(jù)采集路段勻速采集智能手機(jī)機(jī)身坐標(biāo)系 下的地磁場三分量數(shù)據(jù)，并記錄地磁場的坐標(biāo)；
[0013] 根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的智能手機(jī)的姿態(tài)信息，獲得智能手機(jī)相對于初始化狀態(tài)的瞬時(shí)姿 態(tài)參數(shù)，所述姿態(tài)參數(shù)為智能手機(jī)繞自身坐標(biāo)系X，Y，Z軸的旋轉(zhuǎn)角度爐，ΛΤ;
[0014] 根據(jù)所述姿態(tài)參數(shù)，將采集的地磁場三分量數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，獲得絕對坐標(biāo)系 下的地磁場三分量數(shù)值，并保存至數(shù)據(jù)庫，以生成室內(nèi)地磁導(dǎo)航基準(zhǔn)圖。
[0015] -種室內(nèi)地磁導(dǎo)航基準(zhǔn)圖生成系統(tǒng)，包括：
[0016] 坐標(biāo)構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建室內(nèi)平面圖，并以所述室內(nèi)平面圖的像素空間為基礎(chǔ)，建 立坐標(biāo)系；
[0017] 拓?fù)浣⒛K，用于在構(gòu)建完成的室內(nèi)平面圖基礎(chǔ)上，繪制數(shù)據(jù)采集路段，根據(jù)所 述數(shù)據(jù)采集路段提取起始節(jié)點(diǎn)和終止節(jié)點(diǎn)，并建立節(jié)點(diǎn)與路段的拓?fù)潢P(guān)系；
[0018] 數(shù)據(jù)采集模塊，用于確定數(shù)據(jù)采集路段，通過智能手機(jī)沿?cái)?shù)據(jù)采集路段勻速采集 智能手機(jī)機(jī)身坐標(biāo)系下的地磁場三分量數(shù)據(jù)，并記錄地磁場的坐標(biāo)；
[0019] 姿態(tài)參數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的智能手機(jī)的姿態(tài)信息，獲得智能手機(jī)相 對于初始化狀態(tài)的瞬時(shí)姿態(tài)參數(shù)，所述姿態(tài)參數(shù)為智能手機(jī)繞自身坐標(biāo)系X，Y，Z軸的旋轉(zhuǎn) 角度扒AT;
[0020] 生成模塊，用于根據(jù)所述姿態(tài)參數(shù)，將采集的地磁場三分量數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，獲 得絕對坐標(biāo)系下的地磁場三分量數(shù)值，并保存至數(shù)據(jù)庫，以生成室內(nèi)地磁導(dǎo)航基準(zhǔn)圖。
[0021] 通過本發(fā)明提供的一種室內(nèi)地磁導(dǎo)航基準(zhǔn)圖生成方法及系統(tǒng)，構(gòu)建室內(nèi)平面圖， 以所述室內(nèi)平面圖的像素空間為基礎(chǔ)，建立坐標(biāo)系，在構(gòu)建完成的室內(nèi)平面圖基礎(chǔ)上，繪制 數(shù)據(jù)采集路段，根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集路段提取起始節(jié)點(diǎn)和終止節(jié)點(diǎn)，并建立節(jié)點(diǎn)與路段的拓 撲關(guān)系，確定數(shù)據(jù)采集路段，通過智能手機(jī)沿?cái)?shù)據(jù)采集路段勻速采集智能手機(jī)機(jī)身坐標(biāo)系 下的地磁場三分量數(shù)據(jù)，并記錄地磁場的坐標(biāo)，根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的智能手機(jī)的姿態(tài)信息，獲得 智能手機(jī)相對于初始化狀態(tài)的瞬時(shí)姿態(tài)參數(shù)，根據(jù)所述姿態(tài)參數(shù)，將采集的地磁場三分量 數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，獲得絕對坐標(biāo)系下的地磁場三分量數(shù)值，并保存至數(shù)據(jù)庫，以生成室內(nèi) 地磁導(dǎo)航基準(zhǔn)圖。本發(fā)明提高了地磁導(dǎo)航基準(zhǔn)圖的更新效率并節(jié)約了成本。
【附圖說明】
[0022] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所 需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施 例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可根據(jù)這些附圖獲 得其他的附圖。
[0023] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種室內(nèi)地磁導(dǎo)航基準(zhǔn)圖生成方法的流程圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種室內(nèi)地磁導(dǎo)航基準(zhǔn)圖生成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí) 施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0026] 如圖1為本發(fā)明實(shí)施例中提供一種室內(nèi)地磁導(dǎo)航基準(zhǔn)圖生成方法的流程圖，包 括：
[0027] 步驟101、構(gòu)建室內(nèi)平面圖；
[0028] 步驟102、以所述室內(nèi)平面圖的像素空間為基礎(chǔ)，建立坐標(biāo)系；
[0029] 步驟103、在構(gòu)建完成的室內(nèi)平面圖基礎(chǔ)上，繪制數(shù)據(jù)采集路段，根據(jù)所述數(shù)據(jù)采 集路段提取起始節(jié)點(diǎn)和終止節(jié)點(diǎn)，并建立節(jié)點(diǎn)與路段的拓?fù)潢P(guān)系；
[0030] 步驟104、確定數(shù)據(jù)采集路段，通過智能手機(jī)沿?cái)?shù)據(jù)采集路段勻速采集智能手機(jī)機(jī) 身坐標(biāo)系下的地磁場三分量數(shù)據(jù)，并記錄地磁場的坐標(biāo)；
[0031] 步驟105、根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的智能手機(jī)的姿態(tài)信息，獲得智能手機(jī)相對于初始化狀態(tài) 的瞬時(shí)姿態(tài)參數(shù)；
[0032] 其中，所述姿態(tài)參數(shù)為智能手機(jī)繞自身坐標(biāo)系X，Y，Z軸的旋轉(zhuǎn)角度叫爐，；
[0033] 步驟106、根據(jù)所述姿態(tài)參數(shù)，將采集的地磁場三分量數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，獲得絕 對坐標(biāo)系下的地磁場三分量數(shù)值，并保存至數(shù)據(jù)庫，以生成室內(nèi)地磁導(dǎo)航基準(zhǔn)圖。
[0034] 其中，為了提高采集數(shù)據(jù)的合理性，步驟104之后，包括：
[0035] 步驟104-a、利用均值窗口濾波法對智能手機(jī)采集的機(jī)身坐標(biāo)系下的地磁場三分 量數(shù)據(jù)進(jìn)行異常值剔除；
[0036] 步驟104-b、對數(shù)據(jù)采集路段上的前后至少兩個(gè)采集點(diǎn)的地磁場三分量數(shù)據(jù)求均 值，若采集點(diǎn)地磁場三分量數(shù)據(jù)與均值相差超過預(yù)設(shè)閾值，則剔除。
[0037] 由于室內(nèi)布局的變化，造成地磁場的改變，因此步驟106之后，包括：當(dāng)室內(nèi)布局 發(fā)生改變時(shí)，獲得室內(nèi)布局改變帶來的周圍磁場的影響距離，以室內(nèi)布局改變點(diǎn)為中心，以 影響距離為半徑，對地磁數(shù)據(jù)進(jìn)行空間緩沖區(qū)分析；獲得在緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集路段，查找 在數(shù)據(jù)采集路段上的節(jié)點(diǎn)、結(jié)點(diǎn)記錄；刪除在數(shù)據(jù)采集路段上的節(jié)點(diǎn)、結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)記錄；刪除 緩沖區(qū)內(nèi)的地?fù)?jù)采集路段記錄重新規(guī)劃數(shù)據(jù)采集路段，建立拓?fù)潢P(guān)系，并重新進(jìn)行數(shù)據(jù)采 集。
[0038] 步驟104中通過智能手機(jī)沿?cái)?shù)據(jù)采集路段勻速采集智能手機(jī)機(jī)身坐標(biāo)系下的地 磁場三分量數(shù)據(jù)的步驟，包括：
[0039] 步驟104-1、將所述智能手機(jī)置于標(biāo)定臺面上，屏幕朝上