一種室內(nèi)實景導(dǎo)航方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及室內(nèi)定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種室內(nèi)實景導(dǎo)航方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能移動終端及無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的人們使用智能手機來進行 定位和導(dǎo)航。面對廣泛的行人導(dǎo)航需求，移動終端行人導(dǎo)航應(yīng)用得到了來自手機產(chǎn)業(yè)與基 于位置服務(wù)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，已經(jīng)成為移動手機產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵應(yīng)用之一。
[0003] 行人導(dǎo)航是指在實時定位的基礎(chǔ)上，使用電子地圖、實景影像等引導(dǎo)信息幫助行 人到達目的地的技術(shù)和方法。目前的行人導(dǎo)航系統(tǒng)主要仍停留在使用平面地圖的路徑規(guī)劃 和路徑引導(dǎo)，根據(jù)用戶輸入的起點和終點，系統(tǒng)自動生成一條導(dǎo)航路徑并且在平面地圖上 顯示出來。這種方式的導(dǎo)航忽略了行人對環(huán)境的感知，在導(dǎo)航過程中容易使人迷惑、產(chǎn)生認 知困難，進而會導(dǎo)致迷路。實景導(dǎo)航作為一種新興的導(dǎo)航方式，它將二維電子地圖所無法表 達的立面信息通過全景影像的方式呈現(xiàn)出來，大大降低了行人導(dǎo)航過程中的認知負擔、增 強了導(dǎo)航信心，提高了行人對導(dǎo)航路徑的確信程度。目前，谷歌、騰訊、百度等知名移動服務(wù) 公司已經(jīng)著手于實景導(dǎo)航軟件模塊的集成與開發(fā)，但是這些導(dǎo)航軟件在功能上僅僅類似于 實景瀏覽，需要用戶不斷的點擊交互，無法真正用于行人導(dǎo)航。高德公司推出的一款車載實 景導(dǎo)航軟件，利用增強現(xiàn)實的方法在實景圖像上疊加路徑引導(dǎo)箭頭，能夠減少司機迷路的 風(fēng)險。
[0004] 現(xiàn)有的實景導(dǎo)航技術(shù)和方法大多用于室外環(huán)境，室內(nèi)環(huán)境下的定位方法和定位精 度與室外有很大的不同，基于室外的實景導(dǎo)航方法無法直接用于室內(nèi)環(huán)境。當用戶處于大 型建筑物內(nèi)，無法獲取室內(nèi)導(dǎo)航數(shù)據(jù)，為用戶在室內(nèi)導(dǎo)航帶來了不便。
[0005] 因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提供一種室內(nèi)實景導(dǎo)航方法及系統(tǒng)，旨在 提供一種基于智能移動終端的室內(nèi)實景導(dǎo)航方法及系統(tǒng)，旨在克服傳統(tǒng)室內(nèi)導(dǎo)航過程中行 人對電子導(dǎo)航地圖的理解困難，容易產(chǎn)生迷惑，無法確認自身位置等問題。提出一種室內(nèi)全 景圖結(jié)合增強現(xiàn)實的實景導(dǎo)航方法，該方法能夠根據(jù)行人所在的位置自動推送實景導(dǎo)航影 像，并且在導(dǎo)航影像上疊加箭頭等路徑引導(dǎo)信息。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] -種室內(nèi)實景導(dǎo)航方法，其中，方法包括：
[0009] A、預(yù)先采集室內(nèi)全景影像及室內(nèi)全景影像的位置坐標，建立室內(nèi)全景影像間的拓 撲關(guān)系并存儲，生成室內(nèi)全景影像數(shù)據(jù)庫；
[0010] B、移動終端采集當前位置的實景影像，與室內(nèi)全景影像數(shù)據(jù)庫存儲的第一全景影 像進行匹配，獲取當前位置的初始坐標；
[0011] C、移動終端使用多源傳感器融合的室內(nèi)定位算法定位并跟蹤行人位置，當移動終 端檢測到用戶位置發(fā)生變化時，輸出實時室內(nèi)定位結(jié)果和行走軌跡；
[0012] D、根據(jù)實時室內(nèi)定位結(jié)果，獲取與室內(nèi)定位結(jié)果距離最近的室內(nèi)全景影像數(shù)據(jù)庫 中的第二全景影像作為導(dǎo)航影像，并獲取導(dǎo)航影像的最佳視角，并將處于最佳視角的第二 全景影像作為實景影像；
[0013] E、移動終端根據(jù)導(dǎo)航過程中用戶輸入的起點和終點獲取前進方向，在實景影像上 添加方向引導(dǎo)箭頭，進行實景導(dǎo)航。
[0014] 所述的室內(nèi)實景導(dǎo)航方法，其中，所述步驟A具體包括：
[0015] A1、預(yù)先獲取室內(nèi)結(jié)構(gòu)平面圖，選擇坐標原點，建立平面直角坐標系；
[0016] A2、在平面直角坐標系上每隔一預(yù)定距離建立一個參考點，移動終端對每個參考 點采集室內(nèi)全景影像，記錄全景影像的位置坐標，標注全景影像中各個方向相對于坐標軸 的角度；
[0017] A3、對采集到的每張室內(nèi)全景影像圖進行拼接處理，獲取全景圖，提取全景圖中的 位置數(shù)據(jù)并存儲，建立室內(nèi)全景影像圖間的拓撲關(guān)系，存儲與影像相鄰的其他影像的ID，生 成室內(nèi)全景影像數(shù)據(jù)庫。
[0018] 所述的室內(nèi)實景導(dǎo)航方法，其中，所述步驟B具體包括：
[0019] B1、移動終端利用攝像頭采集當前位置的實景影像；
[0020] B2、提取實景影像的旋轉(zhuǎn)不變特征點，對特征點進行向量描述；
[0021] B3、計算移實景影像上的特征點與室內(nèi)全景影像數(shù)據(jù)庫存儲的全景影像上所有特 征點的歐式距離，選擇歐式距離最小的點為最佳匹配點，兩張圖像上的最佳匹配點構(gòu)成一 個匹配點對，獲取匹配點對最多的圖像并作為最佳匹配影像，最佳匹配影像作為當前位置 對應(yīng)的第一全景影像，獲取當前位置的初始坐標。
[0022] 所述的室內(nèi)實景導(dǎo)航方法，其中，所述步驟C中的室內(nèi)定位算法包括：基于連續(xù)采 樣的WIFI定位算法、基于慣性傳感器的行人航位推算方法、基于氣壓計的樓層定位算法和 卡爾曼濾波融合算法。
[0023] 所述的室內(nèi)實景導(dǎo)航方法，其中，所述步驟E具體包括：
[0024] E1、移動終端獲取用戶輸入的起點和終端，利用已知的室內(nèi)平面圖和用戶輸入的 起點終端點，在室內(nèi)平面地圖上規(guī)劃一條導(dǎo)航路徑；
[0025] E2、根據(jù)當前影像點在平面地圖的位置和規(guī)劃路徑的前進方向，自動推送實景影 像并且在實景影像上疊加引導(dǎo)箭頭，進行實景導(dǎo)航。
[0026] -種室內(nèi)實景導(dǎo)航系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)包括：
[0027] 預(yù)先存儲模塊，用于預(yù)先采集室內(nèi)全景影像及室內(nèi)全景影像的位置坐標，建立室 內(nèi)全景影像間的拓撲關(guān)系并存儲，生成室內(nèi)全景影像數(shù)據(jù)庫；
[0028] 采集與匹配模塊，用于移動終端采集當前位置的實景影像，與室內(nèi)全景影像數(shù)據(jù) 庫存儲的第一全景影像進行匹配，獲取當前位置的初始坐標；
[0029] 實時定位模塊，用于移動終端使用多源傳感器融合的室內(nèi)定位算法定位并跟蹤行 人位置，當移動終端檢測到用戶位置發(fā)生變化時，輸出實時室內(nèi)定位結(jié)果和行走軌跡；
[0030] 實景推送模塊，用于根據(jù)實時室內(nèi)定位結(jié)果，獲取與室內(nèi)定位結(jié)果距離最近的室 內(nèi)全景影像數(shù)據(jù)庫中的第二全景影像作為導(dǎo)航影像，并獲取導(dǎo)航影像的最佳視角，并將處 于最佳視角的第二全景影像作為實景影像；
[0031]引導(dǎo)模塊，用于移動終端根據(jù)導(dǎo)航過程中用戶輸入的起點和終點獲取前進方向， 在實景影像上添加方向引導(dǎo)箭頭，進行實景導(dǎo)航。
[0032] 所述的室內(nèi)實景導(dǎo)航系統(tǒng)，其中，所述預(yù)先存儲模塊具體包括：
[0033] 平面圖獲取單元，用于預(yù)先獲取室內(nèi)結(jié)構(gòu)平面圖，選擇坐標原點，建立平面直角坐 標系；
[0034] 全景影像坐標獲取單元，用于在平面直角坐標系上每隔一預(yù)定距離建立一個參考 點，移動終端對每個參考點采集室內(nèi)全景影像，記錄全景影像的位置坐標，標注全景影像中 各個方向相對于坐標軸的角度；
[0035] 全景影像數(shù)據(jù)庫生成單元，用于對采集到的每張室內(nèi)全景影像圖進行拼接處理， 獲取全景圖，提取全景圖中的位置數(shù)據(jù)并存儲，建立室內(nèi)全景影像圖間的拓撲關(guān)系，存儲與 影像相鄰的其他影像的ID，生成室內(nèi)全景影像數(shù)據(jù)庫。
[0036] 所述的室內(nèi)實景導(dǎo)航系統(tǒng)，其中，所述采集與匹配模塊具體包括：
[0037] 采集單元，用于移動終端利用攝像頭采集當前位置的實景影像；
[0038] 圖像特征提取單元，用于提取實景影像的旋轉(zhuǎn)不變特征點，對特征點進行向量描 述；
[0039] 匹配單元，用于計算移實景影像上的特征點與室內(nèi)全景影像數(shù)據(jù)庫存儲的全景影 像上所有特征點的歐式距離，選擇歐式距離最小的點為最佳匹配點，兩張圖像上的最佳匹 配點構(gòu)成一個匹配點對，獲取匹配點對最多的圖像并作為最佳匹配影像，最佳匹配影像作 為當前位置對應(yīng)的第一全景影像，獲取當前位置的初始坐標。