一种区域范围类的定位导航终端系统的制作方法

[0001]
本发明涉及定位导航领域，具体涉及一种区域范围类的定位导航终端系统。


背景技术：

[0002]
现在需要定位的场景越来越多，室外以bds、gps为主，城市还能辅以lbs(基站定位)、wi-fi定位，室内则以rfid、蓝牙、uwb、惯性导航定位为主。基于卫星的bds、gps，在城市建筑群和室内，效果很差；而lbs，基于运营商基站，误差范围太大，无法较精准获取位置信息；wi-fi、蓝牙、rfid定位，均是基于到基站的信号强度，在基于算法形成大致距离，通过多个基站的重合点，判断定位点；uwb基于tof，飞行时间测距法、tdoa，信号到达各个uwb定位基站的时间差，可以实现精准的室内定位，但价格高昂，使用成本太高；惯性导航，仅适用于短期的定位导航，时间越久，精度越低，不适合长期非同步状态下的定位及导航，通常作为辅助定位手段出现。
[0003]
常规的导航，均是基于较高精度的定位，再结合磁强、加速度计等传感器，识别方向，进行导航指引，存在静止或低速时，识别方向不准，和用户识别不清方向的情况，且每个终端均只能完成自己的独立轨迹指引，无法形成集中控制的疏散型导航应用。用户也往往需要借助带屏幕的设备进行地图指引。当因为地震、火灾等因素导致的室内基站损坏、断网等，所有设备将失去定位作用，且短时间内不具备可修复性。


技术实现要素：

[0004]
鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本发明实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种区域范围类的定位导航终端系统，具体方案如下：
[0005]
一种区域范围类的定位导航终端系统，所述系统包括蓝牙基站、平台服务器和多个基于蓝牙网络的导航终端，所述导航终端由区域范围内的用户随身携带，多个所述导航终端与蓝牙基站组成蓝牙mesh网络，所述导航终端支持与蓝牙基站的aoa定位，所述平台服务器存储有所述区域范围的地图信息；
[0006]
所述蓝牙基站，用于基于aoa定位算法，计算出导航终端与所述蓝牙基站的相对位置，并基于所述蓝牙基站的固定位置信息，计算出导航终端的实时位置信息，并将计算出的导航终端的实时位置信息发送给平台服务器，还用于接收平台服务器反馈的路径导航信息，将路径导航信息通过蓝牙mesh网络发送给对应的导航终端；
[0007]
所述平台服务器，用于根据导航终端的实时位置信息获取区域范围内携带导航终端的每个用户的实时位置信息，基于用户的实时位置信息以及用户所需到达的预订位置，生成路径导航信息，将所述路径导航信息发送给蓝牙基站；
[0008]
所述导航终端，用于显示所述路径导航信息，指导用户达到对应的预订位置。
[0009]
进一步地，所述导航终端包括控制模块、蓝牙模块、磁强计和led模块，所述蓝牙模块、磁强计和led模块均与所述控制模块电连接，所述led模块包括用于指示多个方向的多个led指示灯，每个led指示灯指向一个方向，所述控制模块通过蓝牙模块与蓝牙基站组成
蓝牙mesh网络，基于蓝牙mesh网络接收路径导航信息；所述磁强计用于检测当前地磁场方向，识别当前方位；所述控制模块用于基于当前方位以及路径导航信息计算行进方向，并控制指向对应方向的led指示灯亮，以指示用户行进方向。
[0010]
进一步地，所述导航终端还包括显示屏、麦克风和听筒，所述显示屏、麦克风和听筒均和所述控制模块电连接。
[0011]
进一步地，所述导航终端还包括通信模块，所述通信模块包括移动通信模块和wi-fi通信模块。
[0012]
进一步地，所述蓝牙基站包括基站天线阵列，所述基站天线阵列的各天线分别与导航终端连接，从而基于aoa定位算法计算出每个天线与导航终端的角度，再根据天线阵列之间的相对位置，计算出导航终端与蓝牙基站的相对位置。
[0013]
进一步地，所述区域范围内分布有多个蓝牙基站，多个蓝牙基站与多个导航终端相互组成蓝牙mesh网络。
[0014]
进一步地，每个所述导航终端具有唯一识别码，所述唯一识别码与对应用户的用户信息绑定。
[0015]
进一步地，所述预订位置为用户预约项目对应的位置。
[0016]
进一步地，所述平台服务器还用于，当出现险情且需要疏散时，自动将火灾逃生口位置作为每个用户的预订位置。
[0017]
进一步地，所述平台服务器还用于，基于每个用户的实时位置信息，计算区域范围内的聚集和拥堵情况，基于火灾逃生口位置、火灾逃生口位置闸门闭合情况以及聚集和拥堵情况，生成路径导航信息。
[0018]
本发明具有以下有益效果：
[0019]
1.通讯方式更便捷，不局限于4g、5g等广域网，蓝牙mesh组网，适合各种中继场景覆盖，网络介入性更佳，适合应对基站损坏、覆盖不足的数据传输。
[0020]
2.将方位识别下放至终端，没有识别方向的难度，使用无任何学习成本；
[0021]
3.个性化导航，精确到端，一端一路经，合理规避聚集、拥堵的疏散混乱；
[0022]
4.封闭环境高效管理，将导航终端与平台数据拉通，实现智能化排队、人群导流，提升业务接待能力。
附图说明
[0023]
图1为本发明实施例提供的一种区域范围类的定位导航终端系统；
[0024]
图2为本发明实施例提供的led模块的示意图。
具体实施方式
[0025]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]
如图1所示，本发明实施例提供的一种区域范围类的定位导航终端系统，包括蓝牙基站、平台服务器和多个基于蓝牙网络的导航终端，所述导航终端由区域范围内的用户随
身携带，多个所述导航终端与蓝牙基站组成蓝牙mesh网络，所述导航终端支持与蓝牙基站的aoa(到达角度测距：angle-of-arrival)定位，所述平台服务器存储有所述区域范围的地图信息；
[0027]
所述蓝牙基站，用于基于aoa定位算法，计算出导航终端与所述蓝牙基站的相对位置，并基于所述蓝牙基站的固定位置信息，计算出导航终端的实时位置信息，并将计算出的导航终端的实时位置信息发送给平台服务器，还用于接收平台服务器反馈的路径导航信息，将路径导航信息通过蓝牙mesh网络发送给对应的导航终端；
[0028]
所述平台服务器，用于根据导航终端的实时位置信息获取区域范围内携带导航终端的每个用户的实时位置信息，基于用户的实时位置信息以及用户所需到达的预订位置，生成路径导航信息，将所述路径导航信息发送给蓝牙基站；
[0029]
所述导航终端，用于显示所述路径导航信息，指导用户达到对应的预订位置。
[0030]
本发明将蓝牙基站以及由用户随身携带的基于蓝牙网络的导航终端组成蓝牙mesh网络，基于aoa定位算法，计算出导航终端与所述蓝牙基站的相对位置，实现局域网的定位及传输网络，
[0031]
其中，所述导航终端包括控制模块、蓝牙模块、磁强计和led模块，所述蓝牙模块、磁强计和led模块均与所述控制模块电连接，所述led模块包括用于指示多个方向的多个led指示灯，每个led指示灯指向一个方向，所述控制模块通过蓝牙模块与蓝牙基站组成蓝牙mesh网络，基于蓝牙mesh网络接收路径导航信息；所述磁强计用于检测当前地磁场方向，达到指南针的作用，从而识别当前方位；所述控制模块用于基于当前方位以及路径导航信息计算行进方向，并控制指向对应方向的led指示灯亮，以指示用户行进方向。
[0032]
蓝牙mesh组网的优势，在一个蓝牙设备的mesh网络中，只要有一个设备能连上基站，则整个蓝牙mesh网络的设备，均可以通过该设备中继，和蓝牙基站建立数据通信
[0033]
本发明将蓝牙基站以及由用户随身携带的基于蓝牙网络的导航终端组成蓝牙mesh网络，基于aoa定位算法，计算出导航终端与所述蓝牙基站的相对位置，实现局域网的定位及传输网络，基于用户的实时位置信息，生成路径导航信息，同时结合导航终端的磁强计，识别方向，通过可视化的直观箭头显示，指示行走路线，用户只需要根据设备的指示灯，即可完成导航应用。
[0034]
优选地，所述导航终端还包括显示屏、麦克风、听筒、2g/3g/4g/5g通信模块以及wi-fi通信模块等辅助模块，实现语音通话、地图展示等其他附加功能。
[0035]
蓝牙mesh组网的优势，在一个蓝牙设备的mesh网络中，只要有一个设备能连上基站，则整个蓝牙mesh网络的设备，均可以通过该设备中继，和蓝牙基站建立数据通信。
[0036]
其中，导航模块的蓝牙模块应支持蓝牙5.1/5.2，支持与基站的aoa定位，蓝牙基站有天线阵列，通过与蓝牙基站天线阵列的天线分别连接，计算出每个天线与蓝牙终端的角度，再根据天线阵列之间的相对位置，计算出导航终端与基站的相对位置，由于基站的位置是已知且固定不变的，所以可以获悉该导航终端的位置信息，达到定位的目的，同时可以基于蓝牙mesh网络，完成导航终端与蓝牙基站之间的信息传递。
[0037]
其中，所述区域范围内可以分布有多个蓝牙基站，多个蓝牙基站与多个导航终端相互组成蓝牙mesh网络，每个蓝牙基站与平台服务器可以通过蓝牙或者有线连接，从而使整个系统不依赖移动网络，在断网的情况下亦可以正常运行，通过蓝牙基站，保证系统的可
靠性，只要有一个蓝牙基站正常工作，就不会影响系统的运行，所述平台服务器也可以内置于蓝牙基站中。
[0038]
其中，每个所述导航终端具有唯一识别码，所述唯一识别码与对应用户的用户信息绑定；所述预订位置为用户预约项目对应的位置，且当出现险情且需要疏散时，自动将火灾逃生口位置作为每个用户的预订位置；所述平台服务器还用于，基于每个用户的实时位置信息，计算区域范围内的聚集和拥堵情况，基于火灾逃生口位置、火灾逃生口位置闸门闭合情况以及聚集和拥堵情况，生成路径导航信息。
[0039]
本发明，只要有一个导航终端能连上最近的蓝牙基站，则整个网络均可正常数据传输，因此对蓝牙基站的覆盖，不需要做到无缝覆盖。当蓝牙基站不够时，可以基于平台对蓝牙mesh网络中各节点的位置情况，选取相对位置稳定、与本蓝牙基站覆盖区域相对最远但仍可直连上的导航终端，设置成新的中继，起到类似基站的作用，为其他设备定位和数据传输，做中间节点，以减少数据跳转(通过其他节点中转)的次数，提高通讯效率。
[0040]
另外，在导航时，不太好区分当前的方位，且对地图识别，有一定的门槛要求，尤其在没有屏幕时，对使用者的要求更高，本发明通过磁强计，可以准确识别地球磁场，达到指南针的作用，识别准确的方位。辅以led模块，可通过亮某个方向的led指示灯，直接明了地指示导航方向，当终端晃动或者变换方位时，磁强计同步纠正当前方位，进而更新方向指示灯。
[0041]
所述平台服务器，收集所有导航终端、蓝牙基站的数据，解析所有导航终端的位置信息，并将导航信息发给对应的蓝牙设备，如，向北xx米，向南xx米；或者向xx基站方向多少米，再向xxx基站方向多少米。导航终端基于自己的磁强计以及与蓝牙基站之间的相对位置二次解析，并通过led模块进行最后展示，如图2所示，所述led模块包括四个方向的指示灯，通过点亮指向对应方向的指示灯，指示用户行进方向。在特殊场合，平台可以进行大数据分析，针对性的给每个终端设备定制化导航。下面通过三个示例进行详细说明：
[0042]
场景一，游乐场：
[0043]
1、进入园区时，领取对应的导航终端，可以与实际用户信息进行实名绑定，导航终端上提供唯一识别码，可以是二维码或者nfc标签或者终端本身就带有屏幕；
[0044]
2、用户可以通过公账号、app或者导航终端自带的屏幕，了解游乐场所有的娱乐项目位置及排队情况；
[0045]
3、用户可以预约相关项目，系统根据用户与项目位置的路线信息，进行路径和时间规划；
[0046]
4、系统接到排队任务，自动排队，预估大概可游玩的时间点，规划导航提醒，用户无需直接去现场排队；
[0047]
5、可以多个项目智能排队，系统也会根据各项目的排队情况做用户分流推荐，计算最合适排队方案及路线规划；
[0048]
6、当出现火灾、事故，需要紧急疏散人群时，可以获取每个人的位置信息，根据出口最近原则和出口用户最少原则，进行适当分流，将每个人的最合适逃生路线下发至导航终端，通过导航终端的led方向导航，进行最快速的用户疏散；
[0049]
7、该设备亦可增加nfc等消费模块，实现园区内的消费及店面导航，出园时退还即可。
[0050]
场景二，停车场：
[0051]
1、汽车进入停车场，领取一个导航终端，该导航终端支持停车场内的定位、数据传输以及支付通道；
[0052]
2、自动模式下，该导航终端可以自动检索最优空闲车位(基于电梯口或基于离车最近位置)，指引车主导航至该车位。导航后，系统可锁定车位，其他终端无法重复定位该车位，直接分流；
[0053]
3、当有车主自主寻找车位，占据其他导航终端锁定的车位后，定位终端亦能优化路径，重新选取其他车位；
[0054]
4、当车辆进入车位后，定位终端位置信息与平台的车位被占用信息吻合，则将该位置记录为定位终端的导航点；
[0055]
5、当需要找车时，根据定位终端的指引，直接找到车位取车；
[0056]
6、导航终端上带有支付模块，便于用户扫码或nfc等支付停车费用；
[0057]
7、车辆驶离车位后，终端位置变动，和车位空位判断吻合，车位被释放，其他导航终端可分配该车位；
[0058]
8、可根据导航终端指引，驶出停车场，并归还该设备；
[0059]
9、遇险情或需要疏散时，可根据通道位置、闸门闭合情况、聚集和拥堵情况，下发对应的导航信息，完成个性化导航疏散，提升驶离效率。
[0060]
场景三，医院：
[0061]
1、患者进入医院，实名登记后领取导航终端，该导航终端可以有语音操作提醒服务；
[0062]
2、提示患者前去挂号，导航至挂号室，或者通过公众号等方式远程挂号，平台系统可以综合判断；
[0063]
3、挂号后，平台系统根据所需要的科室信息，分配导航路径，患者根据终端指引，前往对应科室就诊；
[0064]
4、医生开具检查项目后，系统根据各项目排队情况、所需时间，计算最优顺序，并逐一实施预排队和导航指引；
[0065]
5、出具结果后，系统平台通知终端，进行语音提示，并导航至领取报告的位置，领取报告。并继续预排队至对应诊室，导航至诊室，由医生继续诊断；
[0066]
6、重复上诉操作，直至完成所有的医生诊断项目；
[0067]
7、医生开具住院或买药单，更新至平台系统，进一步下发至导航终端，完成最后的住院或者买药的导航流程；
[0068]
8、平台系统可以设置相关路径，如锁定部分患者禁入区域，导航路径自动避开。
[0069]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。