一种基于增强现实的导航方法及智能鞋与流程

本发明涉及导航技术领域，特别是涉及一种基于增强现实的导航方法及智能鞋。

背景技术：

随着各地区的快速发展，建筑物或者道路日新月异的变化，人们出门在外(例如到外地出差、旅游等)越来越离不开导航设备。目前，提出了一种可穿戴设备，通过接收为外部设备发送的路线数据，根据接收到的路线数据计算待显示的引导标识的显示参数，将引导标识投影于佩戴可穿戴设备的用户的前方。

发明人在实现本发明的过程中，发现相关技术存在以下问题：虽然该可穿戴设备大大解放了人们的双手，且将原本显示于导航设备显示屏上的引导标识(例如方向引导箭头等)投影于用户视线的前方，避免了在导航过程中，需要一边观察路面情况，一边观察导航设备显示屏，从而可能造成潜在的安全问题。但是，引导标识只能起到二维引导的作用，例如，需要进入一个体育场馆时，引导标识只能标识体育场馆的大概位置，无法判断用户当前所处的具体位置，可能造成需要多走一部分路才能找到入口、误以为已经达到从而结束导航等问题，当用户位于路况较为复杂的区域、楼宇错落的区域或某一位置(例如超级市场)的内部时，此种情况较为明显，该可穿戴设备无法提供直观的、身临其境的虚拟现实的感觉，降低了用户体验。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种基于增强现实的导航方法及智能鞋，其能够提升用户体验。

为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：

在第一方面，本发明的实施例公开了一种基于增强现实的导航方法，应用于智能鞋，所述方法包括：

获取起始位置与目标位置；

根据所述起始位置与所述目标位置，确定行走路线；

生成包含所述行走路线的3d场景图；

确定所述智能鞋的当前位置信息以及所述当前位置信息在所述3d场景图中对应的投影位置；

控制所述智能鞋在所述3d场景图中以增强现实方式投影所述投影位置以及导航信息。

可选地，在获取起始位置与目标位置前，所述方法还包括：

接收切换指令，将所述智能鞋从待机状态切换为工作状态，所述切换指令包括语音切换指令、遥控切换指令、按键切换指令和动作切换指令。

可选地，所述导航信息包括图像信息及相应的语音信息，所述图像信息包括行进指向箭头、距离目标位置的距离和剩余行进时间。

可选地，所述图像信息还包括与所述智能鞋行进方向对应的网格或条纹图案，所述方法还包括：

检测所述网格或条纹图案的变形信息；

根据所述变形信息，判断所述智能鞋行进方向的路面是否存在障碍物或凹陷；

若存在，计算所述障碍物或凹陷的程度信息；

根据所述程度信息，生成预警导航信息；

根据所述预警导航信息进行图像和/或语音预警。

可选地，所述方法还包括：

将所述智能鞋因运动所产生的能量转化为电量并进行存储。

可选地，所述图像信息还包括标识图案，所述方法还包括：

根据所述目标位置的类型，识别所述3d场景图中与所述目标位置的类型相同的相似位置，所述类型包括建筑物类型、基础设施类型和交通设施类型；

控制在所述3d场景图中将所述标识图案投影于所述相似位置。

在第二方面，本发明的实施例公开了一种智能鞋，包括鞋面、鞋底、容置夹层以及充电电池，所述容置夹层位于所述鞋面与所述鞋底之间，所述充电电池位于所述容置夹层内并用于为所述智能鞋提供电源，所述智能鞋还包括导航系统，所述导航系统位于所述容置夹层内且与所述充电电池连接，所述导航系统包括获取模块、投影仪以及控制器；

所述获取模块与所述控制器连接，用于获取起始位置与目标位置，根据所述起始位置与所述目标位置，确定行走路线，以及确定所述智能鞋的当前位置信息；

所述投影仪与所述控制器连接，用于以增强现实方式投影所述智能鞋在3d场景图的投影位置以及导航信息；

其中，所述控制器包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令程序，所述指令程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上任一项所述的方法。

可选地，所述获取模块包括语音采集装置和gps定位模块，所述语音采集装置用于获取起始位置与目标位置，所述gps定位模块用于根据所述起始位置与所述目标位置，确定行走路线，以及确定所述智能鞋的当前位置信息；或者，

所述获取模块包括无线通讯模块，所述无线通讯模块用于接收所述行走路线或包含所述行走路线的3d场景图。

可选地，所述导航系统还包括路况检测传感器，所述路况检测传感器与所述控制器连接，所述路况检测传感器用于检测所述网格或条纹图案的变形信息。

可选地，所述智能鞋还包括发电装置，所述发电装置位于所述容置夹层内且与所述充电电池连接，所述发电装置包括线圈，所述线圈用于将所述智能鞋的运动产生的能量转换为电量，所述充电电池用于存储所述电量。

本发明实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例提供一种基于增强现实的导航方法及智能鞋。所述方法通过获取起始位置与目标位置，根据所述起始位置与所述目标位置，确定行走路线，生成包含所述行走路线的3d场景图，确定所述智能鞋的当前位置信息以及所述当前位置信息在所述3d场景图中对应的投影位置，控制所述智能鞋在所述3d场景图中以增强现实方式投影所述投影位置以及导航信息，为用户提供直观的、身临其境的虚拟现实的感觉，提升了用户体验。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施一例提供的一种智能鞋的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种导航系统的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的一种控制器的结构示意图；

图4是本发明实施例二提供的一种导航系统的结构示意图；

图5是本发明实施例三提供的一种基于增强现实的导航方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例一：

请参阅图1，为本发明实施一例提供的一种智能鞋的结构示意图。如图1所示，所述智能鞋100包括鞋面10、鞋底20、容置夹层30、充电电池40、发电装置50以及导航系统200。

所述鞋面10一般采用皮革或者网面的材料，以起到良好的透气、防水的效果。所述鞋面10的大小是可变化的，例如，运动鞋或者皮鞋的鞋面10的包覆面积较大，凉鞋、高跟鞋或家居鞋的鞋面10的包覆面积较小。

所述鞋底20用于保护人体足部的皮肤，与所述鞋面10相对设置，所述鞋底20可采用牛筋、橡胶或泡沫材质，还可以选用其他较为柔软、耐磨、轻便的材质。

所述容置夹层30位于所述鞋面10和所述鞋底20之间，所述容置夹层30具有安装所述充电电池40、所述发电装置50和所述导航系统200的空间，一般，所述充电电池40、所述发电装置50和所述导航系统200具有各自对应的安装凹槽。

进一步的，所述容置夹层30具有缓冲设计，可以承受一定的压力，使得安装于所述容置夹层30内的结构不会受到用户的重力以及用户走动时所遭受的外界冲力的影响。或者，所述容置夹层30为一个刚性结构空间，不易变形，将所述充电电池40、所述发电装置50和所述导航系统200固定在对应的安装凹槽内，使其不会受到压力而形变，也不会由于振动脱落。可以理解，所述容置夹层30靠近所述鞋面10的一表面是柔软的，或者可以在所述容置夹层30靠近所述鞋面10的一侧增加鞋垫等内衬，增加用户在穿着所述智能鞋100的舒适度。

所述充电电池40位于所述容置夹层30内并用于为所述智能鞋100提供电源，所述充电电池40与所述发电装置50和所述导航系统200连接。

可以理解，为保证所述智能鞋100的用电安全，所述智能鞋100一般不开设充电接口，此时，可以通过更换所述充电电池40获得电源，或者，取出所述充电电池40进行充电后，放置回所述容置夹层30相应的安装凹槽内，用以获得电源，或者，将所述智能鞋100直接置于无线充电底座上进行充电，用以获得电源。当所述智能鞋100开设充电接口时，所述充电接口需要通过挡片隔绝外部的水、砂石等，可通过推拉、按压等方式打开该挡片，所述充电接口通过充电线缆与外部电源连接，对所述充电电池40进行充电。

所述发电装置50位于所述容置夹层30内且与所述充电电池40连接，所述发电装置50包括线圈，所述线圈用于根据所述智能鞋100的运动产生电量，所述充电电池40用于存储所述电量。所述发电装置50利用用户走路或骑行所做的功转化为电能，可以有效地延长所述智能鞋100的待机时间和使用时间，而且，所述智能鞋100的运动产生电量属于清洁、可再生能源，节约了能源消耗。在一些实施例中，所述发电装置50可以省略。

请参阅图2，所述导航系统200位于所述容置夹层30内且与所述充电电池40连接，所述导航系统200包括获取模块201、投影仪202、控制器203以及路况检测传感器204。

其中，所述获取模块201与所述控制器203连接，用于获取起始位置与目标位置，根据所述起始位置与所述目标位置，确定行走路线，以及确定所述智能鞋100的当前位置信息。在本实施例中，所述获取模块201包括语音采集装置20111和gps定位模块2012。

所述语音采集装置2011与所述控制器203连接，用于获取起始位置与目标位置。

在本实施例中，所述语音采集装置2011包括多个语音采集器和语音信号处理器，所述多个语音采集器呈阵列排列。所述语音采集器包括声音采集芯片或麦克风等，其对各类声音、尤其是特定频率范围内的声音具有较高的灵敏度，所述语音信号处理器可以对所述语音采集器采集的声波信号进行处理，将其转换为其他形式的能量，进而可以为机器所识别。在一些实施例中，所述语音信号处理器可以省略，所述语音采集器将采集到的语音信号发送至所述控制器203，由所述控制器203对所述语音信号进行处理。

在所述导航系统200处于工作状态下，所述多个语音采集器用于采集用户的发出的语音信息，所述语音信息中包括所述起始位置与所述目标位置。例如，当所述语音信息为“请导航从a地到b地的路线”时，所述语音信号处理器或所述控制器203识别所述语音信息中的关键词“导航”、“路线”、“从…到…”以及“a地”和“b地”，根据“导航”和“路线”等关键词，判断所述语音信息为用户发出的导航需求，而不是现场环境中的其他声音信息。根据“从…到…”等逻辑判断的关键词，判断“a地”为所述起始位置，“b地”为所述目标位置，可以理解，“a地”可以为所述智能鞋100的当前位置，即在一些情况下，所述起始位置可以为所述智能鞋100的当前位置。

又例如，当所述语音信息为“起始位置a地，目标位置b地，请导航”时，所述语音信号处理器或所述控制器203识别所述语音信息中的关键词“起始位置a地”、“目标位置b地”和“导航”，根据“起始位置a地”、“目标位置b地”等位置关键词，判断用户需求导航从起始位置a地到目标位置b地的行走路线。

紧接着，所述控制器203控制gps定位模块2012规划从起始位置a地到目标位置b地的至少一条行走路线，并确定行走路线。在本实施例中，所述确定行走路线包括：根据预设规则，确定行走路线。其中，所述预设规则包括通过比较所述至少一条行走路线的行走距离，选择距离最短的路线为目标行走路线，当所述起始位置到所述目标位置有且仅有一条行走路线，该行走路线即为目标行走路线。在一些实施例中，所述预设规则包括根据每一条路线的当前路况信息，计算每一条路线的行程时间，选择行程时间最短的路线为目标行走路线。

在一些实施例中，在获取起始位置与目标位置前，所述导航系统200接收切换指令，将所述导航系统200从待机状态切换为工作状态，所述切换指令包括语音切换指令、遥控切换指令、按键切换指令和动作切换指令。所述智能鞋100一般处于待机状态，即所述导航系统200处于待机状态，当所述智能鞋100在预设时间内完成超过预定次数的动作(例如在指定方向上的运动，还例如在任意方向上大于预设距离的位移)时，将所述导航系统200从待机状态切换为工作状态，节约了能源消耗，增加了所述智能鞋100的使用时间和续航时间。

所述gps定位模块2012与所述控制器203连接，用于根据所述起始位置与所述目标位置，确定行走路线，以及确定所述智能鞋100的当前位置信息。其中，所述gps定位模块2012是集成了pf射频芯片、基带芯片和核心cpu，并加上相关的外围电路而组成的一个集成电路。在本实施例中，所述gps定位模块2012还集成了电子地图，通过gps定位卫星，在全球的范围内进行实时定位和导航。

所述投影仪202与所述控制器203连接，用于以增强现实方式投影所述智能鞋100在3d场景图的投影位置以及导航信息。其中，所述3d场景图包含所述行走路线，由所述控制器203根据所述行走路线生成。所述投影仪202包括高清投影镜头，所述高清投影镜头能将所述控制器203内存储的所述智能鞋100在3d场景图的投影位置以及导航信息投影到用户前方的视野中，包括用户行进路线的前方路面、用户行进路线的前方上空等，结合用户的观察习惯，且不影响用户正常的视线。

在一些实施例中，在较为熟悉或情况较为明朗的路面上行走时，例如，一条宽敞的直行街道，所述控制器203可以控制所述投影仪202仅仅投影所述导航信息，简化了投影画面。其中，所述导航信息包括图像信息及相应的语音信息，所述图像信息包括行进指向箭头、距离目标位置的距离和剩余行进时间。

在本实施例中，所述控制器203用于生成包含所述行走路线的3d场景图，以及确定所述智能鞋的当前位置信息以及所述当前位置信息在所述3d场景图中对应的投影位置。

在一些实施例中，所述控制器203还用于根据所述目标位置的类型，识别所述3d场景图中与所述目标位置的类型相同的相似位置，所述类型包括建筑物类型、基础设施类型和交通设施类型，控制在所述3d场景图中将所述标识图案投影于所述相似位置。

具体的，所述建筑物类型包括小区、医院、银行、学校、超级市场、电影院等，所述基础设施类型包括公园、休闲广场、城市地标、图书馆、体育馆等，所述交通设施类型包括公路(例如国道、省道、街道等)、公交站、地体站等。根据上述方式，用户可以在所述进行路线中，重新更改目标位置，减少行进路程，在用户确定所述语音采集装置2011获取的所述目标位置为唯一目标位置的情况下，可以关闭该功能，降低所述控制器203的运行内存，提升所述控制器203的处理速度。

请一并参阅图3，所述控制器203包括至少一个处理器21，以及，与所述至少一个处理器21通信连接的存储器22。处理器21和存储器22可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。

其中，所述存储器22存储有可被所述至少一个处理器21执行的指令程序，所述指令程序被所述至少一个处理器21执行，以使所述至少一个处理器21能够执行如实施例三所述的基于增强现实的导航方法。存储器22作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。处理器21通过运行存储在存储器22中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行所述智能鞋100的各种功能应用以及数据处理。

存储器22可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据所述智能鞋100的使用所创建的数据等。此外，存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器22可选包括相对于处理器21远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器21。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述程序指令/模块存储在所述存储器22中，当被所述一个或者多个处理器21执行时，执行实施例三所述的基于增强现实的导航方法，也可实现所述智能鞋100各个模块或单元的功能。

所述路况检测传感器204与所述控制器203连接，所述路况检测传感器204用于检测网格或条纹图案的变形信息。在本实施例中，所述图像信息还包括与所述智能鞋100行进方向对应的网格或条纹图案，所述路况检测传感器204包括红外摄像头，所述红外摄像头用于采集包括网格或条纹图案在内的路面图像，所述红外摄像头的拍摄范围大于所述网格或条纹图案的投影范围。

具体的，所述控制器203还用于检测所述网格或条纹图案的变形信息，根据所述变形信息，判断所述智能100鞋行进方向的路面是否存在障碍物或凹陷，若存在，计算所述障碍物或凹陷的程度信息，根据所述程度信息，生成预警导航信息，根据所述预警导航信息进行图像和/或语音预警。

其中，所述网格或条纹图案若是投影于水平路面上，所述网格或条纹图案不产生形变，即所述形变信息为0，根据所述变形信息，判断所述智能100鞋行进方向的路面不存在障碍物或凹陷。所述障碍物或凹陷对应多个预警等级，根据所述程度信息，生成不同的预警导航信息，或者，当所述障碍物或凹陷达到一定的程度时，生成预警导航信息。所述图像和/或语音预警可以包括在相应的障碍物或凹陷处投影预警图标，必要时，可以配合预警音效，用以提示用户在进行时注意路面的障碍物或凹陷。所述预警图标可以是静态的，还可以是动态闪烁跳动的，若所述障碍物或凹陷对应多个预警等级，则所述预警图标包括多个，分别对应不同的预警等级，用户可以根据所述预警图标和/或预警语音信息，提前做好相应的避让措施。

本实施例提供的智能鞋通过语音采集装置获取起始位置与目标位置，gps定位模块根据所述起始位置与所述目标位置，确定行走路线，所述智能鞋的当前位置信息，控制器生成包含所述行走路线的3d场景图，确定所述智能鞋的当前位置信息以及所述当前位置信息在所述3d场景图中对应的投影位置，控制投影仪以增强现实方式投影所述智能鞋在3d场景图的投影位置以及导航信息，为用户提供直观的、身临其境的虚拟现实的感觉，提升了用户体验。

实施例二：

请参阅图4，所述导航系统300包括获取模块201、投影仪202、控制器203以及路况检测传感器204无线通讯模块2013，在本实施例中，所述获取模块201包括无线通讯模块2013。

所述无线通讯模块2013与所述控制器203连接，所述无线通讯模块2013可以为wi-fi通讯模块、蓝牙模块、通用分组无线服务(generalpacketradioservice，gprs)通讯模块、红外模块、全球移动通信系统(globalsysteforobilecounication，gs)通讯模块等。

可以理解，所述无线通讯模块2013与移动终端连接，用于接收所述行走路线或包含所述行走路线的3d场景图。所述移动终端包括智能手表、智能手机和平板电脑等。所述移动终端包括语音采集装置、gps定位模块、无线通讯模块以及地图应用软件等，所述移动终端的语音采集装置用于获取起始位置与目标位置。所述移动终端的gps定位模块用于根据所述起始位置与所述目标位置，确定行走路线，以及确定所述智能鞋的当前位置信息。所述移动终端的无线通讯模块与所述智能鞋的无线通讯模块2013无线连接。

具体的，所述移动终端通过获取起始位置与目标位置，根据所述起始位置与所述目标位置，确定行走路线，将所述行走路线发送至所述无线通讯模块2013，或者，所述移动终端通过获取起始位置与目标位置，根据所述起始位置与所述目标位置，确定行走路线，生成包含所述行走路线的3d场景图，将包含所述行走路线的3d场景图发送至所述无线通讯模块2013。

所述智能鞋可以与个人绑定的移动终端连接，也可以与个人绑定的移动终端关联的其他移动终端连接。例如，当老人与小孩等不会操作移动终端的导航功能时，与个人绑定的移动终端关联的其他移动终端将所述行走路线或包含所述行走路线的3d场景图发送至个人绑定的移动终端，个人绑定的移动终端通过其内置的无线通讯模块将所述行走路线或包含所述行走路线的3d场景图发送至所述智能鞋的无线通讯模块2013，最后发送至所述控制器203。所述控制器203确定所述智能鞋的当前位置信息以及所述当前位置信息在所述3d场景图中对应的投影位置，控制所述投影仪202以增强现实方式在所述智能鞋在所述3d场景图中投影所述投影位置以及导航信息。

其中，所述投影仪202、控制器203和路况检测传感器204与实施例一所描述的连接关系和功能一致，此处不再赘述。

实施例三：

请参阅图5，为本发明实施例三提供的一种基于增强现实的导航方法的流程示意图。如图5所示，所述基于增强现实的导航方法应用于智能鞋，所述方法包括：

s11：获取起始位置与目标位置。

在一些实施例中，在获取起始位置与目标位置前，所述方法还包括：接收切换指令，将所述智能鞋从待机状态切换为工作状态，所述切换指令包括语音切换指令、遥控切换指令、按键切换指令和动作切换指令。

s12：根据所述起始位置与所述目标位置，确定行走路线。

s13：生成包含所述行走路线的3d场景图。

s14：确定所述智能鞋的当前位置信息以及所述当前位置信息在所述3d场景图中对应的投影位置。

s15：控制所述智能鞋在所述3d场景图中以增强现实方式投影所述投影位置以及导航信息。

其中，所述导航信息包括图像信息及相应的语音信息，所述图像信息包括行进指向箭头、距离目标位置的距离和剩余行进时间。

所述图像信息还包括与所述智能鞋行进方向对应的网格或条纹图案，所述方法还包括：检测所述网格或条纹图案的变形信息；根据所述变形信息，判断所述智能鞋行进方向的路面是否存在障碍物或凹陷；若存在，计算所述障碍物或凹陷的程度信息；根据所述程度信息，生成预警导航信息；根据所述预警导航信息进行图像和/或语音预警。

在一些实施例中，所述图像信息还包括标识图案，所述方法还包括：根据所述目标位置的类型，识别所述3d场景图中与所述目标位置的类型相同的相似位置，所述类型包括建筑物类型、基础设施类型和交通设施类型；控制在所述3d场景图中将所述标识图案投影于所述相似位置。

在一些实施例中，所述方法还包括：将所述智能鞋因运动所产生的能量转化为电量并进行存储。

由于方法实施例和导航系统的实施例是基于同一构思，在内容不互相冲突的前提下，方法实施例的内容可以引用导航系统的实施例，在此不赘述。

本实施例提供的基于增强现实的导航方法通过获取起始位置与目标位置，根据所述起始位置与所述目标位置，确定行走路线，生成包含所述行走路线的3d场景图，确定所述智能鞋的当前位置信息以及所述当前位置信息在所述3d场景图中对应的投影位置，控制所述智能鞋在所述3d场景图中以增强现实方式投影所述投影位置以及导航信息，为用户提供直观的、身临其境的虚拟现实的感觉，提升了用户体验。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。