室内地图导航线路指引算法
【专利摘要】本发明公开了一种室内地图导航线路指引算法，方便人们在室内建筑体内实现线路导航时线路最优、时间可衡量。本发明采用路网节点寻路的方法，实现室内地图单楼层、跨楼层、多栋楼中任意两点的寻路，通过该算法实现寻得的路径距离短的同时，保证路径方向正确、拐弯少，与定位点的关系相对应。通过计算各段路和总路线的距离，可以估算从起点到终点到达所需的时间。室内地图寻路路线显示清晰而美观，用户能够实现便捷导航，对用户在室内导航的实用价值非常高。
【专利说明】室内地图导航线路指引算法
【技术领域】
[0001] 本发明属于空间技术信息领域，涉及一种室内地图导航线路指引算法。
【背景技术】
[0002] 随着城市建筑物向着更大更高的方向发展，人们迫切的希望通过室内地图导航实 现在室内建筑物和设施行走时线路最优、时间可衡量。但通常在室内地图两点之间进行寻 路时，会碰到以下困难：没有明显的道路网，很多地图区域在实际场景中都不能通过，某些 仅能单向行走的地方在地图中没有标示，最短路线方向不规则，不同楼层的路径无法直观 地表达，与定位点的关系不能相对应等。这样的路径导航不方便用户在现实中行走，实用性 很差，因此需要开发出一种新的室内地图导航线路指引算法
【发明内容】
[0003] 本发明公开了一种室内地图导航线路指引算法，方便人们在室内建筑体内实现线 路导航时线路最优、时间可衡量。本发明采用路网节点寻路的方法，实现室内地图单楼层、 跨楼层、多栋楼中任意两点的寻路，通过该算法实现寻得的路径距离短的同时，保证路径方 向正确、拐弯少，与定位点的关系相对应。通过计算各段路和总路线的距离，可以估算从起 点到终点到达所需的时间。室内地图寻路路线显示清晰而美观，用户能够实现便捷导航，对 用户在室内导航的实用价值非常高。
[0004] 本发明的实现方法是：
[0005] -、编辑室内地图路网，通过室内的布局结构，画出每一层楼的道路网络，路线交 汇处为路网节点；在路线上增加一个节点，编辑节点属性是否为单向，可以实现路线单向的 控制。然后，将画好的路网，随地图配准到地理坐标系中，这样，每个路网节点坐标都转化成 经纬度坐标，可以计算出每段路线的长度。对于不同楼层和不同楼之间，标记出连接点，这 样程序寻路的时候就可以跨楼层和跨楼搜索了。
[0006] 二、程序读取路网数据，转化成寻路所需要的数据结构。
[0007] 二、寻路算法，计算出最短路径。
[0008] 寻路之前，给定了起点和终点的位置,把起点和终点作为路网节点，添加到路网 中，分别垂直连接到所有最近的路线；从起点开始，向下一个路网节点搜索，记录到该节点 路径的距离，如果发现已经有更短路径的路线；再循环向下一个节点搜索，直到搜索到到达 终点最短路线时，才结束循环。对于路线距离一样的情况，还要挑选出转弯最少的路径。
[0009] 四、计算路线长度，估算所需要的时间。
[0010] 计算出路线后，根据路线每个节点的坐标，计算出路线的长度。根据路线的每段路 的行进方式的速度和长度，可以计算出每段路所需要的时间，再加上路线中每个路网节点 的排队等所需时间，就估算出路线所需要的时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1是简单路网结构示意图
[0012] 图2是节点和路网结构说明图
[0013] 图3是寻路算法示意图
【具体实施方式】
[0014] 室内地图导航线路指引算法：
[0015] 一、单楼层寻路计算方法
[0016] 算法步骤：
[0017] 1、加载地图导航路网，解析成定义的路网数据结构。路网中每两条道路的交点定 义为路网节点，路网节点是路网的基本单元，组成的路网示意图可见图1，定义结构如下：
[0018] RouteNodeStruct{ RouteNodeList *neighbourNodeList; //邻点链表 NSString *name; GeoCoord geo; //经炜度 short floor; // 楼层 short terminal Id;// 楼层 float costMin; //已经寻得的路线的最小路线长度 }
[0019] 每个路网都有该节点可以到达的下一个节点列表，这样，从路网节点中的任何一 个节点，都可以循环迭代搜索可以到达的节点的路径，根据经纬度值，一方面可以计算路径 的长度，另一方面可以统计该路径的拐弯数量，综合得到路径最短且拐弯最少的路径。
[0020] 对于单向通道见图2,如经过B点的通道在显示中为单向通道，只能从路网节点A 通过节点B到达节点C，不能反向从节点C到达节点B和到达节点A。处理数据的时候，A的 邻点为B，B的邻点为C，C的邻点中没有B点，这样就可以表示一段单向通道。
[0021] 2、起点和终点连接到路网中
[0022] 如图3中
[0023] A为起点，添加为一个路网节点,然后从A点向相邻的道路连垂线,交点为Al、A2、 A3、A4,把四个点添加到路网节点，并把这四个节点点都添加为A节点的邻节点。
[0024] B点为终点，类似的处理，添加路网节点B，找到相邻的道路GH中的垂点B1，添加路 网节点Bl，B1的邻点列表添加 B路网节点
[0025] 3、从起点节点开始循环遍历相邻的路网节点，直到找到没有节点或者找到到终点 最短的路径时，结束循环。如果直到找到没有节点，则起点无法到达终点位置；如果找到最 短路径结束循环，则可以得到最短路径。
[0026] 二、多楼层寻路计算方法
[0027] 把每层楼的电梯节点A、B，分别添加到各楼层路网中，和单楼层一样的算法，就可 以判断是否到达终点或找到最短的跨楼层路径。
[0028] 三、多航站楼寻路计算实现方法
[0029] 把不同楼宇之间的连接点A、B添加到对应的航站楼楼层的路网中，添加的节点相 互联通，则不同楼宇之间可以联通了。和单楼层一样的算法，就可以判断是否到达终点或找 到最短的航站楼路径。
【权利要求】
1. 一种室内地图导航与线路指引算法，其特征在于： 步骤一、编辑室内地图路网，通过室内的布局结构，画出每一层楼的道路网络，路线交 汇处为路网节点；在路线上增加一个节点，编辑节点属性是否为单向，可以实现路线单向的 控制。然后，将画好的路网，随地图配准到地理坐标系中，这样，每个路网节点坐标都转化成 经纬度坐标，可以计算出每段路线的长度。对于不同楼层和不同楼之间，标记出连接点，这 样程序寻路的时候就可以跨楼层和跨楼搜索了。 步骤二、程序读取路网数据，转化成寻路所需要的数据结构。 步骤三、寻路算法，计算出最短路径。寻路之前，给定了起点和终点的位置，把起点和终 点作为路网节点，添加到路网中，分别垂直连接到所有最近的路线；从起点开始，向下一个 路网节点搜索，记录到该节点路径的距离，如果发现已经有更短路径的路线；再循环向下一 个节点搜索，直到搜索到到达终点最短路线时，才结束循环。对于路线距离一样的情况，还 要挑选出转弯最少的路径。 步骤四、计算路线长度，估算所需要的时间。计算出路线后，根据路线每个节点的坐标， 计算出路线的长度。根据路线的每段路的行进方式的速度和长度，可以计算出每段路所需 要的时间，再加上路线中每个路网节点的排队等所需时间，就估算出路线所需要的时间。
2. 根据权利要求1所述的室内地图导航与线路指引算法，其特征在于： 步骤一、编辑室内地图路网，通过室内的布局结构，画出每一层楼的道路网络，路线交 汇处为路网节点；在路线上增加一个节点，编辑节点属性是否为单向，可以实现路线单向的 控制。然后，将画好的路网，随地图配准到地理坐标系中，这样，每个路网节点坐标都转化成 经纬度坐标，可以计算出每段路线的长度。对于不同楼层和不同楼之间，标记出连接点，这 样程序寻路的时候就可以跨楼层和跨楼搜索了。
3. 根据权利要求1所述的室内地图导航与线路指引算法，其特征在于： 步骤二、程序读取路网数据，转化成寻路所需要的数据结构。
4. 根据权利要求1所述的室内地图导航与线路指引算法，其特征在于： 步骤三、寻路算法，计算出最短路径。寻路之前，给定了起点和终点的位置，把起点和终 点作为路网节点，添加到路网中，分别垂直连接到所有最近的路线；从起点开始，向下一个 路网节点搜索，记录到该节点路径的距离，如果发现已经有更短路径的路线；再循环向下一 个节点搜索，直到搜索到到达终点最短路线时，才结束循环。对于路线距离一样的情况，还 要挑选出转弯最少的路径。
5. 根据权利要求1所述的室内地图导航与线路指引算法，其特征在于： 步骤四、计算路线长度，估算所需要的时间。计算出路线后，根据路线每个节点的坐标， 计算出路线的长度。根据路线的每段路的行进方式的速度和长度，可以计算出每段路所需 要的时间，再加上路线中每个路网节点的排队等所需时间，就估算出路线所需要的时间。
【文档编号】G01C21/20GK104215237SQ201310219844
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2013年6月5日
【发明者】胡伟, 李蔚, 刘自禄 申请人:北京掌尚无限信息技术有限公司