室内电子地图生成系统与室内导航方法及系统的制作方法
【专利摘要】本申请公开了一种室内电子地图生成系统、室内导航方法及系统。电子地图生成系统包括：地图存储模块、地图检索模块及地图显示模块；该地图存储模块，存储有至少一个多层建筑物的电子地图数据，该电子地图数据包括多个层对象；该层对象包括：设施面、拓扑弧段、信息点及拓扑结点；该拓扑结点包含接续的其他楼层的结点的信息；该地图检索模块接收指令形成室内电子地图。该室内导航方法，包括以下步骤：接收行进线路的导航指令；确定第一路径；确定第二路径；确定第三路径；生成当前导航路径。该室内导航系统，包括：室内电子地图生成系统、导航指令接收单元及路径计算模块。本发明能够进行室内精确导航。
【专利说明】室内电子地图生成系统与室内导航方法及系统
【技术领域】
[0001]本申请涉及地理信息【技术领域】，特别涉及一种室内电子地图生成系统与室内导航方法及系统。
【背景技术】
[0002]商品化室内电子地图以室内平面布置展示图实现，如图1中所示，既不能表达室内通道的连接关系，也不能表达各楼层之间楼梯口的连通关系。因而，这种室内电子地图仅仅展示了各种设施的平面位置，无法对含有多个楼层的建筑体内进行各楼层上平面通道的连接关系和不同楼层间通道连接关系的表达，导致无法对室内进行精确导航。
【发明内容】
[0003]本申请所要解决的技术问题是提供一种室内电子地图生成系统与一种室内导航方法及系统，用以解决现有技术中的室内电子地图无法对含有多个楼层的建筑体内进行各楼层上平面通道的连接关系和不同楼层间通道连接关系的表达，导致无法对室内进行精确导航的技术问题。
[0004]为了实现上述目的，本发明提出的一种室内电子地图生成系统，其包括:地图存储模块、地图检索模块及地图显示模块；其中，该地图存储模块，存储有至少一个多层建筑物的电子地图数据，该电子地图数据包括多个层对象，所述层对象之间具有平行顺次关系及垂直拓扑关联关系；该层对象包括:设施面图层、结点图层、弧段图层和信息点图层；该设施面图层包括多个设施面；该弧段图层包括多个拓扑弧段；该信息点图层包括多个信息点；该结点图层包括多个拓扑结点，该拓扑结点分为本层内的普通连接结点及连通楼层间的转换结点；该转换结点包含该转换结点接续的其他楼层的结点的信息；其中，该地图检索模块，接收室内地图生成指令，并从地图存储模块中提取数据，形成室内电子地图供地图显示模块显示。
[0005]本发明还可采用以下技术措施进一步实现。
[0006]前述的室内电子地图生成系统，其中所述的拓扑连接结点包括室外连通结点，所述室外连通结点与室外电子地图中的进入室内道路的末结点相连接。
[0007]为了实现上述目的，依据本发明还提出的一种室内导航方法，应用于前述的室内电子地图生成系统，预先依据所述室内电子地图数据生成的当前室内电子地图，所述室内导航方法包括以下步骤:接收行进线路的导航指令，所述导航指令包括起始位置信息及目标位置信息，所述起始位置信息与所述当前室内电子地图中起始层及起始信息点相对应，所述目标位置信息与所述当前室内电子地图中目标层及目标信息点相对应；确定起始层中的第一转换结点并确定所述起始信息点与所述第一转换结点之间的第一路径，所述第一转换结点包含接续该目标层的信息；确定所述目标层中与所述第一转换结点对应的第二转换结点及所述第一转换结点与所述第二转换结点之间的第二路径；确定所述目标层中所述第二转换结点与所述目标信息点之间的第三路径；依次连接所述第一路径、所述第二路径和所述第三路径，生成当前导航路径。
[0008]本发明还可采用以下技术措施进一步实现。
[0009]前述的室内导航方法，所述确定起始层中的第一转换结点及起始信息点与所述第一转换结点之间的第一路径，包括以下步骤:获取所述起始层的各个转换结点与所述当前信息点的第一距离值；将其第一距离值最小，且能到达目标层的转换结点确定为第一转换结点；获取所述起始信息点与所述第一转换结点之间的至少一条平面经由路径；在所述平面经由路径中，将其路径值最小的平面经由路径确定为第一路径。
[0010]前述的室内导航方法，所述确定目标层中与所述第一转换结点对应的第二转换结点及所述第一转换结点与所述第二转换结点之间的第二路径，包括以下步骤:确定所述起始层与所述目标层之间的经停中间层及其各中间层经由的转换结点；依次将所述第一转换结点、经停各中间层的转换结点和所述目标层中所述第二转换结点连接起来的路径确定为第二路径。
[0011]前述的室内导航方法，所述确定目标层中所述第二转换结点与所述目标信息点之间的第三路径，包括以下步骤:获取所述目标层中所述第二转换结点与所述目标信息点之间的至少一条平面经由路径；在所述平面经由路径中，将其路径值最小的平面经由路径确定为第二路径。
[0012]为了实现上述目的，依据本发明另外还提出一种室内导航系统，其包括:前述的室内电子地图生成系统，用于预先依据所述室内电子地图数据生成当前室内电子地图；导航指令接收单元，用于接收行进线路的导航指令，所述导航指令包括起始位置信息及目标位置信息，所述起始位置信息与所述当前室内电子地图中起始层及起始信息点相对应，所述目标位置信息与所述当前室内电子地图中目标层及目标信息点相对应；第一路径确定单元，用于确定所述起始层中第一转换结点及所述当前信息点与所述第一转换结点之间的第一路径；第二路径确定单元，用于确定所述目标层中与所述第一转换结点对应的第二转换结点及所述第一转换结点与所述第二转换结点之间的第二路径；第三路径确定单元，用于确定所述目标层中所述第二转换结点与所述目标信息点之间的第三路径；导航路径生成单元，用于依据所述第一路径、所述第二路径和所述第三路径，生成当前导航路径。
[0013]本发明还可采用以下技术措施进一步实现。
[0014]前述的室内导航系统，其中所述的第一路径确定单元包括:距离值获取子单元，用于获取所述起始层的各个转换结点与所述起始信息点之间的第一距离值；第一转换结点确定子单元，用于将其第一距离值最小，且能到达目标层的转换结点确定为第一转换结点；第一路径获取子单元，用于获取所述当前信息点与所述第一转换结点之间的至少一条平面经由路径；及第一路径确定子单元，用于在所述平面经由路径中，将其路径值最小的平面经由路径确定为第一路径。
[0015]前述的室内导航系统，其中所述第二路径确定单元包括:中间转换结点确定子单元，用于确定所述起始层与所述目标层之间的经停中间层及其各中间层经由的转换结点；第二路径确定子单元，用于将所述第一转换结点、经停各中间层经由的的转换结点和所述目标层中所述第二转换结点连接起来的路径确定为第二路径。
[0016]前述的室内导航系统，其中所述第三路径确定单元包括:第三路径获取子单元，用于获取所述目标层中所述第二转换结点与所述目标信息点之间的至少一条平面经由路径；第三路径确定子单元，用于在所述平面经由路径中，将其路径值最小的平面经由路径确定为第二路径。
[0017]上述方案可知，本申请提供的一种室内电子地图生成系统，通过设置多个层对象描述含有多楼层建筑的层架构，并通过在每个层对象中设置设施面、拓扑连接结点、拓扑连接弧段和信息点，由此描述出每个楼层中的平面拓扑连通关系，进而通过拓扑连接结点中的转换结点上给出的可到达楼层的转换结点序列实现对含有多个楼层的建筑室内的垂直拓扑连通关系的表达，在后续室内导航时能够精确得到导航路径。
[0018]另外，本申请提供的一种室内导航方法及系统，应用于上述室内电子地图生成系统预先生成的当前室内的电子地图之后，通过分段进行路径规划，最终得到导航路径，即为:依据接收到的导航指令，依次确定起始层内、起始层及目标层之间以及目标层内的路径，进而最终生成得到导航路径，实现依据上述系统进行含有多个楼层的建筑内精确导航的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为现有技术中的室内电子地图示意图。
[0021]图2为本申请室内电子地图生成系统一实施例的示意图。
[0022]图3为本申请室内电子地图生成系统中层对象的示意图。
[0023]图4为本申请室内电子地图生成系统生成的电子地图的单层示意图。
[0024]图5为本申请室内电子地图生成系统生成的电子地图的多层间的拓扑关系示意图。
[0025]图6为本申请室内电子地图数据文件命名存储方式示意图。
[0026]图7为本申请室内导航方法一实施例的流程图。
[0027]图8为本申请室内导航方法实现的导航路径示意图。
[0028]图9为本申请室内导航方法一实施例的部分流程图。
[0029]图10为本申请室内导航方法一实施例的部分流程图。
[0030]图11为本申请室内导航方法一实施例的部分流程图。
[0031]图12为本申请室内导航系统一实施例的示意图。
[0032]图13为本申请室内导航系统一实施例的路径计算模块的示意图。
[0033]图14为本申请室内导航系统一实施例的第一路径确定单元的示意图。
[0034]图15为本申请室内导航系统一实施例的第二路径确定单元的示意图。
[0035]图16为本申请室内导航系统一实施例的第三路径确定单元的示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0037]请参阅图2、图3、图4、图5、图6所示，分别是本发明室内电子地图生成系统一实施例的示意图、室内电子地图一实施例的单层示意图、室内电子地图的多层间的拓扑关系示意图、室内电子地图数据文件命名存储方式结构示意图
[0038]本发明一实施例的室内电子地图生成系统1100，包括地图检索模块123、地图显示模块121、地图存储模块125。该地图检索模块123接收室内地图生成指令，并从地图存储模块125中提取数据，形成室内电子地图供地图显示模块121显示。
[0039]上述的地图存储模块125存储有至少一个多层建筑物的电子地图数据，该电子地图数据包括多个层对象100，每个层对象100对应多层建筑中的每个楼层，所述层对象100之间具有平行顺次关系，可以理解为:多层建筑的每个楼层之间为平行布局，且每一楼层具有其特定的顺次关系，以楼层号码为体现，例如一个五层建筑具有一层、二层、三层、四层、五层之间的平行顺次关系；该多个层对象100之间具有垂直拓扑关联关系。
[0040]上述的层对象100包括:设施面图层101、结点图层103、弧段图层105和信息点图层 107。
[0041]该设施面图层101包括楼层内的多个设施面10，设施面10几何上为多边形，用多个XY坐标对封闭表示，设施面10可以理解为楼层内的房间或设施布局平面，例如，图3中的甲公司、洗手间、乙公司、丙超市、服务台、电梯、楼梯等的布局平面。该设施面10的标识包括:设施面ID (唯一识别码)、设施面类型和/或名称(中文、拼音)。设施面类型，包括:未知用途、大厦本体、大厦内部办公区、大厦外部办公区、大厦服务台、娱乐区和/或休息区
坐寸o
[0042]该结点图层103包括多个拓扑结点20，该拓扑结点20几何上为点，用XY坐标表示，该拓扑结点20可以理解为没有外路接入的一段通道(弧段)的端点(起始端、终端)，该拓扑结点20分为楼层内通道(弧段)连接的普通结点Q (简称连接结点)和连通楼层间的转换结点P、K(简称转换结点)。图4中，转换结点P为电梯口，转换结点K点为楼梯口。该拓扑结点20的标识包括:结点ID(唯一识别码)、结点类型、结点交通流方向、结点接续的通道个数、结点接续的通道(弧段)ID集合和/或结点接续的其他楼层的结点的ID集合。该拓扑结点20的标识进一步包括，时间限制、物品限制、重量限制信息。所述结点类型包括:不连接其他楼层的普通结点、步行梯转换结点、垂直电梯转换结点、扶行电梯转换结点、室外消防步行楼梯结点、连接室外道路结点。所述结点交通流方向，包括:不连接其他楼层的本楼层流向、上下均可通行、下行可达只能上行、上行可达只能下行、只能上行、只能下行、上行或下行的截止点。所述结点接续的其他楼层的结点的ID集合，即楼层间的垂直拓扑连接关系的表达。例如，一个转换结点接续第三层第二号结点、接续第四层第五号结点、接续第五层第九号结点，ID集合可表示为(3/2 ；4/5 ;5/9)。该时间限制，例如是该结点晚22点至次日6点为禁行，或24小时通行等。该物品限制，例如该结点没有物品限制、客货两用的、只运人的、只运货物的、紧急救援的等。该重量限制，例如该结点没有重量限制、该结点只允许一千公斤以下通行等。
[0043]该弧段图层105包括多个拓扑弧段30，该拓扑弧段30几何上为折线段，用多个连续的XY坐标对表示，该拓扑弧段30可以理解为该楼层内的没有外路接入的一段通道。该拓扑弧段30的标识包括:弧段ID (唯一识别码)、弧段开始的结点ID、弧段结束的结点ID及交通流向。该交通流向，包括，双向通行、正向通行、反向通行、禁止外部人员等等。
[0044]该信息点图层107包括多个信息点40，该信息点40几何上为点，用XY坐标对表示，该信息点40是指楼内的各种设施、居室。该信息点40的标识包括:信息点ID (唯一识别码)、信息点类型、信息点名称(中文、拼音)、电话和/或楼内地址。
[0045]上述方案可知，本实施例电子地图，通过设置多个层对象描述含有多楼层建筑的层架构，并通过在每个层对象中设置设施面10、拓扑结点20、拓扑弧段30和信息点40，由此描述出每个楼层中的布局，进而实现对含有多个楼层的建筑室内的布局展示和导航。
[0046]基于上述实施例，所述室内电子地图与室外电子地图数据系统中的坐标系相一致，即室内电子地图采用通用地理坐标信息的描述方式，与室外电子地图采用同一套坐标系统，并通过室外连通结点，与室外电子地图中进入室内的结点相连接，从而达到后续进行导航时，室外和室内一体化的无缝导航。
[0047]上述的该地图检索模块123接收当前室内电子地图生成指令，从该地图存储模块125中提取数据，利用所述地图存储模块125中的层对象100及顺次关系，生成当前建筑物的层架构；再依据每个层对象中的设施面图层101、结点图层103、弧段图层105和信息点图层107，生成当前建筑每一层的层内拓扑，然后依据每个所述层对象中的转换结点，生成当前建筑的层间拓扑；最后依据所述当前室内的层架构、层内拓扑及层间拓扑，生成当前建筑物的室内电子地图。需要说明的是，在生成所述当前建筑物室内电子地图之后，地图显示模块121将所述当前室内电子地图进行显示，提供给用户进行导航或其他应用。
[0048]其中，上述电子地图数据对应的图层文件可以以下述文件命名规律命名:字母“F”+ “楼层号”+下划线“数据专题类别码”，以下以**市(BJM) **大厦(LXDS)室内地图数据组织的结构为例:
[0049]顶层为室内电子地图的总文件夹为IndoorMap,其下为各个地级以上城市文件夹，以城市字母缩写表达，再其下为城市内各个建筑物文件夹，一幢建筑为一个室内地图文件夹，其下有各个专题数据层，其中:EG表示弧段图层；ND表示结点图层；PG表示设施面图层；PT表示信息点图层。楼层号为负值时，表示该楼层属于地下建筑，地下一层为“-1”。如“F2_EG”，表示该图层为第二层楼的弧段图层。如“F-1_ND”，表示该图层为地下一层楼的结点图层，结点图层中包括转换结点(楼梯口)。
[0050]由上述方案可知，本实施例的室内电子地图生成系统生成当前室内的电子地图时，仅使用四个图层(设施面图层信息点图层、结点图层、弧段图层)即可描述完整的一层楼层，对于不同楼层间的导航，通过转换结点明确给出可到达的全部楼层的垂直拓扑关系，因此，本实施例的室内电子地图生成系统具有制作容易，存储量少，检索快速，计算简单，方便使用等特点。
[0051]请参阅图7、图8所示，分别是本申请室内导航方法一实施例的流程图、室内导航方法实现的导航路径示意图。本实施例的室内导航方法，应用于上述室内电子地图生成系统预先生成当前室内电子地图，所述室内导航方法包括如下步骤:
[0052]步骤41:接收行进线路的导航指令。
[0053]其中，所述导航指令包括起始位置信息及目标位置信息,所述起始位置信息与所述当前室内电子地图中起始层及起始信息点相对应，所述目标位置信息与所述当前室内电子地图中目标层及目标信息点相对应。可以理解为，所述起始位置信息可以包括所述起始层的标识信息及起始信息点的标识信息，所述目标位置信息可以包括所述目标层的标识信息及目标信息点的标识信息。
[0054]需要说明的是，所述起始信息点是指用户需要导航时所指定的起始位置或者用户所在的当前位置，所述起始层是指所述起始信息点所在的层，例如用户在二楼的S坐标处进行导航，S坐标即为所述起始信息点，二层即为所述起始层。相应的，所述目标信息点及目标层即为用户导航的目的地的位置及楼层。
[0055]其中，所述导航指令可以由用户通过交互界面进行操作而生成。
[0056]步骤42:确定所述起始层中的第一转换结点，确定所述起始信息点与所述第一转换结点之间的第一路径。优选为，所述第一转换结点的标识中含有与目标层接续的信息，例如，第一转换结点的与其接续的其他楼层的结点的ID集合中包括目标层的转换结点。
[0057]步骤43:确定所述目标层中与所述第一转换结点对应的第二转换结点及所述第一转换结点与所述第二转换结点之间的第二路径。
[0058]步骤44:确定所述目标层中所述第二转换结点与所述目标信息点之间的第三路径。
[0059]其中，上述步骤42至步骤44中，是指将所述起始信息点与所述目标信息点之间的路径规划通过三段式进行，如图8中所示，从M层的S点到N层的E点进行路线规划，实现对起始信息点与目标信息点之间的路径规划导航。
[0060]步骤45:依据所述第一路径、所述第二路径和所述第三路径，生成当前导航路径。
[0061]其中，所示步骤45可以通过以下方式实现:
[0062]依次将所述第一路径、所述第二路径和所述第三路径进行首尾串接，生成当前导航路径，如图8中所示。
[0063]本实施例的室内导航方法，应用于前述室内电子地图生成系统预先生成的当前室内电子地图之后，通过分段进行路径规划，最终得到导航路径，即为:依据接收到的导航指令，依次确定起始层内、起始层与目标层之间以及目标层内的路径，进而最终生成得到导航路径。
[0064]需要说明的是，本实施例在所述步骤45中生成所述当前导航路径之后，还可以包括:将所述当前导航路径在所述当前室内电子地图中显示，如图8中所示。
[0065]请同时参阅图9所示,是本申请室内导航方法一实施例的部分流程图。前述的步骤42可以包括以下步骤:
[0066]步骤421:获取所述起始层的各个转换结点与所述起始信息点之间的第一距离值。
[0067]其中，所述步骤421中的第一距离值是指:所述起始层中各个转换结点距离所述起始信息点的无墙阻隔的几何距离值。
[0068]步骤422:将其第一距离值最小，且能到达目标层的转换结点确定为第一转换结点。
[0069]其中，所述步骤421与所述步骤422的目的即在于:针对所述当前信息点，在所述当前层中找到一个转换结点，该转换结点与所述当前信息点之间的无墙阻隔的几何距离最短，以如图8中为例，在楼层M平面图上计算距起点S最近的一个楼梯口结点P，计算方法是无墙阻隔的几何距离最短。
[0070]步骤423:获取所述当前信息点与所述第一转换结点之间的至少一条平面经由路径。
[0071]步骤424:在所述平面经由路径中，将其路径值最小的平面经由路径确定为第一路径。
[0072]其中，所述步骤424中，可以使用Dijkstra(狄克斯特拉)算法，取所述当前信息点和所述第一转换结点之间的经由路径最短。如图8中，在楼层M平面图上计算该起点S到最近的一个楼梯口结点P的平面经由路径。
[0073]请同时参阅图10所示,是本申请室内导航方法一实施例的部分流程图。上述的步骤43可以包括以下步骤:
[0074]步骤431:确定所述当前(起始)层与所述目标层之间的中间层及其中间转换结点。
[0075]如图8中，确定M层与N层之间的每个中间层及每个中间层中的转换结点。
[0076]步骤432:由相邻所述当前(起始)层的中间层开始，依据由所述当前层至所述目标层的顺序，依次确定每个所述中间层及所述目标层中的第二转换结点。
[0077]其中，每个所述第二转换结点与所述第一转换结点之间的距离在该第二转换结点同层的各个转换结点与所述第一转换结点之间的距离中最短。
[0078]所述步骤432可以理解为:所述中间层的第二转换结点与所述第一转换结点之间的距离在所述中间层各个转换结点距离所述第一转换结点的距离中最短，而所述中间层中，每两个中间层之间的第二转换结点距离最短，在所述目标层及其相邻的中间层的第二转换结点之间的距离也最短，如图8中所示，由此，所述目标层中的第二转换结点与所述第一转换结点之间的距离最短。
[0079]步骤433:将所述目标层中所述第二转换结点与所述第一转换结点之间的连接路径确定为第二路径。
[0080]如图8中所示，由楼层M平面图上最近的一个转换(电梯口)结点Pm，根据它与其他楼层转换(楼梯口)结点的垂直拓扑关系，计算楼层N上距楼层M转换(楼梯口)结点最近的转换(楼梯口)结点Pn。Pm点与Pn点之间的路径即为第二路径。
[0081]请同时参阅图11所示,是本申请室内导航方法一实施例的部分流程图。上述的步骤44可以包括以下步骤:
[0082]步骤441:获取所述目标层中所述第二转换结点与所述目标信息点之间的至少一条平面经由路径。
[0083]步骤442:在所述平面经由路径中，将其路径值最小的平面经由路径确定为第三路径。
[0084]如图8中，依据在楼层N平面图上找到的转换(楼梯口)结点Pn，以此为起点计算达到楼层N的最后目的地(目标信息点)E点的平面经由路径，使用Dijkstra(狄克斯特拉)算法，取经由路径最短。
[0085]以下对上述实施例在具体实现中的示例进行说明:
[0086]本申请实施例中的室内电子地图为:
[0087]1、室内电子地图采用通用地理信息描述方式，与室外导航电子地图采用同一套坐标系，通过设置连接室外道路的连接结点连接室外道路，从而达到室外室内一体化无缝导航。
[0088]2、室内地图的每个楼层为一组具有连通拓扑关系的点、线、面图层表达；
[0089]3、一个楼层内的路径计算，用层内具有连通拓扑关系的点、线完成；
[0090]4、楼层间的路径通达计算，用以步行楼梯、垂直电梯、电动扶梯口为代表的层间转换结点间的垂直拓扑连通关系完成。
[0091]例如，一个楼层平面图的组成及相互关系如图4所示，多个楼层之间的垂直拓扑连接关系如图5所示。
[0092]如图8中所示，本申请对一个楼层内各通道的平面拓扑连通关系进行实现，解决了一个楼层内从S点到P点的路径规划问题；进一步，表达了不同楼层转换结点(步行楼梯、垂直电梯、电动扶梯)之间的垂直拓扑连通关系，解决了从一个楼层的转换结点(楼梯口)Pm到另一个楼层具有相同性质和垂直通道的另一转换结点(楼梯口)Pn的路径规划问题。本申请在解决了一个楼层内和不同楼层间路径规划难题的基础上，通过串接不同行程段的路径规划结果，得出了从M层的S点到N层的E点的科学合理路径规划线路。本申请还通过设立室外道路和室内通道的连接结点的方式解决了室内外一体化路径计算的无缝导航难题。
[0093]请参阅图12、图13所示,分别是本申请室内导航系统一实施例的示意图、路径计算模块的示意图。
[0094]本实施例的室内导航系统，包括:电子地图生成系统1100、导航指令接收单元1102及路径计算模块1110。
[0095]上述的室内电子地图生成系统1100，用于预先生成当前室内电子地图。室内电子地图生成系统1100在前面已经说明，不再详述。
[0096]上述的导航指令接收单元1102，用于接收行进线路的导航指令。
[0097]其中，所述导航指令包括起始位置信息及目标位置信息,所述起始位置信息与所述当前室内电子地图中起始层及起始信息点相对应，所述目标位置信息与所述当前室内的电子地图中目标层及目标信息点相对应。可以理解为，所述起始位置信息可以包括所述起始层的标识信息及起始信息点的标识信息，所述目标位置信息可以包括所述目标层的标识信息及目标信息点的标识信息。
[0098]需要说明的是，所述起始信息点是指用户需要导航时所指定起始位置(或者用户所在的当前位置)，所述起始层是指所述起始信息点所在的层，例如用户在二楼的P坐标处进行导航，P坐标即为所述起始信息点，二层即为所述起始层。相应的，所述目标信息点及目标层即为用户导航的目的地的位置及楼层。
[0099]其中，所述导航指令可以由用户通过交互界面进行操作而生成。
[0100]需要说明的是，所述导航指令接收单元1102可以通过请求接收模块实现，所述请求接收模块作为用户与本申请实施例之间的交互界面，负载通过触摸屏设置的软键盘、对话框或菜单条把用户的检索需求、显示需求、导航需求接收进来，分发给其他功能模块执行对应的动作，满足用户需求。
[0101]上述的路径计算模块1110，根据导航指令接收单元1102接收的用户导航指令，从室内电子地图生成系统1100生成当前室内的电子地图中，规划出从起始位置到目的地位置的室内行进的路线。路径计算模块1110包括第一路径确定单元1103、第二路径确定单元1104、第三路径确定单元1105及导航路径生成单元1106。[0102]该第一路径确定单元1103，用于确定所述起始层中第一转换结点，确定所述起始信息点与所述第一转换结点之间的第一路径。
[0103]该第二路径确定单元1104，用于确定所述目标层中与所述第一转换结点对应的第二转换结点，确定所述第一转换结点与所述第二转换结点之间的第二路径。
[0104]该第三路径确定单元1105，用于确定所述目标层中所述第二转换结点与所述目标信息点之间的第三路径。
[0105]其中，上述第一路径确定单元1103至所述第三路径确定单元1105中，是指将所述起始信息点与所述目标信息点之间的路径规划通过三段式进行，如图8中所示，从M层的S点到N层的E点进行路线规划，实现对起始信息点与目标信息点之间的路径规划导航。
[0106]该导航路径生成单元1106，用于依据所述第一路径、所述第二路径和所述第三路径，生成当前导航路径。所述生成当前导航路径，是依次将所述第一路径、所述第二路径和所述第三路径进行首尾串接，得到的导航路径。
[0107]需要说明的是，所述导航路径生成单元1106生成所述当前导航路径之后，还可以将所述当前导航路径在所述当前室内电子地图中显示，如图8中所示。
[0108]请同时参阅图14所示，是本申请室内导航系统中所述第一路径确定单元1103的方框示意图。
[0109]前述的第一路径确定单元1103包括:距离值获取子单元1131、第一转换结点确定子单元1132、第一路径获取子单元1133及第一路径确定子单元1134。
[0110]该距离值获取子单元1131，用于获取所述起始层的各个转换结点与距离所述起始信息点的第一距离值。
[0111]其中，所述距离值获取子单元1131中的第一距离值是指:所述起始层中各个转换结点距离所述起始信息点的无墙阻隔的几何距离值。
[0112]该第一结点确定子单元1132，用于将其第一距离值最小的转换结点确定为第一转换结点。
[0113]其中，所述距离值获取子单元1131与所述第一结点确定子单元1132的目的在于:针对所述起始信息点，在所述起始层中找到一个转换结点，该转换结点与所述起始信息点之间的无墙阻隔的几何距离最短，以如图8中为例，在楼层M平面图上计算距起点S最近的一个转换结点(楼梯口)Pm,计算方法是无墙阻隔的几何距离最短。
[0114]该第一路径获取子单元1133用于获取所述起始信息点与所述第一转换结点之间的至少一条平面经由路径。
[0115]该第一路径确定子单元1134，用于在所述平面经由路径中，将其路径值最小的平面经由路径确定为第一路径。
[0116]其中，所述第一路径确定子单元1134可以使用Dijkstra(狄克斯特拉)算法，取所述起始信息点和所述第一转换结点之间的经由路径最短。如图8中，在楼层M平面图上计算该起点S到最近的一个楼梯口结点Pm的平面经由路径。
[0117]请同时参阅图15所示，是本申请室内导航系统中所述第二路径确定单元1104的方框示意图。
[0118]所述第二路径确定单元1104包括:中间转换结点确定子单元1141，第二路径确定子单元1142,[0119]该中间转换结点确定子单元1141，用于确定所述起始层与所述目标层之间的经停中间层及其各中间层经由的转换结点。
[0120]如图8中，确定M层与N层之间的每个中间层及每个中间层中的转换结点。
[0121]该第二路径确定子单元1142，用于将所述第一转换结点、经停各中间层经由的的转换结点和所述目标层中所述第二转换结点连接起来的路径确定为第二路径。
[0122]如图8中所示，由楼层M平面图上最近的一个楼梯口结点Pm，根据它与其他楼层楼梯口结点的垂直拓扑关系，计算楼层N上距楼层M楼梯口结点最近的楼梯口结点Pn。Pm点与Pn点之间的路径即为第二路径。
[0123]请参阅图15所示,是本申请室内导航系统中所述第三路径确定单元1105的方框示意图。
[0124]前述的第三路径确定单元1105包括:第三路径获取子单元1151及第三路径确定子单元1152。
[0125]该第三路径获取子单元1151，用于获取所述目标层中所述第二转换结点与所述目标信息点之间的至少一条平面经由路径。
[0126]第三路径确定子单元1152，用于在所述平面经由路径中，将其路径值最小的平面经由路径确定为第三路径。
[0127]如图8中，依据在楼层N平面图上找到的楼梯口结点Pn，以此为起点计算达到楼层N的最后目的地E点的平面经 由路径，使用Dijkstra (狄克斯特拉)算法，取经由路径最短。
[0128]最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0129]以上对本申请所提供的一种室内电子地图生成系统与室内导航方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
【权利要求】
1.一种室内电子地图生成系统，其特征在于，包括:地图存储模块、地图检索模块及地图显示模块； 其中，该地图存储模块，存储有至少一个多层建筑物的电子地图数据，该电子地图数据包括多个层对象，所述层对象之间具有平行顺次关系及垂直拓扑关联关系；该层对象包括:设施面图层、结点图层、弧段图层和信息点图层；该设施面图层包括多个设施面；该弧段图层包括多个拓扑弧段；该信息点图层包括多个信息点；该结点图层包括多个拓扑结点，该拓扑结点分为本层内的普通连接结点及连通楼层间的转换结点；该转换结点包含该转换结点接续的其他楼层的结点的信息； 其中，该地图检索模块，接收室内地图生成指令，并从地图存储模块中提取数据，形成室内电子地图供地图显示模块显示。
2.根据权利要求1所述的室内电子地图生成系统，其特征在于其中所述的拓扑连接结点包括室外连通结点，所述室外连通结点与室外电子地图中的进入室内道路的末结点相连接，室内电子地图坐标采用与室外电子地图统一的坐标系统。
3.—种室内导航方法，其特征在于，应用于权利要求1或2所述的室内电子地图生成系统，预先依据所述室内电子地图数据生成的当前室内电子地图，所述室内导航方法包括以下步骤: 接收行进线路的导航指令，所述导航指令包括起始位置信息及目标位置信息，所述起始位置信息与所述当前室内电子地图中起始层及起始信息点相对应，所述目标位置信息与所述当前室内电子地图中目标层及目标信息点相对应； 确定起始层中的第一转换结点，并确定所述起始信息点与所述第一转换结点之间的第一路径；所述第一转换结点包含接续目标层的信息； 确定所述目标层中与所述第一转换结点对应的第二转换结点，并确定所述第一转换结点与所述第二转换结点之间`的第二路径； 确定所述目标层中所述第二转换结点与所述目标信息点之间的第三路径； 依次连接所述第一路径、所述第二路径和所述第三路径，生成当前导航路径。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定起始层中的第一转换结点及起始信息点与所述第一转换结点之间的第一路径，包括以下步骤: 获取所述起始层的各个转换结点与所述当前信息点的第一距离值； 将其第一距离值最小的转换结点确定为第一转换结点； 获取所述起始信息点与所述第一转换结点之间的至少一条平面经由路径； 在所述平面经由路径中，将其路径值最小的平面经由路径确定为第一路径。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定目标层中与所述第一转换结点对应的第二转换结点及所述第一转换结点与所述第二转换结点之间的第二路径，包括以下步骤: 确定所述起始层与所述目标层之间的经停中间层及其各中间层经由的转换结点； 依次将所述第一转换结点、经停各中间层的转换结点和所述目标层中所述第二转换结点连接起来的路径确定为第二路径。
6.根据权利3所述的方法，其特征在于，所述确定目标层中所述第二转换结点与所述目标信息点之间的第三路径，包括以下步骤:获取所述目标层中所述第二转换结点与所述目标信息点之间的至少一条平面经由路径; 在所述平面经由路径中，将其路径值最小的平面经由路径确定为第三路径。
7.一种室内导航系统，其特征在于包括: 如权利要求1或2中所述的室内电子地图生成系统，该室内电子地图生成系统，用于预先依据所述室内电子地图数据生成当前室内电子地图； 导航指令接收单元，用于接收行进线路的导航指令，所述导航指令包括起始位置信息及目标位置信息，所述起始位置信息与所述当前室内电子地图中起始层及起始信息点相对应，所述目标位置信息与所述当前室内电子地图中目标层及目标信息点相对应； 第一路径确定单元，用于确定所述起始层中第一转换结点及所述当前信息点与所述第一转换结点之间的第一路径； 第二路径确定单元，用于确定所述目标层中与所述第一转换结点对应的第二转换结点及所述第一转换结点与所述第二转换结点之间的第二路径； 第三路径确定单元，用于确定所述目标层中所述第二转换结点与所述目标信息点之间的第二路径； 导航路径生成单元，用于依据所述第一路径、所述第二路径和所述第三路径，生成当前导航路径。
8.根据权利要求7所述的室内导航系统，其特征在于，所述第一路径确定单元包括: 距离值获取子单元，用于获取所述起始层的各个转换结点与所述起始信息点之间的第一距离值； 第一转换结点确定子单元，用于将其第一距离值最小的转换结点确定为第一转换结占.第一路径获取子单元，用于获取所述当前信息点与所述第一转换结点之间的至少一条平面经由路径； 第一路径确定子单元，用于在所述平面经由路径中，将其路径值最小的平面经由路径确定为第一路径。
9.根据权利要求7所述的室内导航系统，其特征在于，所述第二路径确定单元包括: 中间转换结点确定子单元，用于确定所述起始层与所述目标层之间的经停中间层及其各中间层经由的转换结点； 第二路径确定子单元，用于将所述第一转换结点、经停各中间层经由的的转换结点和所述目标层中所述第二转换结点连接起来的路径确定为第二路径。
10.根据权利要求7所述的室内导航系统，其特征在于，所述第三路径确定单元包括: 第三路径获取子单元，用于获取所述目标层中所`述第二转换结点与所述目标信息点之间的至少一条平面经由路径； 第三路径确定子单元，用于在所述平面经由路径中，将其路径值最小的平面经由路径确定为第二路径。
【文档编号】G01C21/00GK103674017SQ201310711446
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】李宏利, 李飞 申请人:广东瑞图万方科技股份有限公司