一种室内定位方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及定位和导航领域，特别涉及一种室内定位方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

近些年来，基于全球卫星定位系统(globalpositioningsystem，gps)的室外卫星定位导航系统发展非常迅速，也日渐成熟，汽车的指数式增长使得人们对地下车库的导航需求也逐渐增加。目前，室内导航定位系统仍处于起步阶段，主要基于室内wifi、rfid、蓝牙4.0等技术。然而就目前使用情况来看，室内定位的硬件成本过高、布置不方便使得在实际推广起来困难重重，因此需要一个低成本高效的室内定位及导航方案，以满足市场的需求。

已有技术提供了一种手机室内定位系统，涉及手机定位技术领域，包括布置于室内的超宽带(ultrawideband，uwb)定位基站网络、uwb定位标签、后台服务器，uwb定位基站网络与uwb定位标签通过交互数据完成定位过程，uwb定位基站网络将所有uwb定位标签的位置信息发送给后台服务器或云端，手机通过扫描uwb定位标签上二维码的方法实现两者的虚拟绑定，手机从后台服务器或云端接收所绑定标签的位置信息：uwb定位标签的形状为手环式、卡片式或盒式。uwb定位的准确度通常情况下不超过15cm，但是本身还不成熟，主要问题是uwb系统占用的带宽很高，可能会干扰现有其他无线通信系统。

已有技术提供了一种基于蓝牙手机室内定位系统。所述蓝牙手机室内定位系统改变了原有固件程序编写通过查询操作即可获得定位手机的接收信号强度指示(receivedsignalstrengthindication，rssi)，使锚点无需和手机建立连接。通过布置在室内的蓝牙锚节点，测出手机的蓝牙信号在锚节点处的rssi。锚节点把这些数据通过wi-fi转到局域网。局域网的服务器对rssi数据进行处理、运算，得到手机的位置数据，手机通过wi-fi从局域网上获得位置数据，将定位结果已图形化的方式显示出来。蓝牙定位技术精度不高，推广困难，因为当今用户还不习惯随时打开蓝牙进行定位。这些定位方式都存在着硬件成本高，布置不方便的特点，因此没有得到广泛应用。

技术实现要素：

本发明实施例提供的一种室内定位方法、装置、设备及存储介质，至少解决室内定位和导航方式硬件成本高、难以布置的问题。

根据本发明实施例提供的一种室内定位方法，包括：

移动终端通过扫描部署在建筑物内的二维码，获取室内位置坐标信息；

所述移动终端获取所述建筑物的室内地图；

所述移动终端根据所述室内位置坐标信息，在所述室内地图上标记所在室内位置坐标。

优选地，所述移动终端通过扫描部署在建筑物内的二维码，获取室内位置坐标信息包括：

所述移动终端扫描部署在所述建筑物内的二维码，并识别所述二维码；

所述移动终端从预存的二维码与室内位置坐标信息的对应关系表中找到所述二维码对应的室内位置坐标信息。

优选地，所述移动终端获取所述建筑物的室内地图包括：

所述移动终端利用导航软件获取所述建筑物的室内地图，或者通过服务器查询并获取所述建筑物的室内地图。

优选地，还包括：

利用已标记所述室内位置坐标的所述室内地图，对携带所述移动终端的用户进行导航。

优选地，所述利用已标记所述室内位置坐标的所述室内地图，对携带所述移动终端的用户进行导航包括：

所述移动终端利用已标记所述室内位置坐标的所述室内地图，对到达室内目标位置坐标的路线进行规划，得到导航路径；

所述移动终端利用所述导航路径，对所述用户进行导航。

优选地，所述对到达室内目标位置坐标的路线进行规划包括：

所述移动终端利用粒子群算法或迪杰斯特拉算法，规划从所述室内位置坐标至所述室内目标位置坐标的导航路径。

根据本发明实施例提供的一种室内导航装置，包括：

二维码处理模块，用于通过扫描部署在建筑物内的二维码，获取室内位置坐标信息；

地图获取模块，用于获取所述建筑物的室内地图；

位置标记模块，用于根据所述室内位置坐标信息，在所述室内地图上标记出所在室内位置坐标。

优选地，还包括：

导航模块，用于利用已标记所述室内位置坐标的所述室内地图，对携带所述移动终端的用户进行导航。

根据本发明实施例提供的一种室内导航设备，所述设备包括：处理器，以及与所述处理器耦接的存储器；所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的室内导航程序，所述室内导航程序被所述处理器执行时实现上述的室内导航方法的步骤。

根据本发明实施例提供的一种存储介质，其上存储有室内导航程序，所述室内导航程序被处理器执行时实现上述的室内导航方法的步骤。

本发明实施例提供的技术方案具有如下有益效果：

1、本发明实施例利用部署在建筑物内的二维码实现定位，成本低、便于部署、定位精度高；

2、本发明实施例在生成具有室内位置坐标的室内定位和导航地图的基础上，采用粒子群算法或迪杰斯特拉算法，提高室内导航的响应速度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的室内定位流程图；

图2是本发明实施例提供的室内定位装置框图；

图3是本发明实施例提供的基于二维码和粒子群算法的地库导航系统结构图；

图4是本发明实施例提供的基于二维码和粒子群算法的地库导航流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明实施例提供的室内定位流程图，如图1所示，步骤包括：

步骤s101：移动终端通过扫描部署在建筑物内的二维码，获取室内位置坐标信息。

步骤s101包括：所述移动终端扫描部署在所述建筑物内的二维码，并识别所扫描的二维码，然后根据预先存储的二维码与室内位置坐标信息的对应关系表，找到所识别的二维码对应的室内位置坐标信息，即从预存的二维码与室内位置坐标信息的对应关系表中找到所述二维码对应的室内位置坐标信息。

步骤s102：所述移动终端获取所述建筑物的室内地图。

步骤s102包括：所述移动终端利用导航软件获取所述建筑物的室内地图，或者通过服务器查询并获取所述建筑物的室内地图，其中，所述室内地图可以是平面地图。

步骤s103：所述移动终端根据所述室内位置坐标信息，在所述室内地图上标记所在室内位置坐标。

在执行步骤s103之后，还可以包括：

步骤s104：利用已标记所述室内位置坐标的所述室内地图，对携带所述移动终端的用户进行导航。

步骤s104包括：所述移动终端利用已标记所述室内位置坐标的所述室内地图，对到达室内目标位置坐标的路线进行规划，得到导航路径，并利用所述导航路径、移动速度、与室内目标位置坐标的距离等等，对所述用户进行导航。具体导航时，可利用粒子群算法、迪杰斯特拉算法等，规划从所述室内位置坐标逐步接近所述室内目标位置坐标的导航路径。

对处于所述建筑内的用户进行导航期间，所述移动终端通过扫描部署在建筑物内的其它二维码，获取所述其它二维码对应的其它室内位置坐标信息，并利用所述其它室内位置坐标信息，重新规划导航路径。例如，移动终端按照导航路径对用户进行导航期间，用户移动到某一新位置，若对自身所在位置存在疑虑，则可以扫描并识别附近的二维码，进而重新规划导航路径。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中。进一步说，本发明还可以提供一种存储介质，其上存储有室内导航程序，所述室内导航程序被处理器执行时实现上述的室内导航方法的步骤。其中，所述的存储介质可以包括rom/ram、磁碟、光盘、u盘。

图2是本发明实施例提供的室内定位装置框图，包括：

二维码处理模块，用于通过扫描部署在建筑物内的二维码，获取室内位置坐标信息；

地图获取模块，用于获取所述建筑物的室内地图；

位置标记模块，用于根据所述室内位置坐标信息，在所述室内地图上标记出所在室内位置坐标。

所述装置还可以包括：

导航模块，用于利用已标记所述室内位置坐标的所述室内地图，对携带所述移动终端的用户进行导航。

所述装置的工作过程如下：二维码处理模块扫描并识别部署在所述建筑物内的二维码，并根据预先存储的二维码与室内位置坐标的对应关系，找到所识别的二维码对应的室内位置坐标信息。地图获取模块利用导航软件获取所述建筑物的室内地图，或者通过服务器查询并获取所述建筑物的室内地图。然后位置标记模块在所述建筑物的室内地图上标记出所述室内位置坐标，即在所述室内地图上标记出一个与二维码对应的室内位置坐标，从而得到室内定位和导航地图。位置标记模块根据已标记所述室内位置坐标的所述室内地图(即所述室内定位和导航地图)，对到达室内目标位置坐标的路线进行规划，并利用所规划的路线，对处于所述建筑内的用户进行导航，具体导航和路线规划可以采用粒子群算法，也可以迪杰斯特拉算法，得到从所述室内位置坐标逐渐向所述室内目标位置坐标逼近的导航路径。在导航期间，也可以通过重复上述步骤，重新规划路径。

本实施例提供一种室内导航设备，所述设备包括：处理器，以及与所述处理器耦接的存储器；所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的室内导航程序，所述室内导航程序被所述处理器执行时实现上述的室内导航方法的步骤。

图3是本发明实施例提供的基于二维码和粒子群算法的地库导航系统结构图，如图3所示，本发明实施例基于android操作系统，设计了一种基于二维码和粒子群算法的室内定位系统。该系统通过识别地下车库部署的二维码来实现定位，定位精度准确。利用高德sdk获取室内平面图，通过移动终端(例如手机)扫描周围二维码生成坐标要素，将要素点在室内平面图中标记出来，在获取两个要素点信息之后通过粒子群算法规划路线，如果需要修正路线，扫描临近二维码，重复上述操作，重新规划。

互联网和移动终端(例如手机)的飞速发展，使得手机定位广泛应用于行程导航、位置追踪及个人定位的各个方面。目前室外定位服务基于gps，但在室内环境下，尤其在地下车库，gps信号受到了极大的限制，导致gps无法正常工作。人们往往在商场中会遇到这样的问题，在地下车库停车后，往往是依靠周围环境来记忆停车位置，但是这样的粗略记忆往往是不准确的，经常会出现找不到车的情况。如果能够定位室内的精确位置，并能够提供精确的导航，将极大方便人们的生活。

二维码是一种特殊的几何图形，它将数据信息按照一定的规律在二维平面上绘制黑白相同的矩形方阵，具有存储信息量大、制作成本低、识别速度快、抗干扰能力强等特点。粒子群算法(particleswarmoptimization，pso)初始化为一群随机粒子(随机解)。然后通过迭代找到最优解。在每一次迭代中，粒子通过跟踪两个"极值"来更新自己。第一个就是粒子本身所找到的最优解，这个解叫做个体极值pbest。另一个极值是整个种群目前找到的最优解，这个极值是全局极值gbest。另外也可以不用整个种群而只是用其中一部分作为粒子的邻居，那么在所有邻居中的极值就是局部极值。在找到这两个最优值时，粒子根据如下的公式来更新自己的速度和新的位置：

v[]＝w*v[]+c1*rand()*(pbest[]-present[])+c2*rand()*(gbest[]-present[])(1)

present[]＝present[]+v[](2)

其中：v[]是粒子的速度,w是惯性权重，present[]是当前粒子的位置。pbest[]和gbest[]是粒子历史最优位置。rand在每一维粒子的速度都会被限制在一个最大速度。vmax，如果某一维更新后的速度超过用户设定的vmax，那么这一维的速度就被限定为vmax()是介于(0，1)之间的随机数。c1,c2是学习因子，通常c1＝c2＝2。

粒子群算法具有鲁棒性强，响应速度快，易于工程实现的特点。因此，将二维码技术结合粒子群算法应用于室内定位及导航系统，能够低成本，快速，大范围进行室内定位及导航。

如图3所示，实现二维码地库定位导航，首先需要将二维码布置在地库显而易见的地方(如柱子、墙面)。部署完毕之后，需要将二维码和地理位置的对应关系存储在sqlite轻量级数据库中，并在从高德地图获取的室内平面图中标记。因此，每一个地库部署的二维码标识都被定义为室内地图中一个与之对应的坐标要素，用户可以通过android移动终端(例如android手机)扫描周围距离最近的二维码，系统可通过此信息在数据库中查询相应的坐标要素并显示在室内地图中，从而实现室内精准定位。

在系统获取两个室内坐标点之后，可以通过粒子群算法规划出从起始点至目标点的最短路径，用户便可以根据所示路径找到目的地。在此过程中，如果用户对自己的位置产生疑问，可以重复上述过程，重新扫描周围二维码，进行路径的重新规划。

图4是本发明实施例提供的基于二维码和粒子群算法的地库导航流程图，如图4所示，具体流程如下：

步骤1：扫描周围距离最近建筑物上的二维码；

步骤2：系统识别二维码，并将坐标要素存储在系统中；

步骤3：利用高德地图开源软件开发工具包(softwaredevelopmentkit，sdk)，绘出平面室内平面地图；

判断4：将坐标点的信息在地图中标注出来；

步骤5：如果不需要导航，则将此坐标点存储起来，以便后续使用；

判断6：如果此时需要导航，则利用粒子群算法进行路径规划。

步骤7：在导航过程中，如果对自己所处的位置产生疑问，跳转至步骤1，重新进行路径规划。

作为替代方案，在室内导航方面，粒子群算法可以用其他算法代替，如迪杰斯特拉算法；在地图获取方面，通过利用高德地图sdk方法可以用其他方法代替，例如可通过服务器查询该建筑的平面图来获取。

综上所述，本发明的实施例具有以下技术效果：

1.本发明实施例利用二维码实现定位，二维码布置成本低，识别准确；

2.本发明实施例利用粒子群算法实现导航，规划速度快，导航准确；

3.本发明实施例可广泛应用于地库定位，超市导购等无法用gps定位的大型场所。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。