室内导航方法和系统与流程

本发明属于导航定位领域，并具体为室内导航定位。

背景技术：

室内导航不同于室外导航，特别是无法利用如gps等高空卫星信号，又加室内往往面积相对较小、杂物较多，也因此需要室内导行的执行机构更加精确。目前，室内导行往往是在行动机构上加装识别、定位功能来实现。如有动力小车上面加装无线信号接受装置，根据接受到的室内基站信号信息计算出自身的位置，如uwb定位，蓝牙定位等，都是需要根据接收到的信号情况，如信号强度，进而计算出自身位置。同时，进一步需要根据视频、超声、红外等手段获得周围物体的信息和要到达的目标判断下一步前进的选择。如此，必然设计复杂，成本高，出错机会大大增加。

为了解决当前室内导行系统复杂、成本高及易出错等缺点，本发明公开一种大大简化且高效的室内导航技术方案。

技术实现要素：

本发明主要包括三个子系统，如图2所示：执行子系统、视频子系统和管理子系统，执行子系统有多个。执行子系统是实际业务实现部分，主要包括移动机构和通信模块；视频子系统负责在管理子系统的控制下，通过识别可视范围内的物体的存在情况，并提供给执行子系统去往目的地的移动指令；管理子系统负责通过视频子系统管理执行子系统，如业务需求等。

其中，执行子系统可以是轮式或履带式移动小车运行于地板，并可以承载有需要运送的负载物品。在系统工作中，小车根据视频子系统的命令进行前进、后退、左转或右转一定距离。为了防止执行子系统之间或执行子系统与其他物体碰撞，小车还可以搭载有测距模块并在距离小于一定值时自动停车以避免碰撞。当然，小车可以是人形等非车的外观形状。

其中，视频子系统可以是一个或多个摄像头，摄像头固定安装于室内的高处以增加视频覆盖的范围。视频子系统通过视频捕捉并不断地实时获得视频覆盖范围内物体的存在、布局状态，包括各个执行子系统的存在情况，如平面位置和/或含有高度的立体信息。获得范围内物体的存在信息后则进一步计算出可供执行子系统运动的空间，以及具体执行子系统赶往目的地的路线，进而转化成一系列的运动指令给执行子系统具体执行。必要时，视频子系统也可以一次性发送多个运行指令组成指令序列组，并接着由执行子系统依序批处理。

其中，管理子系统负责根据业务需要下发具体需求给视频子系统，进一步由视频子系统处理。该管理子系统可以是通过一定通信方式连接视频子系统的pc软件、云服务或手机app。

在系统工作过程中，视频子系统会根据管理子系统的业务要求不断且实时地调整各执行子系统的运动路线，直到业务目标达成。其中，对执行子系统的运行指令是序列化的若干个指令的组合。

视频子系统的组成部分，如多个摄像头之间可以有通信以协调整体上的执行子系统路线规划。其中负责识别、计算和调度路线的功能单元可以是在其中一个摄像头，或分布式分布在多个摄像头，或集中的在一个专门的处理单元中。优选设计中，针对执行子系统可以增加防碰撞模块，系统运行过程中，如果执行子系统发生了碰撞可能事件，则停下来等待视频子系统的下一个指令。

该系统最重要的特点在于，执行子系统不包括环境识别功能，也不包括路线规划功能，是一个非常简化的、只按照视频子系统一步一步命令往前、往后、往左或往后运动，这些都包括在高处安装的视频子系统中。在必要的时候，小车包括自动防撞模块，如通过超声测距判断前进方向有障碍物则停下来，等待下一个命令后再继续。如果业务功能是搬运类，小车可以进一步包括装货和卸货功能。也可以由其他机构或人为其装货和卸货。

系统实现中，视频子系统与执行子系统的通信可以是rf，如433mhz，915mhz，或2.4g等。管理子系统与视频子系统的通信方式可以是wifi，蓝牙等无线通信方式。视频子系统为了得到视频范围内的物体高度信息，可以是从平面视频中计算，也可以是使用深度摄像头从而获得更多视频信息，简化获得高度的方法。

由此可见，本发明的中心思想在于极大简化业务执行部分的功能需求，如执行部分不需要物体识别，不需要规划路线，甚至不需要距离识别。而对于需要的障碍物识别、路线规划等移入视频识别功能单元，这些与执行部分的解耦可以大大提高执行机构的稳定性，也使得视频子系统的功能更加专注而给进一步优化提供便利。

附图说明：

图1系统组成示意图；

图2系统组成框图；

实施例：

为了更好地描述本发明的实现方法，下面结合图示具体介绍发明方案实施方法。

其中一个实施方式为：

如图1所示，一个电动四轮小车，有rf433接收模块，有控制模块，能够在rf命令下执行前进、后退、左转或右转动作，小车上可以承载货物。室内屋顶安装有一台摄像头，含有成像及计算单元，还有蓝牙通信模块。手机app可以与摄像头通信并下达业务管理指令。

系统工作中，用户通过app要求将若干个盒子从室内一角运送到另一角。屋顶摄像头经视频识别找到8台小车，进而计算得到可供通行的空地，并下发指令让小车依次、一步一步移动到盒子堆放处，由人工装载盒子到小车上后，视频子系统进一步命令小车一步一步移动到运送目的地，再由人工卸下。

其中另一个实施方式为：

一个电动四轮小车，有rf433接收模块，有控制模块，能够在rf命令下执行前进、后退、左转或右转动作，小车上可以承载货物。室内屋顶安装有一台摄像头，含有成像及计算单元，还有网络通信模块。pc软件通过网络可以与摄像头通信并下达业务管理指令。

系统工作中，用户pc软件要求将若干个盒子从室内一角运送到另一角。屋顶摄像头经视频识别找到8台小车，进而计算得到可供通行的空地，并下发指令让小车依次、一步一步移动到盒子堆放处，由人工装载盒子到小车上后，视频子系统进一步命令小车一步一步移动到运送目的地，进而由人工卸下。

还一种实施方式为：

一个电动四轮小车，有rf433接收模块，有控制模块，能够在rf命令下执行前进、后退、左转或右转动作，小车上可以承载货物。室内屋顶安装有一台摄像头，含有成像及计算单元，还有蓝牙通信模块。手机app可以与摄像头通信并下达业务管理指令。

系统工作中，用户通过app要求将若干个盒子从室内一角运送到另一角。屋顶摄像头经视频识别找到8台小车，进而计算得到可供通行的空地，并下发指令让小车一步一步移动到盒子堆放处，由人工装载盒子到小车上后，视频子系统进一步命令小车一步一步往目的处移动。途中，其中一辆小车速度稍快，通过测距模块发现与另一台小车具体太近而停下。前方小车走开后，摄像头发现该小车前方已经可以继续移动，并继续发送下一个移动指令。直至到运送目的地。

技术特征：

技术总结
一种室内导航系统和方法，包括视频导航子系统，执行子系统和管理子系统；视频导航子系统用于根据视频信息计算导航信息并指挥执行子系统行动，执行子系统在视频识别子系统的指挥下运动，管理子系统用于提供业务要求。其中执行子系统极大简化，视频子系统则功能集中便于改进。

技术研发人员：金同磊;方美清
受保护的技术使用者：金同磊
技术研发日：2019.08.14
技术公布日：2019.11.08