建筑物内的三维导航方法、设备、存储介质及装置与流程

本发明涉及车联网技术领域，尤其涉及建筑物内的三维导航方法、设备、存储介质及装置。

背景技术：

目前，随着社会经济的快速发展，各种高楼大厦拔地而起，这些建筑物往往拥有复杂地上以及地下空间结构，而且，这些建筑内部布局往往具有很大的相似性，容易给人带来迷惑，很难快速的找到目的地，尤其是在一个陌生的建筑当中。就地下停车场而言，通常需要花费更多的时间找存停在地下停车场的车辆，并且基于一体化3维unity3d的室内建筑三维建模与交互系统制作建筑物的三维模型，可以在虚拟环境中进行漫游及交互，但是仍然无法实现精准的定位。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供建筑物内的三维导航方法、设备、存储介质及装置，旨在解决更精准的导航。

为实现上述目的，本发明提供一种建筑物内的三维导航方法，所述建筑物内的三维导航方法包括以下步骤：

获取待导航的目标位置信息以及当前位置信息；

将所述当前位置信息以及目标位置信息映射在预设建筑物三维地图模型，通过所述预设建筑物三维地图模型得到路径节点信息；

根据所述路径节点信息生成目标导航路径，并将所述目标导航路径进行展示。

优选地，所述将所述当前位置信息以及目标位置信息映射在预设建筑物三维地图模型，通过所述预设建筑物三维地图模型得到路径节点信息之前，所述方法还包括：

调用预设扫描装置，通过所述预设扫描装置得到扫描数据，采用拟近算法对所述扫描数据进行处理，得到三维结构模型；

获取预设标识信息，将所述预设标识信息导入所述三维结构模型，得到预设建筑物三维地图模型。

优选地，所述获取预设标识信息，将所述预设标识信息导入所述三维结构模型，得到预设建筑物三维地图模型，包括：

获取通道数据、标志物数据以及楼层数据，将所述通道数据、标志物数据以及楼层数据导入所述三维结构模型；

获取所述通道数据、标志物数据以及楼层数据对应的坐标数据，将所述坐标数据对应到所述三维结构模型，生成所述预设建筑物三维地图模型。

优选地，所述建筑物内布设有多个基站，所述基站通过辐射基站信号覆盖预设区域；

所述获取当前位置信息，包括：

搜索预设区域中各个基站对应的信号强度信息；

从搜索到的基站中选取至少三个目标基站；

根据各目标基站的信号强度确定与各目标基站的距离信息；

根据与各目标基站的距离信息以及各目标基站的位置确定当前位置信息。

优选地，所述获取当前位置信息，包括：

在未搜索到预设区域中各个基站对应的信号强度信息时，通过调用加速度传感器获得行进方向信息以及当前速度信息；

根据前一位置信息、行进方向信息以及当前速度信息确定当前位置信息。

优选地，所述将所述当前位置信息以及目标位置信息映射在所述预设建筑物三维地图模型，通过所述预设建筑物三维地图模型得到路径节点信息，包括：

将所述当前位置信息以及目标位置信息映射在所述预设建筑物三维地图模型，得到方向变更的坐标点信息；

将所述坐标点信息作为所述路径节点信息。

优选地，所述根据所述路径节点信息生成目标导航路径，并将所述目标导航路径进行展示，包括：

根据所述路径节点信息采用搜索算法生成参考导航路径；

通过决策算法对所述参考导航路径进行无效路径评估；

根据评估结果得到目标导航路径，并将所述目标导航路径进行展示。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种建筑物内的三维导航设备，所述建筑物内的三维导航设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行建筑物内的三维导航程序，所述建筑物内的三维导航程序被所述处理器执行时实现如上文所述的建筑物内的三维导航方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有建筑物内的三维导航程序，所述建筑物内的三维导航程序被处理器执行时实现如上文所述的建筑物内的三维导航方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种建筑物内的三维导航装置，所述建筑物内的三维导航装置包括：

获取模块，用于获取待导航的目标位置信息以及当前位置信息；

映射模块，用于将所述当前位置信息以及目标位置信息映射在预设建筑物三维地图模型，通过所述预设建筑物三维地图模型得到路径节点信息；

展示模块，用于根据所述路径节点信息生成目标导航路径，并将所述目标导航路径进行展示。

本发明提供的技术方案，通过获取待导航的目标位置信息以及当前位置信息；将所述当前位置信息以及目标位置信息映射在预设建筑物三维地图模型，通过所述预设建筑物三维地图模型得到路径节点信息；根据所述路径节点信息生成目标导航路径，并将所述目标导航路径进行展示，从而通过建立的预设建筑物三维地图模型得到有效的路径节点信息，根据路径节点信息实现建筑物内更精准的导航。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的建筑物内的三维导航设备结构示意图；

图2为本发明建筑物内的三维导航方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明建筑物内的三维导航方法一实施例的小基站的布设位置示意图；

图4为本发明建筑物内的三维导航方法第二实施例的流程示意图；

图5为本发明建筑物内的三维导航方法第三实施例的流程示意图；

图6为本发明建筑物内的三维导航方法一实施例的基站定位示意图；

图7为本发明建筑物内的三维导航方法一实施例的路径选择示意图；

图8为本发明建筑物内的三维导航装置第一实施例的结构框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的建筑物内的三维导航设备结构示意图。

如图1所示，该建筑物内的三维导航设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(centralprocessingunit，cpu)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口以及无线接口，而用户接口1003的有线接口在本发明中可为通用串行总线(universalserialbus，usb)接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口以及无线接口(如wi-fi接口)。存储器1005可以是高速随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)；也可以是稳定的存储器，比如，非易失存储器(non-volatilememory)，具体可为，磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对建筑物内的三维导航设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及建筑物内的三维导航程序。

在图1所示的建筑物内的三维导航设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与所述后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接外设；所述建筑物内的三维导航设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的建筑物内的三维导航程序，并执行本发明实施例提供的建筑物内的三维导航方法。

基于上述硬件结构，提出本发明建筑物内的三维导航方法的实施例。

参照图2，图2为本发明建筑物内的三维导航方法第一实施例的流程示意图。

在第一实施例中，所述建筑物内的三维导航方法包括以下步骤：

步骤s10：获取待导航的目标位置信息以及当前位置信息。

需要说明的是，本实施例的执行主体为建筑物内的三维导航设备，还可为其他可实现相同或相似功能的设备，例如移动设备等，本实施例对此不作限制，在本实施例中，以手机为例进行说明。

在本实施例中，用户在通过地图应用程序进行导航时，通过导航设置界面输入目标地，根据输入的目标地得到待导航的目标位置信息，在获取到目标位置信息时，通过所述目标位置信息建立预设建筑物三维地图模型。

在具体实现中，首先通过获取建筑物的数据信息，根据所述数据信息得到建筑物三维模型，然后根据建筑物三维模型得到预设建筑物三维地图模型，从而得到更精确地地图模型。

可以理解的是，在建筑物内布设多个小型基站，所述小型基站通过辐射基站信号覆盖预设区域，所述小型基站由移动运营商提供，覆盖范围较小，用于各种复杂环境下的通信支持。4g时代，小型基站已有应用，而在5g时代，5g基站将以10米为单位进行分布，在某些地方甚至会出现一人一基站的情况，从而提供更精确的定位信息。

如图3所示的小基站的布设位置示意图，通过所述小基站对预设区域覆盖基站信号，从而实现信号的全覆盖。

需要说明的是，所述预设区域为基站覆盖的区域，在当前用户行进至所述预设区域内时，可通过所述预设区域内布设的小基站确定当前位置信息，从而在信号较弱的情况下，实现用户的精确定位。

步骤s20：将所述当前位置信息以及目标位置信息映射在所述预设建筑物三维地图模型，通过所述预设建筑物三维地图模型得到路径节点信息。

在本实施例中，为了得到更精确的导航信息，可通过获取有效的节点信息，根据所述节点信息生成有效的导航信息。

在具体实现中，通过将所述当前位置信息以及目标位置信息映射在所述预设建筑物三维地图模型，通过所述预设建筑物三维地图模型得到路径节点信息，即得到生成路径的关键点信息。

步骤s30：根据所述路径节点信息生成目标导航路径，并将所述目标导航路径进行展示。

本实施例通过上述方案，通过获取待导航的目标位置信息以及当前位置信息；将所述当前位置信息以及目标位置信息映射在预设建筑物三维地图模型，通过所述预设建筑物三维地图模型得到路径节点信息；根据所述路径节点信息生成目标导航路径，并将所述目标导航路径进行展示，从而通过建立的预设建筑物三维地图模型得到有效的路径节点信息，根据路径节点信息实现建筑物内更精准的导航。

参照图4，图4为本发明建筑物内的三维导航方法第二实施例的流程示意图，基于上述图2所示的第一实施例，提出本发明建筑物内的三维导航方法的第二实施例。

第二实施例中，所述步骤s20之前，所述方法还包括：

步骤s201，调用预设扫描装置，通过所述预设扫描装置得到扫描数据，采用拟近算法对所述扫描数据进行处理，得到三维结构模型。

在本实施例中，为了实现三维地图生成，首先进行三维结构模型的生成，所述预设扫描装置可为激光扫描设备，还可为其他可实现相同或相似功能的设备，本实施例对此不作限制，在本实施例中，以激光扫描设备为例进行说明。

在具体实现中，通过使用激光云点扫描技术，在建筑物内部完成对建筑物三维结构的扫描，通过计算机数据处理获得建筑物结构的近似数据，通过所述近似数据构建三维结构模型。

需要说明的是，所述建筑物三维模型生成需要将测量后的到的数据进一步处理，采用拟近算法生成建筑物的粗略模型，最后将模型贴图得到建筑物的模型数据。

步骤s202，获取预设标识信息，将所述预设标识信息导入所述三维结构模型，得到预设建筑物三维地图模型。

需要说明的是，所述预设标识信息包括通道数据、标志物数据以及楼层数据，将所述通道数据、标志物数据以及楼层数据导入所述三维结构模型，得到预设建筑物三维地图模型。

进一步地，所述步骤s202，包括：

获取通道数据、标志物数据以及楼层数据，将所述通道数据、标志物数据以及楼层数据导入所述三维结构模型；获取所述通道数据、标志物数据以及楼层数据对应的坐标数据，将所述坐标数据对应到所述三维结构模型，生成所述预设建筑物三维地图模型。

在本实施例中，所述三维地图的生成通过对建筑物的实地考察，将建筑物中的可用通道数据、标志物数据、楼层数据等导入到建筑物模型中，同时对应到三维空间生成建筑物的三维坐标数据，最终生成具有指导用户通行的三维地图。

本实施例通过上述方案，通过建筑物三维模型生成的基础上通过通道数据、标志物数据以及楼层数据信息实现建筑物三维地图模型的生成，从而生成更准确的三维导航模型。

参照图5，图5为本发明建筑物内的三维导航方法第三实施例的流程示意图，基于第一实施例或第二实施例提出本发明建筑物内的三维导航方法的第三实施例，在本实施例中，基于第一实施例进行说明。

第三实施例中，所述建筑物内布设有多个基站，所述基站通过辐射基站信号覆盖预设区域，所述获取当前位置信息，包括：

搜索预设区域中各个基站对应的信号强度信息；从搜索到的基站中选取至少三个目标基站；根据各目标基站的信号强度确定与各目标基站的距离信息；根据与各目标基站的距离信息以及各目标基站的位置确定当前位置信息。

为了实现更精准的定位与导航，通过在建筑物内布设小型基站，所述小型基站由移动运营商提供，覆盖范围较小，用于各种复杂环境下的通信支持。

本实施例以建筑物内密布的小型基站为基础，利用小基站来辅助定位。如图6所示的基站定位示意图，用户带着移动设备在密集基站的覆盖范围移动时，设备可搜到多个基站信号，依据搜索到的3或者大于3个的基站信号强度可估算得设备到各基站的相对距离，由于基站相对距离已知，故移动设备的位置信息可得到确认。

进一步地，所述获取当前位置信息，包括：在未搜索到预设区域中各个基站对应的信号强度信息时，通过调用加速度传感器获得行进方向信息以及当前速度信息；根据前一位置信息、行进方向信息以及当前速度信息确定当前位置信息。

需要说明的是，所述加速度传感器可为通过移动设备搭载的陀螺仪传感器及电子罗盘，用户行进的方向信息可得到确认，同时在信号弱区域，定位可通过陀螺仪实现惯性导航。

进一步地，所述步骤s20，包括：

步骤s203，将所述当前位置信息以及目标位置信息映射在所述预设建筑物三维地图模型，得到方向变更的坐标点信息。

需要说明的是，将基站位置坐标数据及用户定位坐标数据映射到三维地图的对应点，用户在当前位置请求导航到目标位置时，通过遍历法在三维地图中搜寻从起点到目标位置的可用路径，列举出最短的几个路径供用户选择。如图7所示的路径选择示意图，设起点a到终点b有两条路线可到达，导航系统会同时列举出这两条路径，用户可根据需求自行选择。

步骤s204，将所述坐标点信息作为所述路径节点信息。

继续如图7所示，有效路径为a-1-4-b和a-1-2-3-4-b，其中1、2、3、4是路径中的关键节点。在节点处，遍历算法需要决策出合适的路径，决策不当可能出现a-1-4-3-2-1-4-b等类似的无效路径。因此，此处需要引入路径规划，规划的关键点包括：环境模型：三维地图，包含所有通道信息；节点：环境模型中的所有需要进行两个或以上进行方向变更的点被视为关键节点，从而得到关键节点信息。

进一步地，所述步骤s30，包括：

根据所述路径节点信息采用搜索算法生成参考导航路径；通过决策算法对所述参考导航路径进行无效路径评估；根据评估结果得到目标导航路径，并将所述目标导航路径进行展示。

需要说明的是，为了提高路径的有效性，采用搜索算法通过将a与b之间的各个节点连接起来最终生成路径。为防止出现无效路径，决策算法须防止出现“回头”，即a到b的路线中，a-1是合理的，1-a被视为“回头”，此类路线应被首先剔除。此外，决策算法还应避免重复，如a-1-4-3-2-1-4-b路线，首次出现1-4重复时则认为此路线无效。

同时，导航系统支持用户使用移动设备来录制自己的路径数据，用户将路径共享到云端平台后，当其他用户发起具有相同起点与终点的导航请求时，导航系统可为其推荐除算法规划外的其它可用路径。

在本实施例中，通过录制的路径也可用来帮助完善路径规划算法，随着数据量的增多与完善，可实现更加可靠的导航。

本实施例通过上述方案，根据所述路径节点信息采用搜索算法生成参考导航路径；通过决策算法对所述参考导航路径进行无效路径评估；根据评估结果得到目标导航路径，并将所述目标导航路径进行展示，从而提高路径的有效性。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有建筑物内的三维导航程序，所述建筑物内的三维导航程序被处理器执行时实现如上文所述的终端入网方法的步骤。

由于本存储介质采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

此外，参照图8，本发明实施例还提出一种建筑物内的三维导航装置，所述建筑物内的三维导航装置包括：

获取模块10，用于获取待导航的目标位置信息以及当前位置信息。

在本实施例中，用户在通过地图应用程序进行导航时，通过导航设置界面输入目标地，根据输入的目标地得到待导航的目标位置信息，在获取到目标位置信息时，通过所述目标位置信息建立预设建筑物三维地图模型。

在具体实现中，首先通过获取建筑物的数据信息，根据所述数据信息得到建筑物三维模型，然后根据建筑物三维模型得到预设建筑物三维地图模型，从而得到更精确地地图模型。

可以理解的是，在建筑物内布设多个小型基站，所述小型基站通过辐射基站信号覆盖预设区域，所述小型基站由移动运营商提供，覆盖范围较小，用于各种复杂环境下的通信支持。4g时代，小型基站已有应用，而在5g时代，5g基站将以10米为单位进行分布，在某些地方甚至会出现一人一基站的情况，从而提供更精确的定位信息。

如图3所示的小基站的布设位置示意图，通过所述小基站对预设区域覆盖基站信号，从而实现信号的全覆盖。

需要说明的是，所述预设区域为基站覆盖的区域，在当前用户行进至所述预设区域内时，可通过所述预设区域内布设的小基站确定当前位置信息，从而在信号较弱的情况下，实现用户的精确定位。

映射模块20，用于将所述当前位置信息以及目标位置信息映射在所述预设建筑物三维地图模型，通过所述预设建筑物三维地图模型得到路径节点信息。

在本实施例中，为了得到更精确的导航信息，可通过获取有效的节点信息，根据所述节点信息生成有效的导航信息。

在具体实现中，通过将所述当前位置信息以及目标位置信息映射在所述预设建筑物三维地图模型，通过所述预设建筑物三维地图模型得到路径节点信息，即得到生成路径的关键点信息。

展示模块30，用于根据所述路径节点信息生成目标导航路径，并将所述目标导航路径进行展示。

本实施例通过上述方案，通过获取待导航的目标位置信息以及当前位置信息；将所述当前位置信息以及目标位置信息映射在预设建筑物三维地图模型，通过所述预设建筑物三维地图模型得到路径节点信息；根据所述路径节点信息生成目标导航路径，并将所述目标导航路径进行展示，从而通过建立的预设建筑物三维地图模型得到有效的路径节点信息，根据路径节点信息实现建筑物内更精准的导航。

本发明所述建筑物内的三维导航装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。