一种基于轨迹提取的室内外联合导航方法与系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信领域，特别地，涉及一种基于轨迹提取的室内外联合导航方 法与系统。
【背景技术】
[0002] 地铁交通系统，已在世界各地的一百多个城市发展起来，总长度超过7000公里。 如今，地铁在许多城市的公共交通系统中占主导地位。例如，巴黎地铁系统承担了巴黎公共 交通客量的70%。
[0003] 乘地铁旅行的时候，乘客需要一条从一个地铁站的室内任何位置到达附近的一个 室外的目的地--例如，一个购物中心--的方便、耗时少的行走路径。然而这一基本要求 是不容易满足的，原因如下。第一，地铁站具有复杂的室内结构，特别是对那些换乘站。第 二，乘客不知道地铁站每个出入口的情况，尤其在一些出口延伸到其他室内建筑内，如地下 商场。室内室外导航的缺乏不仅给乘客带来了很多麻烦，而且也大大降低了地铁运输系统 的效率。
[0004] 对于室内室外导航的一个简单的方法是让每个乘客查看地图，地图提供粗粒度的 地铁站周围的信息。然而，地图，只提供非常有限的信息，难以满足大多数乘客的导航需求。 此外，旅客通过查看地图快速准确的找到一个合适的导航路径是很难的一件事，尤其对于 外来者和无方向感的人。虽然最近发展起来的手机的应用程序，如地铁导航，他们只是将现 有的张贴在地铁站里的地图信息显示在乘客的手机上。因此，他们也不能实现室内室外自 动导航。另一方面，大量的研宄努力提高室内定位的精度，然而室内导航系统还没有被实 现，更何况从室内到室外的联合导航系统。
[0005] 针对现有技术中缺乏室内外联合导航技术方案的问题，目前尚未有有效的解决方 案。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术中缺乏室内外联合导航技术方案的问题，本发明的目的在于提出一 种基于轨迹提取的室内外联合导航方法与系统，能够完成室内外联合导航工作，填补本领 域的技术空白。
[0007] 基于上述目的，本发明提供的技术方案如下：
[0008] 根据本发明的一个方面，提供了一种基于轨迹提取的室内外联合导航方法。
[0009] 根据本发明的提供的基于轨迹提取的室内外联合导航方法包括：
[0010] 获取室内外三维地图，以及室内外三维地图中的多个POI位置；
[0011] 检测轨迹贡献者与导航用户在室内外三维地图中的粗粒度位置；
[0012] 采集轨迹贡献者的个人运动轨迹；
[0013] 根据轨迹贡献者在室内外三维地图中的粗粒度位置与室内外三维地图中的多个 POI位置，从个人运动轨迹中提取出有效运动轨迹，并存储有效运动轨迹；
[0014] 接收导航用户的导航请求，并根据导航用户在室内外三维地图中的粗粒度位置与 导航用户的导航请求生成导航路径发送给导航用户。
[0015] 其中，根据轨迹贡献者在室内外三维地图中的粗粒度位置与室内外三维地图中的 多个POI位置，从个人运动轨迹中提取出有效运动轨迹，为将每一条个人运动轨迹中提取 出多个起终点均为POI位置的轨迹线段，将每个轨迹线段进一步划分为多个起终点均为步 行点的轨迹子线段，并将多个轨迹线段与多个轨迹子线段聚类形成有效运动轨迹。
[0016] 并且，将每一条个人运动轨迹中提取出多个起终点均为POI位置的轨迹线段，为 根据个人运动轨迹在具体位置所体现出的特征运动模式而检测出多个不同种类的POI位 置，将个人运动轨迹按照多个不同种类的POI位置分解为多个轨迹线段并提取出来，其中， 多个不同种类的POI位置包括：闸机位置、转弯位置、出入口位置。
[0017] 并且，将每个轨迹线段进一步划分为多个起终点均为步行点的轨迹子线段，为根 据每个轨迹贡献者的多个步行点将每个轨迹线段进一步划分为多个起终点均为步行点的 轨迹子线段，在同一个轨迹线段中的每个轨迹子线段被视为大小相同。
[0018] 同时，将多个轨迹线段与多个轨迹子线段聚类形成有效运动轨迹，为将每个轨迹 线段以多个轨迹子线段聚类的方式进行表示，并将每个轨迹线段、该轨迹线段上多个轨迹 子线段的聚类、该轨迹线段的起始POI位置、该轨迹线段的终止POI位置、该轨迹线段上多 个轨迹子线段的总长度、该轨迹线段的运动时间与该轨迹线段的运动编码建立对应关系， 同时将该对应关系作为有效运动轨迹存入服务器。
[0019] 另外，根据导航用户在室内外三维地图中的粗粒度位置与导航用户的导航请求生 成导航路径发送给导航用户包括：
[0020] 根据导航用户的导航请求中的起始点位置与终止点位置在服务器内储存的有效 运动轨迹中进行检索；
[0021] 当存在一条同时包括起始点位置与终止点位置的有效运动轨迹时，将有效运动轨 迹作为导航路径发送给导航用户；
[0022] 当存在多条同时包括起始点位置与终止点位置的有效运动轨迹时，对每条有效运 动轨迹计算运动耗时与行走距离，选出运动耗时与行走距离综合值最小的有效运动轨迹作 为导航路径发送给导航用户；
[0023] 当不存在同时包括起始点位置与终止点位置的有效运动轨迹、但存在多条分别包 括起始点位置与终止点位置的有效运动轨迹时，选出起始点位置所在有效运动轨迹与终止 点位置所在有效运动轨迹的两条运动轨迹的组合，将两条运动轨迹的组合作为导航路径发 送给导航用户，当存在多个两条运动轨迹的组合时，选出运动耗时与行走距离综合值最小 的两条运动轨迹的组合作为导航路径发送给导航用户；
[0024] 当不存在同时包括起始点位置与终止点位置的有效运动轨迹、也不存在分别包括 起始点位置与终止点位置的有效运动轨迹时，在起始点位置与终止点位置附近分别搜索最 近的POI位置，并按照起始点位置与终止点位置最近的两个POI位置作为起始点位置与终 止点位置在服务器内储存的有效运动轨迹中进行检索并生成导航路径。
[0025] 并且，当导航用户未按照导航路径运动时、或当导航用户到达导航路径指明的目 的地后，将导航用户视为轨迹贡献者继续采集个人运动轨迹、提取有效运动轨迹并存储该 有效运动轨迹。
[0026] 根据本发明的另一个方面，提供了一种基于轨迹提取的室内外联合导航系统。
[0027] 根据本发明的提供的实体定位系统包括：
[0028] 服务器，服务器无线连接至轨迹贡献者与导航用户的移动设备，用于获取室内外 三维地图，以及室内外三维地图中的多个POI位置，接收移动设备采集的个人运动轨迹，月艮 务器根据轨迹贡献者在室内外三维地图中的粗粒度位置与室内外三维地图中的多个POI 位置，从个人运动轨迹中提取出有效运动轨迹，并存储有效运动轨迹，服务器根据导航用户 在室内外三维地图中的粗粒度位置与导航用户的导航请求生成导航路径发送给导航用户。
[0029] 轨迹贡献者，轨迹贡献者携带移动设备在室内外三维地图上运动；
[0030] 导航用户，导航用户通过移动设备向服务器发送导航请求，并携带移动设备在室 内外三维地图上运动；
[0031] 移动设备，移动设备检测轨迹贡献者或导航用户在室内外三维地图中的粗粒度位 置，采集轨迹贡献者的个人运动轨迹，将个人运动轨迹发送至服务器，同时移动设备还用于 向服务器发送导航用户的导航请求以及接收服务器发送的导航路径。
[0032] 其中，服务器根据轨迹贡献者在室内外三维地图中的粗粒度位置与室内外三维地 图中的多个POI位置，从个人运动轨迹中提取出有效运动轨迹，为将每一条个人运动轨迹 中提取出多个起终点均为POI位置的轨迹线段，将每个轨迹线段进一步划分为多个起终点 均为步行点的轨迹子线段，并将多个轨迹线段与多个轨迹子线段聚类形成有效运动轨迹；
[0033] 将每一条个人运动轨迹中提取出多个起终点均为POI位置的轨迹线段，为根据个 人运动轨迹在具体位置所体现出的特征运动模式而检测出多个不同种类的POI位置，将个 人运动轨迹按照多个不同种类的POI位置分解为多个轨迹线段并提取出来，其中，多个不 同种类的POI位置包括：闸机位置、转弯位置、出入口位置；
[0034] 将每个轨迹线段进一步划分为多个起终点均为步行点的轨迹子线段，为根