基于移动终端和AR智能的室内定位导航创建方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于移动终端和AR智能的室内定位导航创建方法及系统，所述室内定位导航创建方法包括以下步骤：步骤S1，通过移动终端对现实环境进行扫描，实现室内地图的绘制；步骤S2，绘制室内导航路线；步骤S3，将采集的地图数据包上传至云端服务器；步骤S4，在导航客户端载入AR导航数据地图；步骤S5，搜索目的地并匹配AR导航数据地图；步骤S6，通过起点信息的位置坐标与所述AR导航数据地图的匹配，生成增强现实图，完成定位；步骤S7，通过摄像头实时拍摄用户所在地的实景图，所述云端服务器将所述实景图和所述AR导航数据地图中的场景数据进行比对和匹配，实现导航。本发明专利技术能够实现定位准确且直观有效的室内定位和导航。

Method and system of indoor positioning and navigation based on mobile terminal and AR intelligence

【技术实现步骤摘要】
基于移动终端和AR智能的室内定位导航创建方法及系统
本专利技术涉及一种室内定位导航方法，尤其涉及一种基于移动终端和AR智能的室内定位导航创建方法，并涉及采用了该基于移动终端和AR智能的室内定位导航创建方法的室内定位导航创建系统。
技术介绍
随着城市的不断发展，大型建筑群，例如机场、大型百货商场、高铁站和高层写字楼等不断出现，室内环境的复杂程度正在不断的增加，人们对于精确的室内导航的需求也不断增加。现有的平面2D室内导航可以快速从起点到终点导出最优路径，但是却无法直观的引导用户前往目的地，相对于传统平面2D室内导航，结合AR的新型室内导航方法可以将用户直观地引导至目的地。目前常用的室内导航技术有以下几种：(1)WIFI定位导航：在室内布置多个无线路由器，通过智能手机获取周围各个无线路由器的信号强度及其IP地址，利用信号衰减模型估算出智能手机距离各个无线路由器的距离，然后对智能手机周围的各个无线路由器画圆，其交点就是智能手机的位置，也就是用户所在的位置，从而实现定位。在软件中，用户选择目的地，软件根据用户的位置规划出路径，用户沿着路径走，就可以到达目的地。这种方法成本高，且很容易出现楼层定位不准、响应速度不高等问题，使最终导航失败。(2)蓝牙定位导航：采用低功耗的蓝牙传输方式，蓝牙模块仅需纽扣电池就可以运行，不用布线。在室内场景中布建大量的蓝牙模块，数据库中存储每个蓝牙模块的坐标信息，云服务中存储地图文件和定位算法，用户开启手机定位页面后，从云云端服务器中获取地图文件、定位算法和蓝牙模块的坐标。手机每描到一组蓝牙模块，通过与该蓝牙模块之间的信号强度来计算出与该蓝牙模块之间的距离，加入蓝牙模块的坐标数据，进行三角定位算法计算，将实时计算的位置在地图上显示出来，定位信息与导航规划的路径相结合就能指引用户到达目的地。这种方法与上述WIFI定位导航一样，很容易出现楼层定位不准问题，而且后期还需要经常更换蓝牙模块的纽扣电池，成本较高，维护困难。不仅如此，上述两种室内导航方法，用户使用时代入感不强，用户体验欠佳，对于方向感较差的人来说，使用难度较大。而且使用上述室内导航方法时必须通过打字的输入方式或者语音的输入方式来输入目的地的名称进而才能实行导航功能，对于普通话不好或者打字不方便的人(如上了年纪的老人、识字不多的小孩等)来说，使用较为困难。（3）扫码定位导航：采用扫码确定位置的方式，通过在现实环境中贴带有位置的标签，用户通过扫描标签确定位置，用户需要找到贴附的标识扫描，体验感差，而且影响建筑物的美观性。而且，现有的室内导航因为现实定位防范的精确度限制，会出现定位点漂移问题，导致AR导航路线出现错误，使用户无法到达目的地。同时，因为移动设备性能的限制，频繁的进行大量的导航计算也是不必要的，因此，需要有效的减少算法运行所使用的计算资源的总量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是需要提供过一种能够直观有效且能够减少定位误差的基于移动终端和AR智能的室内定位导航创建方法，并进一步提供采用了该基于移动终端和AR智能的室内定位导航创建方法的室内定位导航创建系统。对此，本专利技术提供一种基于移动终端和AR智能的室内定位导航创建方法，包括以下步骤：步骤S1，通过移动终端对现实环境进行扫描，实现室内地图的绘制；步骤S2，绘制室内导航路线；步骤S3，将采集的地图数据包上传至云端服务器；步骤S4，所述移动终端的导航客户端与云端服务器通信连接，在导航客户端载入AR导航数据地图；步骤S5，搜索目的地并匹配AR导航数据地图；步骤S6，通过起点信息的位置坐标与所述AR导航数据地图的匹配，生成增强现实图，然后通过云端服务器将所述增强现实图传送至所述移动终端上的显示器上显示出来，完成定位；步骤S7，开启移动终端的摄像头，通过所述摄像头实时拍摄用户所在地的实景图，并将该实景图传至所述云端服务器，所述云端服务器将所述实景图和所述AR导航数据地图中的场景数据进行比对和匹配，实现导航；其中，所述步骤S1中，通过移动终端对现实环境进行扫描后，通过选取特征点来实现环境检测描述和匹配，实现点云地图的构建，并将构建得到的AR导航数据地图上传并存储于所述云端服务器。本专利技术的进一步改进在于，本例所述步骤S1包括以下子步骤：步骤S101，通过移动终端对现实环境进行扫描，采集环境数据；步骤S102，选取像素点，通过像素点与以该像素点为圆心的预置范围内的其他像素点进行比较，选取特征点；步骤S103，对特征点进行赋值操作以实现环境检测描述，对比较的结果进行组合得到匹配结果，实现室内地图的绘制；步骤S104，输出绘制的室内地图。本专利技术的进一步改进在于，所述步骤S102中，选取一个像素点P，该像素点P的灰度值设为Ip，选取以该像素点P为圆心在预置半径范围内的M个像素点，分别比较该M个像素点的灰度值与像素点P的灰度值设Ip之间的差值是否大于预设灰度差值t，若是则判定为特征点，其中，M为预设的像素点选取个数，t为预设的灰度阈值。本专利技术的进一步改进在于，所述步骤S103中，对选取的特征点通过公式进行赋值操作，并将赋值操作后的结果进行组合实现环境检测描述，然后对相邻两个特征点进行异或操作计算其相似度，如果相似度小于预设相似阈值，则判定为匹配成功；其中，为赋值操作后的结果，表示特征点A的灰度值，表示特征点B的灰度值。本专利技术的进一步改进在于，实际应用过程中，用户手持手机等移动终端，打开本系统，所述步骤S103中，将赋值操作后的结果进行组合实现环境检测描述的过程如下：下载云端地图包，通过手机摄像头拍摄的周围照片，然后将步骤S103中赋值操作后的结果叠加至所述特征点与云端地图包中对应位置进行匹配，将匹配成功的云端地图作为室内地图。本专利技术的进一步改进在于，所述步骤S2中，绘制室内导航路线的过程如下：在AR导航数据地图中通过圆圈标识为转弯和直行点，通过三角形标识为终点，初始位置标识为A，并对终点位置进行标识，然后根据坐标绘制折线或箭头，实现初始位置到终点位置之间的室内导航，并控制室内导航始终放置于所述摄像机头的顶部显示位置。本专利技术的进一步改进在于，所述步骤S3中，所述地图数据包的数据包括点云数据、运动相姿、经纬度、名称以及大小。本专利技术的进一步改进在于，所述步骤S6中，生成增强现实图的过程如下：云端服务器接收所述起点位置的坐标信息后，将所述起点位置的坐标信息与所述AR导航数据地图匹配，使所述位置坐标代表的地点显现在所述AR导航数据地图中相应的位置处，从而生成增强现实图。本专利技术的进一步改进在于，所述步骤S7中，在所述云端服务器将所述实景图和所述AR导航数据地图中的场景数据进行比对和匹配的过程中，在用户移动的时候，所述云端服务器以当前的实时位置作为导航起点而实时计算和规划导航路线。本专利技术还提供一种基于移动终端和AR智能的室内定位导航创建系统，采用了如上所述的基于移动终端和AR智能的室内定位导航创建方法，并包括：...

【技术保护点】
1.一种基于移动终端和AR智能的室内定位导航创建方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1，通过移动终端对现实环境进行扫描，实现室内地图的绘制；/n步骤S2，绘制室内导航路线；/n步骤S3，将采集的地图数据包上传至云端服务器；/n步骤S4，所述移动终端的导航客户端与云端服务器通信连接，在导航客户端载入AR导航数据地图；/n步骤S5，搜索目的地并匹配AR导航数据地图；/n步骤S6，通过起点信息的位置坐标与所述AR导航数据地图的匹配，生成增强现实图，然后通过云端服务器将所述增强现实图传送至所述移动终端上的显示器上显示出来，完成定位；/n步骤S7，开启移动终端的摄像头，通过所述摄像头实时拍摄用户所在地的实景图，并将该实景图传至所述云端服务器，所述云端服务器将所述实景图和所述AR导航数据地图中的场景数据进行比对和匹配，实现导航；/n其中，所述步骤S1中，通过移动终端对现实环境进行扫描后，通过选取特征点来实现环境检测描述和匹配，实现点云地图的构建，并将构建得到的AR导航数据地图上传并存储于所述云端服务器；/n所述步骤S1包括以下子步骤：/n步骤S101，通过移动终端对现实环境进行扫描，采集环境数据；/n步骤S102，选取像素点，通过像素点与以该像素点为圆心的预置范围内的其他像素点进行比较，选取特征点；/n步骤S103，对特征点进行赋值操作以实现环境检测描述，对比较的结果进行组合得到匹配结果，实现室内地图的绘制；/n步骤S104，输出绘制的室内地图。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于移动终端和AR智能的室内定位导航创建方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，通过移动终端对现实环境进行扫描，实现室内地图的绘制；
步骤S2，绘制室内导航路线；
步骤S3，将采集的地图数据包上传至云端服务器；
步骤S4，所述移动终端的导航客户端与云端服务器通信连接，在导航客户端载入AR导航数据地图；
步骤S5，搜索目的地并匹配AR导航数据地图；
步骤S6，通过起点信息的位置坐标与所述AR导航数据地图的匹配，生成增强现实图，然后通过云端服务器将所述增强现实图传送至所述移动终端上的显示器上显示出来，完成定位；
步骤S7，开启移动终端的摄像头，通过所述摄像头实时拍摄用户所在地的实景图，并将该实景图传至所述云端服务器，所述云端服务器将所述实景图和所述AR导航数据地图中的场景数据进行比对和匹配，实现导航；
其中，所述步骤S1中，通过移动终端对现实环境进行扫描后，通过选取特征点来实现环境检测描述和匹配，实现点云地图的构建，并将构建得到的AR导航数据地图上传并存储于所述云端服务器；
所述步骤S1包括以下子步骤：
步骤S101，通过移动终端对现实环境进行扫描，采集环境数据；
步骤S102，选取像素点，通过像素点与以该像素点为圆心的预置范围内的其他像素点进行比较，选取特征点；
步骤S103，对特征点进行赋值操作以实现环境检测描述，对比较的结果进行组合得到匹配结果，实现室内地图的绘制；
步骤S104，输出绘制的室内地图。


2.根据权利要求1所述的基于移动终端和AR智能的室内定位导航创建方法，其特征在于，所述步骤S102中，选取一个像素点P，该像素点P的灰度值设为Ip，选取以该像素点P为圆心在预置半径范围内的M个像素点，分别比较该M个像素点的灰度值与像素点P的灰度值设Ip之间的差值是否大于预设灰度差值t，若是则判定为特征点，其中，M为预设的像素点选取个数，t为预设的灰度阈值。


3.根据权利要求2所述的基于移动终端和AR智能的室内定位导航创建方法，其特征在于，所述步骤S103中，对选取的特征点通过公式进行赋值操作，并将赋值操作后的结果进行组合实现环境检测描述，然后对相邻两个特征点进行异或操作计算其相似度，如果相似度小于预设相似阈值，则判定为匹配成功；其中，为赋值操作后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，梁维明，
申请(专利权)人：深圳司南数据服务有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44