一种基于虚实融合的导航地图构建方法技术

本发明专利技术公开了一种虚实融合的导航地图构建方法，包含地图信息表达能力生成和导航能力生成两个方面。地图信息表达能力生成包括路口信息表示、道路信息表示、路旁信息表示和引导信息表示；导航能力生成包括设计信息搜索能力、设计路径规划能力和设计导航引导能力。本发明专利技术方法将传统意义上的地图信息与物理空间中的信息载体进行融合，物理载体中承载虚拟地图信息，虚拟地图信息与物理载体一一对应，二者相互融合，缺一不可，能够有效解决现有电子导航中虚拟地图坐标系与物理空间坐标系不统一造成导航系统过度依赖用户移动终端定位追踪能力的问题。踪能力的问题。踪能力的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚实融合的导航地图构建方法


[0001]本专利技术公开了一种基于虚实融合的导航地图构建方法，属于导航地图构建


技术介绍

[0002]目前，商场、公园和城市道路的路口处大多设置交通导引牌以指示路口信息，为人们寻路提供信息支持。虽然这种寻路引导方式提供的信息量有限，无法进行导航引导，但是这种引导方式充分结合了人的感知判断能力，仅在需要人做方向选择的路口提供信息支持，实施简单，成本低廉。
[0003]随着导航技术发展，谷歌地图、百度地图和高德地图等常见电子地图都具有良好的户外导航功能，个别电子地图在特定物理区域已经具备室内导航能力。电子导航地图具有信息搜索、路径规划和导航引导能力。但是当用户终端的GPS、WIFI或蓝牙信号断开时，这些电子地图由于无法定位用户当前位置而导致导航能力失效，其根本原因在于在构建电子地图时，虚拟的地图坐标系与物理空间坐标系不统一。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：针对现有电子导航中虚拟地图坐标系与物理空间坐标系不统一造成导航系统过度依赖用户移动终端定位追踪能力的问题，充分借鉴交通导引牌寻路导引中仅在路口提供信息支持的思想，本专利技术提供一种基于虚实融合的导航地图构建方法。
[0005]技术方案：为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种虚实融合的导航地图构建方法包含地图信息表达能力生成和导航能力生成两个方面。本专利技术中所构建的导航地图中虚拟导航地图部分具有电子地图的属性，可以被配置成用户移动终端的导航APP，与所示导航地图的物理载体部分相互配合才能完成导航引导任务。
[0007]根据本专利技术的第一个方面，一种导航地图构建方法的地图信息表达能力生成包括以下步骤：
[0008]步骤1，路口信息表示。需要人做方向选择的分岔路口被表示为有向图中的顶点。
[0009]步骤1.1，顶点集合构建。假设物理空间中总共有N个路口需要体现导航地图上，则顶点集合V(D)＝{V1,V2,
……
V
N
}代表了地图中各物理位置处的顶点。
[0010]步骤1.2，顶点信息定义。对于每一个顶点V
i
,i＝1,2,
……
,N其中包含编号和名字等与路口描述相关的信息。整张地图中，每个顶点的编号是唯一的。
[0011]步骤1.3，三维空间信息表示。本专利技术不仅适用于平面位置导航，还适用于空间立体导航。三维空间信息可以看成是二维平面信息在三维空间中的折叠。本专利技术的一种实施例方案中，楼层之间的导航就是空间立体导航，各楼层内的导航都是二维平面导航。楼层间通过楼梯、电梯等方式联通，各层楼梯口、电梯口等可被当作路口处理，在顶点集合中增加节点信息即可。
[0012]步骤2，道路信息表示。道路被表示成有向图的边。一条边由有向图中的一个有序顶点对来定义。
[0013]步骤2.1，边集合构建。假设从顶点V
p
到顶点V
q
能够通行，则有序顶点对(V
p
,V
q
)唯一确定一条边E
j
，即
[0014]E
j
＝(V
p
,V
q
)，其中p,q＝1,2,
……
,N且p≠q
[0015]假设可连通的有序顶点对共有K个，则j＝1,2,
……
,K。假设共有M条道路需要表示在地图上，则M≤K<N2。当K＝M时，表示所有道路都是单向通行；K<N2是因为在本专利技术的讨论过程中，认为每个路口无法与自身连接产生道路，对应于导航中的实际意义就是每个路口处方向信息并不会指向当前路口。
[0016]需要说明的是，有序顶点对(V
p
,V
q
)和(V
q
,V
p
)表示的含义并不相同，前者表示从顶点V
p
到顶点V
q
可连通，后者表示从顶点V
q
到顶点V
p
可连通，其对应的物理意义是从路口V
p
到V
q
可通行，后者表示从路口V
q
到路口V
p
可通行。
[0017]步骤2.2，边信息定义。对于每条边E
j
，其中包含编号、距离、名称等道路描述相关信息。整张地图中，每条边的编号是唯一的。
[0018]步骤3，路旁信息表示。路旁信息指的是位于道路两侧的所有用户可能去到的地理位置信息。
[0019]在本专利技术的一种实施方案中，在室外时路旁信息指的是道路两侧的楼宇建筑，室内时指的是商铺、洗手间等。
[0020]与道路信息一样，路旁信息也被记录在有向图的边中。记录规则是：沿着道路行走时，所有位于道路两侧的路旁信息都被记录在当前行走方向对应的边中，并且位于当前行进方向左侧的路旁信息被打上“左侧”标志，位于道路右侧的打上“右侧”标志。
[0021]步骤4，引导信息表示。引导信息被表示为箭头、文本、语音等指示方向选择的信息。
[0022]根据本专利技术的第二个方面，一种导航地图构建方法的导航能力生成包括以下步骤：
[0023]步骤1，信息搜索能力设计。给定任意节点或者边中部分名字信息，自动生成与给定名字信息相匹配的信息列表，供用户选择确认。
[0024]步骤2，路径规划能力设计。给定当前位置和目标位置后，自动计算最短路径方案，同时能够计算出途经的每个路口到目的的距离、方位等信息，为导航引导过程提供信息支持。
[0025]步骤3，导航引导能力设计。利用虚实融合技术，将导航地图与真实空间进行映射。导航引导的总体思想是将地图路口信息与路口信息的物理载体进行一一映射，用户在导航过程中通过终端设备运行所述导航地图的导航引导功能，从物理载体中解析出路口信息，借助信息搜索方法，确定当前位置；同时利用信息搜索方法设定目标位置，借助路径规划方法得到最短路径方案；根据最短路径中的当前路口信息和与当前路口连通的下一路口信息，加载相应的引导信息，最终实现导航引导。
[0026]步骤3.1，路口信息的物理载体设计。为了唯一标识每个分岔路口身份信息以及与其相连通的路口相对当前路口的方向信息，设计不同的路口信息的物理载体，其中的信息可被用户借助终端设备运行所属导航地图的导航引导功能解析获取。在本专利技术的一种实施
方案中，这样的物理载体是二维码。
[0027]步骤3.2，路口信息的物理载体设置。根据所述物理载体中包含的方向信息，在每个路口合适位置处放置物理载体。
[0028]步骤3.3，路口信息物理载体有效性验证。为了验证物理载体在实际路口的位置和包含的方向信息是否正确，利用终端设备运行所术导航引导功能，解析物理载体中的信息，与实际路口信息进行核对。
[0029]本专利技术基于虚实融合的地图构建方法，是将传统意义上的地图信息与物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚实融合的导航地图构建方法，其特征在于，包括地图信息表达能力生成和导航能力生成，所述地图信息表达能力生成包括以下步骤：步骤1，路口信息表示：需要人做方向选择的分岔路口被表示为有向图中的顶点，构建顶点集合，定义顶点信息，在顶点集合中增加节点信息以实现三维空间信息表示；步骤2，道路信息表示：道路被表示成有向图的边，一条边由有向图中的一个有序顶点对来定义，构建边集合，定义边信息；步骤3，路旁信息表示：沿着道路行走，所有位于道路两侧的路旁信息都记录在当前行走方向对应的边中，并且位于当前行进方向左侧的路旁信息被打上“左侧”标志，位于道路右侧的打上“右侧”标志；步骤4，引导信息表示：引导信息被表示为指示方向选择的信息；所述导航能力生成包括以下步骤：步骤1，设计信息搜索能力：给定任意节点或者边中部分名字信息，自动生成与给定名字信息相匹配的信息列表，供用户选择确认；步骤2，设计路径规划能力：给定当前位置和目标位置后，自动计算最短路径方案，同时能够计算出途经的每个路口到目的地的信息，为导航引导过程提供信息支持；步骤3，设计导航引导能力：设计不同的路口信息的物理载体，放置在每个路口合适位置，其中的信息能被所属导航地图的导航引导功能解析获取。2.根据权利要求1所述的基于虚实融合的导航地图构建方法，其特征在于，所述地图信息表达能力生成的步骤1中：构建顶点集合，假设物理空间中总共有N个路口需要体现导航地图上，则顶点集合V(D)＝{V1,V2,
……
V
N
}代表了地图中各物理位置处的顶点；定义顶点信息，对于每一个顶点V
i
,i＝1,2,
……
,N其中包含与路口描述相关的信息，，整张地图中，每个顶点的编号是唯一的。3.根据权利要求1所述的基于虚实融合的导航地图构建方法，其特征在于，所述地图信息表达...

【专利技术属性】
技术研发人员：常壮，
申请(专利权)人：南京翱翔信息物理融合创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：