[發(fā)明專利]一種面向視障者的室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711103224.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-10
• 公開（公告）號(hào): CN107976191A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧敏;王培重;王家齊;吳彤;肖登坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京金坤科創(chuàng)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及室內(nèi)定位和導(dǎo)航領(lǐng)域

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)文明程度的不斷提高，盲人、弱視、及視力不佳的老人等特殊群體面臨的日常出行困難的問題越來越受到人們的關(guān)注和重視。現(xiàn)有的導(dǎo)盲設(shè)備已從最簡(jiǎn)單的盲杖發(fā)展到各種電子行走輔助技術(shù)的導(dǎo)盲設(shè)備，但在提供智能化、人性化、全面化的服務(wù)方面還有許多不足。特別是目前市面上大多數(shù)電子導(dǎo)盲產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景只針對(duì)室外環(huán)境，而室內(nèi)環(huán)境的定位與導(dǎo)航服務(wù)還存在盲區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了一種面向視障者用戶的室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)及方法，意在補(bǔ)充現(xiàn)有導(dǎo)盲產(chǎn)品在室內(nèi)場(chǎng)景下的空白，提供一種方便視障人群在室內(nèi)陌生環(huán)境里可以獨(dú)自安全行動(dòng)的導(dǎo)航服務(wù)。本系統(tǒng)具有定位精度高、部署方便、用戶體驗(yàn)人性化等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明所涉及的室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)組成參考圖1所示，包括：

一、面向視障用戶使用的導(dǎo)航終端

提供“搖一搖”交互方式，幫助用戶開啟導(dǎo)航服務(wù)；

通過語音交互方式，確定用戶想要到達(dá)的終點(diǎn)；

通過無線局域網(wǎng)，確定用戶當(dāng)前位置作為起點(diǎn)；

通過安裝完整的室內(nèi)地圖信息和定位導(dǎo)航引擎軟件，在確定好導(dǎo)航的起點(diǎn)和終點(diǎn)后規(guī)劃出最佳路徑，并以語音播報(bào)方式將導(dǎo)航信息提醒給用戶。

通過內(nèi)嵌的氣壓傳感器、IMU器件和無線局域網(wǎng)模塊，導(dǎo)航終端自行解算出實(shí)時(shí)位置坐標(biāo)，并判斷是否按規(guī)劃路徑前進(jìn)，直至用戶到達(dá)終點(diǎn)。若偏離原有路徑，則終端根據(jù)當(dāng)前位置和終點(diǎn)進(jìn)行路徑的重新規(guī)劃并提醒用戶。提醒方式包括但不限于語音、振動(dòng)、語音+振動(dòng)。

二、智能微基站

發(fā)射無線信號(hào)幀，供導(dǎo)航終端掃描到對(duì)應(yīng)信號(hào)用于定位；

為導(dǎo)航終端提供連接數(shù)據(jù)服務(wù)器的通道，提供雙向的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

三、第三類高空墜落報(bào)警系統(tǒng)組成及工作原理

存儲(chǔ)和管理室內(nèi)地圖和定位導(dǎo)航的數(shù)據(jù)信息，供導(dǎo)航終端下載使用；

可選的，接收和管理用戶的位置信息，實(shí)現(xiàn)軌跡查詢、消息廣播、緊急求助等應(yīng)用服務(wù)。

基于以上系統(tǒng)，本發(fā)明還公開了一種室內(nèi)實(shí)時(shí)定位導(dǎo)航方法。其特征在于，用戶的定位和導(dǎo)航都是在終端內(nèi)實(shí)現(xiàn)的，保證了用戶體驗(yàn)的高實(shí)時(shí)性。

具體工作流程參考圖2所示，包括：

步驟01：采用“搖一搖”方式，用戶晃動(dòng)終端即可開啟導(dǎo)航服務(wù)

步驟02：終端自動(dòng)打開WiFi連接服務(wù)器，發(fā)送數(shù)據(jù)更新請(qǐng)求

步驟03：服務(wù)器通知終端是否需要更新數(shù)據(jù)。若是，進(jìn)入步驟04；否則，進(jìn)入步驟05

步驟04：終端下載并更新室內(nèi)地圖和定位導(dǎo)航相關(guān)的數(shù)據(jù)

步驟05：終端確認(rèn)數(shù)據(jù)為最新，開始掃描附近基站的WiFi信號(hào)，解算出當(dāng)前位置坐標(biāo)

步驟06：終端語音提示用戶語音輸入目的地

步驟07：以用戶當(dāng)前位置為起點(diǎn)、語音輸入的目的地為終點(diǎn)，終端進(jìn)行首次路徑規(guī)劃，并以語音播報(bào)方式告知用戶

步驟08：終端檢測(cè)用戶步態(tài)，判斷是否開始移動(dòng)。若是，進(jìn)入步驟09；否則，保持在步驟08

步驟09：終端實(shí)時(shí)解算用戶的當(dāng)前位置

步驟10：根據(jù)當(dāng)前位置和規(guī)劃路徑判斷用戶是否按路徑移動(dòng)，若偏離原有路徑，進(jìn)入步驟11；否則，進(jìn)入步驟12

步驟11：以當(dāng)前位置為起點(diǎn)，重新規(guī)劃路徑

步驟12：判斷用戶是否到達(dá)終點(diǎn)，若是，進(jìn)入步驟13；否則，返回步驟09

步驟13：提醒用戶到達(dá)終點(diǎn)，退出本次導(dǎo)航

附圖說明

圖1：面向視障者的室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)組成圖

圖2：室內(nèi)導(dǎo)航的工作流程圖

具體實(shí)施例

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，導(dǎo)航終端可以是自帶IMU傳感器、無線通信模塊的智能手機(jī)，室內(nèi)定位導(dǎo)航以APP 軟件形式進(jìn)行服務(wù)；無線微基站采用2.4GHz的WiFi信號(hào)。

初始位置的解算采用基于WiFi的指紋匹配定位算法；導(dǎo)航開始后，實(shí)時(shí)位置的解算采用PDR+ 地磁+WiFi的融合定位算法。