一种适用于视力障碍者的室内定位导航方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种适用于视力障碍者的室内定位导航方法及系统，用户终端执行如下步骤：环境数据接收步骤，用于接收环境探测单元采集到的环境数据；二维布局图请求发送步骤，向服务器发送请求，请求给出此建筑物的二维布局图；定位步骤，通过二维布局图结合用户移动数据计算出用户的当前位置；导航步骤，联合用户当前位置和目的地，使用路线规划算法计算出一条最优的路线，并为用户进行语音导航，在语音导航过程中，当环境探测单元检测到障碍物时，接收环境探测单元发送的有障碍物数据信息，并且语音提示用户绕开障碍物。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术适用于各类用户人群，尤其对视力障碍人群具有很好的辅助作用，值的推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于视力障碍者的室内定位导航方法及系统
本专利技术涉及室内定位与导航
，尤其涉及一种适用于视力障碍者的室内定位导航方法及系统。
技术介绍
目前我国视力障碍人者数量已经超过1000万，而且这个数字还这增长。视力障碍者数量那么多，为什么我们日常生活中见到的却很少？因为他们真的不敢出门。几乎所有的公共设施，对视力障碍者都谈不上友善。由于设施和交通的不友善，如果没有人陪同，视力障碍者可以说是寸步难行。所以，他们出门，是需要人带的。这给出门增加了不少成本，不只是金钱成本。我们不仅仅应该要求政府继续出台更加完备的政策和法规，或者制造出更多有利于视力障碍者日常生活的产品。视力障碍人群如此之庞大，应该得到社会各界人士的关爱和照顾。作为普通人，我们自身也应该为残疾人做些力所能及的事情。怎样顺利的行走至目的地，对于普通人来说是一件轻而易举的事情，但对于视力障碍者，却是他们面临的一个重大问题。我国的大部分建筑都没有考虑到视力障碍者这个特殊的群体而进行设计。这导致他们无法独立地生活，甚至是安全地行走。虽然目前市面有不少针对视力障碍人群导航的产品，但它们存在很大的缺点，尚未能满足视力障碍者日常生活需求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种适用于视力障碍者的室内定位导航方法，用户终端执行如下步骤：环境数据接收步骤，用于接收环境探测单元采集到的环境数据；二维布局图请求发送步骤，检测建筑物对应的一个或多个WIFI，并使用WIFI对应的路由器的MAC地址向服务器发送请求，请求给出此建筑物的二维布局图；定位步骤，接收服务器发送的二维布局图，通过二维布局图结合用户移动数据计算出用户的当前位置，语音提示用户现在的位置，并且询问用户想要去的目的地；导航步骤，接收用户说出的目的地语音指令，联合用户当前位置和目的地，使用路线规划算法计算出一条最优的路线，并为用户进行语音导航，在语音导航过程中，当环境探测单元检测到障碍物时，接收环境探测单元发送的有障碍物数据信息，并且语音提示用户绕开障碍物。作为本专利技术的进一步改进，在所述定位步骤中，根据二维布局图和用户当前环境信息使用SLAM定位算法进行初步的室内定位信息，然后采用WIFI和惯性单元对初步的室内定位信息进一步进行校准，从而得到用户在二维布局图上的位置。作为本专利技术的进一步改进，在所述导航步骤中，使用Dijkstra路线规划算法计算出一条最优的路线；在所述导航步骤中，用户依照给定线路行走过程中，根据惯性单元以及用户在地图上的位移，计算出用户平均一个步伐距离，从而通过步数引导用户前行。作为本专利技术的进一步改进，所述环境探测单元包括：激光雷达单元，用于探测用户周围的环境；障碍检测单元，用于检测激光雷达单元检测盲区内，位于用户前方的障碍物。作为本专利技术的进一步改进，手持式设备采用移动式激光雷达采集建筑物内部结构数据，利用即时定位与布局重构技术获取该建筑物的室内二维布局图，并使之关联到一个或多个WIFI路由器的MAC地址，然后将该二维布局图数据以及关联的MAC地址上传保存至服务器。本专利技术还提供了一种适用于视力障碍者的室内定位导航系统，用户终端执行如下模块：环境数据接收模块，用于接收环境探测单元采集到的环境数据；二维布局图请求发送模块，用于检测建筑物对应的一个或多个WIFI，并使用WIFI对应的路由器的MAC地址向服务器发送请求，请求给出此建筑物的二维布局图；定位模块，用于接收服务器发送的二维布局图，通过二维布局图结合用户移动数据计算出用户的当前位置，语音提示用户现在的位置，并且询问用户想要去的目的地；导航模块，用于接收用户说出的目的地语音指令，联合用户当前位置和目的地，使用路线规划算法计算出一条最优的路线，并为用户进行语音导航，在语音导航过程中，当环境探测单元检测到障碍物时，接收环境探测单元发送的有障碍物数据信息，并且语音提示用户绕开障碍物。作为本专利技术的进一步改进，在所述定位模块中，根据二维布局图和用户当前环境信息使用SLAM定位算法进行初步的室内定位信息，然后采用WIFI和惯性单元对初步的室内定位信息进一步进行校准，从而得到用户在二维布局图上的位置。作为本专利技术的进一步改进，在所述导航模块中，使用Dijkstra路线规划算法计算出一条最优的路线；在所述导航模块中，用户依照给定线路行走过程中，根据惯性单元以及用户在地图上的位移，计算出用户平均一个步伐距离，从而通过步数引导用户前行。作为本专利技术的进一步改进，所述环境探测单元包括：激光雷达单元，用于探测用户周围的环境；障碍检测单元，用于检测激光雷达单元检测盲区内，位于用户前方的障碍物。作为本专利技术的进一步改进，手持式设备采用移动式激光雷达采集建筑物内部结构数据，利用即时定位与布局重构技术获取该建筑物的室内二维布局图，并使之关联到一个或多个WIFI路由器的MAC地址，然后将该二维布局图数据以及关联的MAC地址上传保存至服务器。本专利技术的有益效果是：本专利技术适用于各类用户人群，尤其对视力障碍人群具有很好的辅助作用，值的推广应用。附图说明图1是本专利技术的手持式设备结构示意图。图2是本专利技术的提供商的使用流程图。图3是本专利技术的一般用户的使用流程图。具体实施方式在本专利技术中，针对用户有两类：提供商和一般用户，一般用户中包括视力障碍用户。提供商采用手持式设备扫描建筑物内部，得到该建筑物对应的二维布局图并且使之与该建筑物的一个或多个WIFI路由器的MAC地址关联起来，然后操作该手持式设备，将二维布局图以及关联的MAC地址通过公有网络发送到云服务器中保存起来。如图1所示，手持式设备包括移动式激光雷达系统、WIFI模块和4G移动通信模块，手持式设备采用移动式激光雷达采集建筑物内部结构数据，利用即时定位与布局重构技术获取该建筑物的室内二维布局图，并使之关联到一个或多个WIFI路由器MAC地址，然后将该布局图数据以及关联的MAC地址上传保存至云服务器端。为了便于室内定位与导航服务的提供商使用，所以制作成手持式的设备，当然也将手持式设备制作成可以挂载到一些智能设备上部件，例如挂载到遥控车、无人机等。如此一来，实施者只需手持着该设备采集建筑物内部结构数据，或者让挂载了该部件的智能设备去采集建筑物内部结构数据而不需实施者亲自去。由于移动式激光雷达系统能采集到建筑物内部结构数据，而且重量适中，故本实施例采用它。另外，为了所采集到的二维布局图，与该建筑物的WIFI路由器的MAC地址关联起来，本实施例为这个手持式设备附带WIFI模块。之所以将它们关联起来，是因为当用户进入一个建筑物的时候，通过检测这个建筑内WIFI路由器的MAC地址，然后依据这个地址找到该建筑物对应的二维布局图。本实施例中才采用亚马逊云服务器，而不采用本地服务器。当然，也可以使用其他云服务器提供商提供的云服务。为了将数据发送到云服务器中，本实施例为这个手持式设备附带一个4G移动通信模块，使其可以利用4G移动通信技术与云服务器通信。当然，此设备也可直接利用能连接到公网的WIFI来与云服务器通信。一般用户使用的是用户终端，用户终端可以是安装有应用程序的智能手机、平板电脑等电子设备。环境探测单元包括激光雷达单元和障碍检测单元，激光雷达单元戴在用户的肩部，形成肩戴式设备；障碍检测单元戴在用户的小腿位置，形成小腿戴式设备。用户拿到用户终端、及携带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于视力障碍者的室内定位导航方法，其特征在于，用户终端执行如下步骤：环境数据接收步骤，用于接收环境探测单元采集到的环境数据；二维布局图请求发送步骤，检测建筑物对应的一个或多个WIFI，并使用WIFI对应的路由器的MAC地址向服务器发送请求，请求给出此建筑物的二维布局图；定位步骤，接收服务器发送的二维布局图，通过二维布局图结合用户移动数据计算出用户的当前位置，语音提示用户现在的位置，并且询问用户想要去的目的地；导航步骤，接收用户说出的目的地语音指令，联合用户当前位置和目的地，使用路线规划算法计算出一条最优的路线，并为用户进行语音导航，在语音导航过程中，当环境探测单元检测到障碍物时，接收环境探测单元发送的有障碍物数据信息，并且语音提示用户绕开障碍物。

【技术特征摘要】
2017.05.23 CN 201710370497X1.一种适用于视力障碍者的室内定位导航方法，其特征在于，用户终端执行如下步骤：环境数据接收步骤，用于接收环境探测单元采集到的环境数据；二维布局图请求发送步骤，检测建筑物对应的一个或多个WIFI，并使用WIFI对应的路由器的MAC地址向服务器发送请求，请求给出此建筑物的二维布局图；定位步骤，接收服务器发送的二维布局图，通过二维布局图结合用户移动数据计算出用户的当前位置，语音提示用户现在的位置，并且询问用户想要去的目的地；导航步骤，接收用户说出的目的地语音指令，联合用户当前位置和目的地，使用路线规划算法计算出一条最优的路线，并为用户进行语音导航，在语音导航过程中，当环境探测单元检测到障碍物时，接收环境探测单元发送的有障碍物数据信息，并且语音提示用户绕开障碍物。2.根据权利要求1所述的室内定位导航方法，其特征在于，在所述定位步骤中，根据二维布局图和用户当前环境信息使用SLAM定位算法进行初步的室内定位信息，然后采用WIFI和惯性单元对初步的室内定位信息进一步进行校准，从而得到用户在二维布局图上的位置。3.根据权利要求1所述的室内定位导航方法，其特征在于，在所述导航步骤中，使用Dijkstra路线规划算法计算出一条最优的路线；在所述导航步骤中，用户依照给定线路行走过程中，根据惯性单元以及用户在地图上的位移，计算出用户平均一个步伐距离，从而通过步数引导用户前行。4.根据权利要求1所述的室内定位导航方法，其特征在于，所述环境探测单元包括：激光雷达单元，用于探测用户周围的环境；障碍检测单元，用于检测激光雷达单元检测盲区内，位于用户前方的障碍物。5.根据权利要求1所述的室内定位导航方法，其特征在于，手持式设备采用移动式激光雷达采集建筑物内部结构数据，利用即时定位与布局重构技术获取该建筑物的室内二维布局图，并使之关联到一个或多个WIFI路由器的MAC地址，然后将该二维...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍楷舜，周学进，林佳伟，邹永攀，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44