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专利号: 2018107547173
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种P2P室内导航系统,其特征在于:包括领路者参考路径生成模块、路径信息处理模块、跟随者导航路径生成模块和服务器;

路径信息处理模块,包括转弯检测单元、路径计算单元、地磁处理单元,转弯检测单元用于检测领路者和跟随者的转弯点动作,路径计算单元用于计算行走路径长度和航向角,地磁处理单元用于采集领路者和跟随者的地磁序列;

领路者参考路径生成模块,包括路径元化单元和路径信息生成单元,路径元化单元根据所述领路者的转弯点动作对路径进行元化,并对元化路径进行编号,根据所述元化路径编号以及跟随者的转弯点动作、行走路径长度和航向角以及地磁序列得到元化路径信息,路径信息生成单元根据所述元化路径信息生成参考路径信息,并将所述参考路径信息上传至服务器;

跟随者导航路径生成模块,包括起点锁定单元、元化路径匹配单元和路径偏移检测单元;起点锁定单元用于为跟随者锁定所述起点和初始方位,元化路径匹配单元用于将跟随者的转弯点动作、行走路径长度和航向角、地磁序列,与服务器中对应的所述元化路径信息相匹配;路径偏移检测单元用于检测跟随者是否偏移所述的参考路径。

2.根据权利要求1所述的P2P室内导航系统,其特征在于:

转弯检测单元采用磁力计或陀螺仪检测所述转弯点动作,路径计算单元采用PDR算法计算行走路径长度和航向角,地磁处理单元采用动态时间缩放匹配算法计算领路者和跟随者的地磁序列是否匹配。

3.一种P2P室内导航方法,其特征在于:包括以下步骤:

S1,领路者选择起点和终点,领路者从所述起点出发并开始生成参考路径;

S2,实时检测领路者的转弯点动作、计算领路者行走的路径长度和航向角以及采集领路者的地磁序列;

S3,当检测到领路者转弯时,对领路者走过的路径编号,形成元化路径;记录每条元化路径上的平均航向角、路径长度、转弯点动作、地磁序列和编号,并上传至服务器;

S4,领路者确认是否到达终点,若是,则结束生成参考路径,若否,则返回步骤S2;

S5,跟随者选择所述起点和终点,并寻找所述起点;

S6,跟随者确定所述起点后,检测跟随者的行走方向,当跟随者行走的航向角与服务器中所述领路者的航向角的误差小于第一阈值时,进入步骤S7;若否,则重复该步骤;

S7,实时检测跟随者的行走路径长度是否已达到提示前方转向的要求,若是,则提示跟随者在前方路口做出与领路者相同的转弯点动作,并进入步骤S8;若否,则实时检测跟随者是否偏离所述参考路径,返回步骤S6;

S8,实时检测跟随者是否转向,若是,则进入步骤S9;

S9,检测跟随者的地磁序列与领路者的地磁序列是否匹配,若是,则开始下一段元化路径匹配,直至跟随者到达所述终点,导航结束。

4.根据权利要求3所述的P2P室内导航方法,其特征在于:

采用PDR算法计算领路者和跟随者行走的路径长度和航向角,采用磁力计收集领路者和跟随者的地磁序列。

5.根据权利要求3所述的P2P室内导航方法,其特征在于:

步骤S6具体为:利用PDR算法实时预估跟随者的航向角,当跟随者的实时航向角与领路者参考路径对应的元化路径上的平均航向角的误差小于第一阈值时,进入步骤S7;若否,则重复该步骤。

6.根据权利要求3所述的P2P室内导航方法,其特征在于:步骤S7中,实时检测跟随者的行走路径长度是否已达到提示前方转向的要求,具体为:利用PDR算法计算用户行走的累积路径长度与领路者在该元化路径上行走的累积路径长度之间的误差,若该误差小于第二阈值,则已达到。

7.根据权利要求3所述的P2P室内导航方法,其特征在于:步骤S7中实时检测跟随者是否偏离所述参考路径,具体为:利用PDR算法实时预估跟随者的航向角,当跟随者的实时航向角与领路者参考路径对应的元化路径上的平均航向角的误差大于第一阈值时,判定跟随者偏离所述参考路径,持续提醒跟随者,并返回步骤S6。

8.根据权利要求6所述的P2P室内导航方法,其特征在于:步骤S8具体为:S8.1,实时检测用户是否转向,若是,则进入步骤S8.2,若否,则利用PDR算法计算跟随者行走的累积路径长度与服务器中领路者在该元化路径上行走的路长之间的误差,若该误差大于所述第二阈值,则提醒用户错过转弯点,并提示返回上一个路口;

S8.2,利用PDR算法实时检测跟随者的转弯点动作与领路者在该转弯点的转弯动作是否匹配,若是,则进入步骤S9,若否,则提醒跟随者转向错误。

9.根据权利要求4所述的P2P室内导航方法,其特征在于:步骤S9中,检测跟随者的地磁序列与领路者的地磁序列是否匹配,具体为:S9.1将跟随者某段元化路径上的地磁强度子序列和领路者对应匹配的元化路径上的地磁强度子序列分别表示为:其中n和k分别表示跟随者元化路径上的总序列长度和领路者对应元化路径上的总序列长度;

S9.2子序列 与 之间的DTW距离表示为

S9.3跟随者地磁序列中的前后采样点的DTW距离之差表示为

S9.4设置一个固定阈值εM,当跟随者在离目标转弯点相近的转弯点转弯时,导航路径上的前后采样点的DTW距离之差εDTW大于εM,导航系统提醒用户发生路径偏移,PDR算法暂停计算路径长度,直到两者的航向角重新匹配,PDR继续运行。