CN104266658B - 一种基于精准定位导播导览***、方法及其数据采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于精准定位的导播导览***、方法及其数据采集方法，该***至少包括业务端与服务端，该业务端为移动终端，包括第一信号捕捉模块、实时位置推算模块、实时位置显示模块、实时导览服务模块以及网络传输模块，该服务端包括定位模块、地图数据模块、区域位置判定模块，本发明利用Wifi信号、蓝牙等无线信号及各种无线传感器信号，实现了业务端的精准定位，并实现了其导播导览、导航等功能，同时本发明通过将采集端提供给***管理员测试采集使用，提高了本发明定位的精准性。

Description

一种基于精准定位导播导览***、方法及其数据采集方法

技术领域

本发明涉及无线定位领域，特别是涉及一种基于精准定位导播导览***、方法及其数据采集方法。

背景技术

现阶段，在各景区采用的导游服务主要有以下两种方式：

一、人工导游方式。它由导游带领参观者针对性解说重要的文物或景点，其优点为可以即问即答，但是参与的参观者必须随时跟随导游，限制了参观者的自由，而且在道路狭窄的景点处，当导游讲解的时候势必会引起游客的围观而阻碍道路的正常通行。如果导游利用高音喇叭此起彼伏，也会造成更多的听觉污染。同时导游的数目有限，加之培养专业导游讲解人员需要花费大量的人事开销，尤其对于有多国语言导览要求的国外散客数量繁多的景区，导游讲解模式则不能很好的满足这些需求。

二、携带手持导览设备的方式。使用者需要手工向手持导览设备内输入景点编号，手持导览设备报相关语音信息。但是这种方式需要游客知道目前所处的景点位置，然而游客经常不知道自己所在景点位置或者难以第一时间知道景区编号。操作繁琐，降低使用者的操作意愿。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之一目的在于提供一种基于精准定位导播导览***、方法及其数据采集方法，其利用无线信号实现了业务端的精准定位，并实现了其导播导览、导航等功能，同时本发明通过将采集端放入移动设备中提供给***管理员测试采集使用，提高了本发明定位的精准性。

为达上述及其它目的，本发明提供一种基于精准定位的导播导览***，该***至少包括业务端与服务端，该业务端为移动终端，包括第一信号捕捉模块、实时位置推算模块、实时位置显示模块、实时导览服务模块以及网络传输模块，该服务端包括定位模块、地图数据模块、区域位置判定模块及采集模块，该第一信号捕捉模块用于捕捉该业务端的无线信号及传感器信号，并通过该网络传输模块上传至该服务端的定位模块，该定位模块根据获得的无线信号定位到该业务端的位置，并根据该业务端的位置于该地图数据模块找到对应的地图，并通过该网络传输模块于该业务端加载当前位置地图及地图数据和地图上区域对应的多媒体信息链接，同时，该定位模块于收到该业务端当前位置的无线信号时，计算出当前地图上的实际位置坐标，并由该区域位置判定模块根据该定位模块获得的位置坐标判定该业务端所在的位置区域，并将判定结果与实际位置坐标通过网络一并传输给该网络传输模块，该网络传输模块将位置区域信息及实际位置坐标数据分别传送给该实时导览服务模块及该实时位置推算模块，该实时导览服务模块根据区域信息向该服务端获取该区域对应的多媒体信息于该业务端播放或显示，该实时位置推算模块根据当前实际位置坐标数据计算出该业务端的实时位置坐标，并通过该实时位置显示模块显示在地图上。

进一步地，该第一信号捕捉模块扫描该无线信号中的Wifi信号与蓝牙信号，得到周围的AP列表，并通过该网络传输模块发送至该定位模块，该定位模块根据AP列表中每个AP的MAC地址或者UUID于数据库中查找，如果AP列表中超过一定阈值的AP的MAC地址或者UUID在数据库中存在，则认为该业务端所在的位置归属于数据库内记录的该些AP所属地图内，与找到的地图内所有采集点根据AP列表找到一个点，该点的RSSI列表与该业务端本次扫描到的RSSI列表最接近，则认为该点就是该业务端所处的位置。

进一步地，该实时位置推算模块计算实时位置坐标过程如下：

检测步行，根据加速度传感器的输出值确定用户的步行步数；

计算用户的运动距离，其中，运动距离＝步行步数×每步步长；

检测运动方向，该运动方向角度α＝2π–(业务端朝向角度+业务端转动角度–(π/2))，其中业务端朝向角度通过地磁传感器输出的值得到，为业务端与地磁正北方的夹角，地磁正北方的角度为0度，并沿顺时针方向增加，若业务端有陀螺仪传感器，该业务端转动角度利用从陀螺仪输出的沿手机坐标系Z轴的角速度分量计算得到，若业务端无陀螺仪传感器，则该业务端转动角度为0；

计算实时位置，该实时位置X坐标＝初始位置X坐标+(运动距离×cos(α))，该实时位置Y坐标＝初始位置Y坐标+(运动距离×sin(α))，其中，该定时模块利用WiFi信号与蓝牙信号确定位置后，初次应用上式计算实时位置，则所述初始位置为该定时模块利用WiFi信号与蓝牙信号确定的位置，若该定时模块利用WiFi信号或蓝牙信号确定位置后，已经应用上式计算过实时位置，则所述初始位置为上一次计算出的实时位置；

计算地图坐标转换比例，该地图坐标转换比例＝地图像素宽度÷地图实际宽度，其中地图实际宽度为旅游景区的实际宽度，以真实度量长度米或厘米为单位，地图像素宽度为旅游景区地图的宽度，以像素为单位；

计算实时位置像素坐标，该实时位置像素X坐标＝实时位置X坐标×地图坐标转换比例，该实时位置像素Y坐标＝实时位置Y坐标×地图坐标转换比例，其中，该实时位置像素X坐标和实时位置像素Y坐标为业务端在地图上的实时位置，以像素为单位。

进一步地，该区域位置判定模块将每次计算出来的实际地图坐标与之前的位置坐标进行比对，当存在位置变动时，如果变动前该业务端不在任何指定的区域内，则查找数据库内的区域表，如果当前位置归属区域表内某个区域，则将该区域的导览信息发送到该业务端，如果变动前该业务端在某个区域内，则判断变动后的位置是否仍然处于该区域，如是，则保持移动前的导览信息；如否，则查找数据库内的区域表，如果当前位置归属区域表内某个区域，则将该区域的导览信息发送到该业务端，否则不发送任何导览信息到该业务端。

进一步地，如果当前位置归属某个区域，则显示该区域对应导览信息中的文字和图片，自动播放导览信息中的导览音视频；如果当前位置不归属区域表内任何区域，则显示地图，标记出该业务端在地图上的位置。

进一步地，该业务端还包括导航模块，该导航模块根据该业务端的起点位置及目的位置，根据数据库内记录的道路信息，从所有可能的路径中寻找一个最短的路径。

进一步地，该***还包括采集端，该采集端包括第二信号捕捉模块、地图编辑模块、地图显示模块、采集模块、采集数据校准模块及指南针采集模块，其中该第二信号捕捉模块自动捕捉当前位置的无线信号并传送至该定位模块，若该定位模块可以计算出该采集端当前所在位置，则通过网络传送地图信息链接到该采集端，若该定位模块无法计算出该采集端当前所在位置，则通知该采集端当前位置无匹配的地图；该地图编辑模块于收到当前位置无匹配通知时启动，进行地图数据上传，该服务端的地图数据模块校准地图数据，并通过网络传输地图信息链接到该采集端的地图显示模块；该地图显示模块于接收到地图信息链接时并于确认地图正确时显示地图并由采集人员根据实际位置设置采集次数，启动该第二信号捕捉模块，将当前位置坐标及信号数据一并送入该服务端的采集模块；该采集端的采集模块用于采集用户所处位置的WiFi、蓝牙的无线信号强度信息，包括WiFi模块和蓝牙(Bluetooth)模块扫描到的所有接入点(Access Point，缩写为AP)的接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication，缩写为RSSI)，并由该采集数据校准模块校准后发送到该服务端的采集模块，于室内时，该指南针采集模块将入口处的南北朝向发送到服务端，相应的，该业务端载入地图后确定入口处的南北朝向为当前方向，然后随着地图旋转根据获取指南针与实际指向的夹角矫正当前指南针指方向。

为达到上述目的，本发明还提供一种基于精准定位的导播导览方法，包括如下步骤：

步骤一，业务端的第一信号捕捉模块自动捕捉业务端周围的AP列表上传到服务端。

步骤二，定位模块根据根据获得的AP列表中的MAC信息或UUID与RSSI值，定位到业务端当前位置，并于地图数据模块中获得当前位置地图及地图数据和地图上区域对应的多媒体信息链接于业务端加载，并存储到本地数据库；

步骤三，该第一信号捕捉模块捕捉当前位置的WiFi、蓝牙的信号强度信息，包括WiFi模块和蓝牙(Bluetooth)模块扫描到的所有接入点(Access Point，缩写为AP)的接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication，缩写为RSSI)，并上传到定位模块；

步骤四，该定位模块计算出当前地图上实际位置坐标，由区域位置判断模块判定是否业务端区域切换，并将结果通过网络传输模块和实际位置坐标一并传输给业务端。

步骤五，实时导览服务模块根据区域信息向服务端获取该区域对应的多媒体信息，在业务端播放或显示。

步骤六，实时位置推算模块根据业务端的传感器信号和从服务端得到的位置坐标计算出实时位置坐标并通过实时位置显示模块显示在地图上。

为达到上述目的，本发明还提供一种基于精准定位导播导览***的数据采集方法，包括如下步骤：

步骤一，采集端的第二信号捕捉模块自动捕捉当前位置的WiFi、蓝牙的信号强度信息，包括WiFi模块和蓝牙(Bluetooth)模块扫描到的所有接入点(Access Point，缩写为AP)的接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication，缩写为RSSI)，传送服务端的定位模块，由定位模块计算采集端当前所在的位置；

步骤二；如果定位模块可以计算出该采集端当前所在位置，则通过网络传送地图信息链接至采集端，并进入步骤三；如果定位模块无法计算出采集端当前所在位置，则通知采集端当前位置无匹配的地图，并进入步骤四；

步骤三，采集人员确认地图是否正确，若正确，则进入步骤五，否则进入步骤四；

步骤四，采集端启动地图编辑模块，并将地图数据上传至服务端，由地图数据模块校准地图数据，并通过网络传输地图信息链接到采集端；

步骤五，采集端的地图显示模块根据地图信息链接显示地图，并由采集人员根据实际位置设置采集次数，启动第二信号捕捉模块，采集当前位置的WiFi和蓝牙RSSI列表；

步骤六，采集端的采集数据校准模块校准采集到的WiFi和蓝牙的RSSI列表后发送到服务端的采集模块。

进一步地，于室内时，该采集端通过指南针采集模块将室内入口处的南北朝向发送到该服务端，业务端载入地图后确定室内入口处的南北朝向为当前方向，然后随着地图旋转根据获取指南针与实际指向的夹角矫正当前指南针方向。

与现有技术相比，本发明一种基于精准定位导播导览***、方法及其数据采集方法利用业务端的无线信号实现了业务端的精准定位，并实现了其导播导览、导航等功能，同时通过采集端提供给***管理员测试采集使用，提高了本发明定位的精准性，本发明组网成本低、结构简单，适用于展馆、博物馆、商场，也可以适用于景区，既适合游客对在旅游中的导航需要，又能适合盲人等特殊人群在平时生活中导航需要。

附图说明

图1为本发明一种基于精准定位导播导览***的***架构图；

图2为本发明较佳实施例中业务端10的架构示意图；

图3为本发明较佳实施例中服务端20的架构示意图；

图4为本发明较佳实施例中采集端的架构示意图；

图5为本发明一种基于精准定位导播导览方法的步骤流程图；

图6为本发明一种基于精准定位导播导览***的数据采集方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图1为本发明一种基于精准定位导播导览***的***架构图。如图1所示，本发明一种基于精准定位导播导览***，包括：业务端10、服务端20、采集端30以及后台数据管理客户端。

图2为本发明较佳实施例中业务端10的结构示意图，图3为本发明较佳实施例中服务端20的结构示意图。如图2及图3所示，业务端10为一移动终端，可以为用户使用的智能手机，提供给直接用户使用，至少包括：第一信号捕捉模块101、实时位置推算模块102、实时位置显示模块103、实时导览服务模块104、网络传输模块105及本地数据库106，服务器端20至少包括定位模块201、地图数据模块202、区域位置判定模块203，其中，业务端10的第一信号捕捉模块101用于捕捉业务端10的无线信号与传感器信号，其中无线信号包括WIFI信号、GPS信号、GSM信号、Bluetooth蓝牙信号等无线信号，传感器信号包括加速度传感器、地磁传感器、陀螺仪等传感器信号，并通过网络传输模块105上传至服务器端20的定位模块201；定位模块201根据获得的无线信号定位到业务端10的位置，并根据业务端10的位置于地图数据模块202找到对应的地图，并通过网络传输模块105于业务端10加载当前位置地图及地图数据和地图上区域对应音乐、视频、文字等多媒体信息链接，并存储到本地数据库106中，同时，定位模块201于收到当前位置的无线信号时，计算出当前地图上实际位置坐标，并由区域位置判定模块203根据定位模块201获得的位置坐标判定业务端10所在的位置区域，并将判定结果与实际位置坐标通过网络一并传输给业务端10的网络传输模块105，在本发明较佳实施例中，位置区域是一个矩形，用矩形的对角线上两个端点来确定区域，在本发明中，位置区域是由各种不规则图形构成，本实施例中将圆和多边形分为不同的处理方法，多边形是根据点的坐标序列来确定区域，如矩形根据(X’-X)*(Y’-Y)＝S区域，圆是根据圆心坐标和半径来确定区域，由于位置区域的确定与现有技术相类似，在此不予赘述；业务端10的网络传输模块105将获得的位置区域信息及实际位置坐标数据分别传送给实时导览服务模块104及实时位置推算模块102，实时导览服务模块104根据区域信息向服务端20获取该区域对应的视频、音乐、文字等多媒体信息，在业务端10播放或显示；实时位置推算模块102根据当前实际位置坐标数据计算出业务端10的实时位置坐标，并通过实时位置显示模块103显示在地图上。

具体地说，在本发明较佳实施例中，业务端10扫描Wifi信号与蓝牙信号，得到周围的AP(Access Point，访问接入点)列表，其中每个AP都有一个MAC(MediaAccess Control，媒体访问控制)地址或UUID以及RSSI(Received Signal Strength Indication，接收的信号强度指示)值，第一信号捕捉模块101通过网络传输模块105将扫描得到的AP列表发送到服务端20，服务端20的定位模块201根据AP列表中每个AP的MAC地址或UUID(蓝牙模块序号)到数据库中查找，如果AP列表中超过一定阈值(阀值是可配置的，可以是50％，也可以是30％等)的AP的MAC地址或UUID在数据库中存在，则认为该业务端10所在的位置归属于数据库内记录的这些AP所属地图内，与找到的地图内所有采集点根据AP列表找到一个点，该点的RSSI列表与业务端10本次扫描到的RSSI列表最接近，则认为该点就是业务端所处的位置，服务端20则会返回该点在地图上的像素坐标，并且定位模块201根据该点的位置于地图数据模块202找到对应的地图，服务端20则会向业务端10返回该地图及地图数据和地图上区域对应音乐、视频、文字等多媒体信息链接并于业务端10加载，业务端10根据服务端10返回的像素坐标，在业务端10显示的地图图片上对应的像素位置，显示一个标记，表示业务端10当前所处位置。

实时位置推算模块102根据当前业务端10的传感器和从服务端20得到的位置坐标，计算出实时位置点。具体过程如下：

(1)检测步行，当用户步行过程中，加速度传感器的输出值会周期性地变化，当加速度传感器的波形每次回到周期的起始点，则认为用户走了一步；

当然，检测步行的方法，也可以是检测加速度传感器输出值的变化率，当所述变化率达到某一个阀值时，则认为用户走了一步。

其中，加速度变化率＝(T2时刻的加速度－T1时刻的加速度)÷(T2-T1)

上述公式中T1是较早的时刻，T2是较晚的时刻。

(2)计算运动距离＝步行步数×每步步长；-------式1

(3)检测运动方向，这里，运动方向角度α＝2π–(业务端朝向角度+业务端转动角度–(π/2))，其中业务端朝向角度通过地磁传感器输出的值得到，为业务端与地磁正北方的夹角，地磁正北方的角度为0度，并沿顺时针方向增加。如果业务端有陀螺仪传感器，其中业务端转动角度利用从陀螺仪输出的沿手机坐标系Z轴的角速度分量计算得到。所述手机坐标系以垂直于手机屏幕的方向为Z轴，从面向手机屏幕的视角观察，如果手机是以顺时针方向旋转，则所述业务端转动角度为正数，如果手机是以逆时针方向旋转，则所述业务端转动角度为负数。如果业务端无陀螺仪传感器，则所述的业务端转动角度为0；

(4)计算实时位置X坐标＝初始位置X坐标+(运动距离×cos(α))；-------式(2-1)

计算实时位置Y坐标＝初始位置Y坐标+(运动距离×sin(α))。-------式(2-2)

其中实时位置X坐标、实时位置Y坐标、初始位置X坐标和初始位置Y坐标都是真实位置坐标，以地图左下角为坐标原点，以真实度量长度米或厘米为单位，如果定位模块利用WiFi信号与蓝牙信号确定位置后，实时位置推算模块102初次应用式2-1和式2-2计算实时位置，则所述初始位置为定位模块利用WiFi信号与蓝牙信号确定的位置；如果定位模块利用WiFi信号或蓝牙信号确定位置后，实时位置推算模块102已经应用式2-1和式2-2计算过实时位置，则所述初始位置为上一次应用式2-1和式2-2计算出的实时位置。

(5)计算地图坐标转换比例：

地图坐标转换比例＝地图像素宽度÷地图实际宽度；

其中地图实际宽度为旅游景区的实际宽度，以真实度量长度米或厘米为单位，地图像素宽度为旅游景区地图的宽度，以像素为单位。

(6)、计算实时位置像素坐标：

实时位置像素X坐标＝实时位置X坐标×地图坐标转换比例；

实时位置像素Y坐标＝实时位置Y坐标×地图坐标转换比例；

其中实时位置像素X坐标和实时位置像素Y坐标为业务端在地图上的实时位置，以像素为单位。实时位置X坐标和实施位置Y坐标为式2-1和2-2计算出来的结果。

在本发明较佳实施例中，区域位置判定模块203根据定位模块201获得的位置坐标判定业务端10所在的位置区域，这里位置区域是一个矩形，用矩形的对角线上两个端点来确定区域。

在本发明较佳实施例中，区域位置判定模块203将每次计算出来的实际地图坐标与之前的位置坐标进行比对，当存在位置变动时，如果变动前业务端10不在任何指定的区域内，则查找数据库内的区域表，如果当前位置归属区域表内某个区域，则将该区域的导览信息发送到业务端10，如果变动前业务端在某个区域内，则判断变动后的位置是否仍然处于该区域，如是，则保持移动前的导览信息；如否，则查找数据库内的区域表，如果当前位置归属区域表内某个区域，则将该区域的导览信息发送到业务端10，否则不发送任何导览信息到业务端10。其中导览信息中的导览文字，通过Socket连接由服务端发送到业务端，导览图片、音频文件、视频文件，则由业务端利用HTTP协议从服务端获取。如果当前位置归属某个区域，则显示该区域对应导览信息中的文字和图片，自动播放导览信息中的导览音视频，音频播放完一次后停止，用户可按播放按钮重新播放。如果当前位置不归属区域表内任何区域，则显示地图，标记出业务端10在地图上的位置。

较佳的，业务端10还包括导航模块107，导航模块107根据业务端10的起点位置及目的位置，根据服务端数据库内记录的道路信息，从所有可能的路径中寻找一个最短的路径，这里，最短路径算法采用目前通用的算法，在此不予赘述，需说明的是，该起点位置可以是数据库中记录的某个地点(该位置的坐标也记录在数据库中)，也可以是业务端10的当前位置，也可以是用户标记出来的任意位置，目的位置，可以是数据库中记录的某个地点(该位置的坐标也记录在数据库中)，也可以是用户标记出来的任意位置。

当然，业务端10还可提供位置分享、轨迹回放、客流引导、电子巡更模块，网络互动模块、自助寻车模块、信息推送模块、O2O模块，由于该些模块的实现均采用现有技术，在此不予赘述。

较佳的，本发明之基于精准定位导播导览***还包括采集端30，图4为本发明较佳实施例中采集端的架构示意图。如图4所示，采集端30主要提供给***管理员测试采集使用，其可为手持终端，采集端30可设置于规划好采集的位置，比如一个房间内规划10个采集点，均匀分布，对每个采集点依次采集无线信号，且每个位置采集无线信号的次数相差不大，具体地说，采集端30包括第二信号捕捉模块301、地图编辑模块302、地图显示模块303、采集模块304、采集数据校准模块305、指南针采集模块306，其中第二信号捕捉模块301自动捕捉当前位置的无线信号(例如wifi信号、蓝牙信号)并传送至服务端20的定位模块201，若定位模块201可以计算出采集端30当前所在位置，则通过网络传送地图信息链接到采集端30，若定位模块201无法计算出采集端30当前所在位置，则通知采集端30当前位置无匹配的地图，地图显示模块303于接收到地图信息链接时并于确认地图正确时显示地图；地图编辑模块302于收到当前位置无匹配通知时启动，进行地图数据上传；服务端20的地图数据模块202校准地图数据，并通过网络传输地图信息链接到采集端30，由采集端30的地图显示模块303予以显示，并由采集人员根据实际位置设置采集次数，启动第二信号捕捉模块301，将当前位置坐标及信号数据一并送入服务端20的采集模块；采集模块304用于采集用户的所处位置的WiFi、蓝牙等无线信号强度信息，包括WiFi模块和蓝牙(Bluetooth)模块扫描到的所有接入点(Access Point，缩写为AP)的接收信号强度指示(Received Signal StrengthIndication，缩写为RSSI)，并由采集数据校准模块305校准后发送到服务端20的采集模块。当然，相应的，服务端20还具有采集模块。于室内时，指南针采集模块306用于将入口处方向的南北朝向发送到服务端20。

在此需说明的是，在本发明较佳实施例中，指南针指向是相对于地图方向的南北，地图旋转了指南针方向会随着地图改变而改变，室内地图的方向为入口对着用户正面，指南针的朝向是根据实际入口的南北确定方向的，采集端30通过指南针采集模块306将入口处方向南北朝向发送到服务端20，业务端10载入地图后确定该入口处南北朝向为当前方向，然后随着地图旋转根据获取指南针与实际指向的夹角矫正当前指南针指方向。

本发明之基于精准定位导播导览***还可包括后台数据管理客户端40，该后台数据管理客户端40可为PC或手持终端，后台数据管理客户端40提供给***运营方更新各类数据，增值数据分析结果查看等功能，包括消息管理模块、地图管理模块、采集管理模块、地图区域信息管理模块；该客户端可以是Client-Server形式的客户端，也可以是Web网页方式提供的客户端。

图5为本发明一种基于精准定位导播导览方法的步骤流程图。如图5所示，本发明一种基于精准定位导播导览方法，包括如下步骤：

步骤501，第一信号捕捉模块自动捕捉业务端周围的AP列表上传到服务端。

步骤502，定位模块根据获得的AP列表中的MAC信息或UUID与RSSI值，定位到业务端当前位置，并于地图数据模块中获得当前位置地图及地图数据和地图上区域对应音乐，视频，文字等多媒体信息链接于业务端加载，并存储到本地数据库或缓存。

具体地说，业务端扫描无线信号中的WIFI信号与蓝牙信号，得到周围的AP列表，其中每个AP都有一个MAC地址或UUID以及RSSI值，第一信号捕捉模块将扫描得到的AP列表发送到服务端，定位模块则根据AP列表中每个AP的MAC地址或UUID到数据库中查找，如果AP列表中超过一定阈值的AP的MAC地址或UUID在数据库中存在，则认为该业务端所在的位置归属于数据库内记录的这些AP所属地图内，在找到的地图内根据AP列表找到一个点，该点的RSSI列表与业务端本次扫描到的RSSI列表最接近，则认为该点就是业务端所处的位置，服务端则会返回该点在地图上的像素坐标，并且定位模块根据该点的位置于地图数据模块找到对应的地图，服务端则会向业务端返回该地图及地图数据和地图上区域对应音乐、视频、文字等多媒体信息链接并于业务端加载，业务端根据服务端返回的像素坐标，在业务端显示的地图图片上对应的像素位置，显示一个标记，表示业务端当前所处位置。

步骤503，第一信号捕捉模块捕捉当前位置的WiFi、蓝牙的信号强度信息，包括WiFi模块和蓝牙(Bluetooth)模块扫描到的所有接入点(Access Point，缩写为AP)的接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication，缩写为RSSI)，并上传到定位模块。

步骤504，定位模块计算出当前地图上实际位置坐标，由区域位置判断模块判定是否业务端区域切换，并将结果通过网络传输模块和实际位置坐标一并传输给业务端。

步骤505，实时导览服务模块根据区域信息向服务端获取该区域对应的视频、音乐、文字等多媒体信息，在业务端播放或显示。

具体地说，区域位置判定模块将每次计算出来的实际地图坐标与之前的位置坐标进行比对，当存在位置变动时，如果变动前业务端不在任何指定的区域内，则查找数据库内的区域表，如果当前位置归属区域表内某个区域，则将该区域的导览信息发送到业务端，如果变动前业务端在某个区域内，则判断变动后的位置是否仍然处于该区域，如是，则保持移动前的导览信息；如否，则查找数据库内的区域表，如果当前位置归属区域表内某个区域，则将该区域的导览信息发送到业务端，否则不发送任何导览信息到业务端。其中导览信息中的导览文字，通过Socket连接由服务端发送到业务端，导览图片、音频文件、视频文件，则由业务端利用HTTP协议从服务端获取。当然，如果当前位置归属某个区域，则显示该区域对应导览信息中的文字和图片，自动播放导览信息中的导览音频，音频播放完一次后停止，用户可按播放按钮重新播放，如果当前位置不归属区域表内任何区域，则显示地图，标记出业务端在地图上的位置。

步骤506，实时位置推算模块根据业务端的传感器信号和从服务端20得到的位置坐标计算出实时位置坐标并通过实时位置显示模块显示在地图上。具体过程如下：

(1)检测步行，当用户步行过程中，加速度传感器的输出值会周期性地变化，当加速度传感器的波形每次回到周期的起始点，则认为用户走了一步；

当然，检测步行的方法，也可以是检测加速度传感器输出值的变化率，当所述变化率达到某一个阀值时，则认为用户走了一步。

其中，加速度变化率＝(T2时刻的加速度－T1时刻的加速度)÷(T2-T1)

上述公式中T1是较早的时刻，T2是较晚的时刻。

(2)计算运动距离＝步行步数×每步步长；-------式1

(3)检测运动方向，这里，运动方向角度α＝2π–(业务端朝向角度+业务端转动角度–(π/2))，其中业务端朝向角度通过地磁传感器输出的值得到，为业务端与地磁正北方的夹角，地磁正北方的角度为0度，并沿顺时针方向增加。如果业务端有陀螺仪传感器，其中业务端转动角度利用从陀螺仪输出的沿手机坐标系Z轴的角速度分量计算得到。所述手机坐标系以垂直于手机屏幕的方向为Z轴，从面向手机屏幕的视角观察，如果手机是以顺时针方向旋转，则所述业务端转动角度为正数，如果手机是以逆时针方向旋转，则所述业务端转动角度为负数。如果业务端无陀螺仪传感器，则所述的业务端转动角度为0；

(4)计算实时位置X坐标＝初始位置X坐标+(运动距离×cos(α))；-------式(2-1)

计算实时位置Y坐标＝初始位置Y坐标+(运动距离×sin(α))。-------式(2-2)

其中实时位置X坐标、实时位置Y坐标、初始位置X坐标和初始位置Y坐标都是真实位置坐标，以地图左下角为坐标原点，以真实度量长度米或厘米为单位，如果定位模块利用WiFi信号与蓝牙信号确定位置后，实时位置推算模块102初次应用式2-1和式2-2计算实时位置，则所述初始位置为定位模块利用WiFi信号与蓝牙信号确定的位置；如果定位模块利用WiFi信号或蓝牙信号确定位置后，实时位置推算模块102已经应用式2-1和式2-2计算过实时位置，则所述初始位置为上一次应用式2-1和式2-2计算出的实时位置。

(5)计算地图坐标转换比例：

地图坐标转换比例＝地图像素宽度÷地图实际宽度；

其中地图实际宽度为旅游景区的实际宽度，以真实度量长度米或厘米为单位，地图像素宽度为旅游景区地图的宽度，以像素为单位。

(6)、计算实时位置像素坐标：

实时位置像素X坐标＝实时位置X坐标×地图坐标转换比例；

实时位置像素Y坐标＝实时位置Y坐标×地图坐标转换比例；

其中实时位置像素X坐标和实时位置像素Y坐标为业务端在地图上的实时位置，以像素为单位。实时位置X坐标和实施位置Y坐标为式2-1和2-2计算出来的结果。

图6为本发明一种基于精准定位导播导览***的数据采集方法的步骤流程图。如图6所示，本发明一种基于精准定位导播导览***的数据采集方法，包括如下步骤：

步骤601，第二信号捕捉模块自动捕捉当前位置的无线信号(例如wifi信号、蓝牙信号)强度信息传送服务端的定位模块，由定位模块计算采集端当前所在的位置；

步骤602；如果定位模块可以计算出该采集端当前所在位置，则通过网络传送地图信息链接至采集端，并进入步骤603；如果定位模块无法计算出采集端当前所在位置，则通知采集端当前位置无匹配的地图，并进入步骤604；

步骤603，采集人员确认地图是否正确，若正确，则进入步骤605，否则进入步骤604；

步骤604，采集端启动地图编辑模块，并将地图数据上传至服务端，由地图数据模块校准地图数据，并通过网络传输地图信息链接到采集端，并进入步骤605；

步骤605，采集端的地图显示模块根据地图信息链接显示地图，并由采集人员根据实际位置设置采集次数，启动第二信号捕捉模块，采集当前位置的WiFi和蓝牙的RSSI列表；

步骤606，采集端的采集数据校准模块校准后采集到的WiFi和蓝牙RSSI列表后发送到服务端的采集模块。

较佳的，于室内时，该采集端通过指南针采集模块将室内入口处的南北朝向发送到该服务端，业务端载入地图后确定室内入口处的南北朝向为当前方向，然后随着地图旋转根据获取指南针与实际指向的夹角矫正当前指南针指方向

综上所述，本发明一种基于精准定位导播导览***、方法及其数据采集方法通过业务端的无线信号实现了业务端的精准定位，并实现了其导播导览、导航等功能，同时通过移动采集端提供给***管理员测试采集使用，提高了本发明定位的精准性，本发明组网成本低、结构简单，适用于展馆、博物馆、商场，也可以适用于景区，既适合游客对在旅游中的导航需要，又能适合盲人等特殊人群在平时生活中导航需要。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (7)

1.一种基于精准定位的导播导览***，其特征在于：该***至少包括业务端与服务端，该业务端为移动终端，包括第一信号捕捉模块、实时位置推算模块、实时位置显示模块、实时导览服务模块以及网络传输模块，该服务端包括定位模块、地图数据模块、区域位置判定模块及采集模块，该第一信号捕捉模块用于捕捉该业务端的无线信号及传感器信号，并通过该网络传输模块上传至该服务端的定位模块，该定位模块根据获得的无线信号定位到该业务端的位置，并根据该业务端的位置于该地图数据模块找到对应的地图，并通过该网络传输模块于该业务端加载当前位置地图及地图数据和地图上区域对应的多媒体信息链接，同时，该定位模块于收到该业务端当前位置的无线信号时，计算出当前地图上的实际位置坐标，并由该区域位置判定模块根据该定位模块获得的位置坐标判定该业务端所在的位置区域，并将判定结果与实际位置坐标通过网络一并传输给该网络传输模块，该网络传输模块将位置区域信息及实际位置坐标数据分别传送给该实时导览服务模块及该实时位置推算模块，该实时导览服务模块根据区域信息向该服务端获取该区域对应的多媒体信息于该业务端播放或显示，该实时位置推算模块根据当前实际位置坐标数据计算出该业务端的实时位置坐标，并通过该实时位置显示模块显示在地图上；其中，

该实时位置推算模块计算实时位置坐标过程如下：

检测步行，根据加速度传感器的输出值确定用户的步行步数；

计算用户的运动距离，其中，运动距离＝步行步数×每步步长；

检测运动方向，该运动方向角度α＝2π–(业务端朝向角度+业务端转动角度–(π/2))，其中业务端朝向角度通过地磁传感器输出的值得到，为业务端与地磁正北方的夹角，地磁正北方的角度为0度，并沿顺时针方向增加，若业务端有陀螺仪传感器，该业务端转动角度利用从陀螺仪输出的沿手机坐标系Z轴的角速度分量计算得到，若业务端无陀螺仪传感器，则该业务端转动角度为0；

计算实时位置，该实时位置X坐标＝初始位置X坐标+(运动距离×cos(α))，该实时位置Y坐标＝初始位置Y坐标+(运动距离×sin(α))，其中，一定时模块利用WiFi信号与蓝牙信号确定位置后，初次应用上式计算实时位置，则所述初始位置为该定时模块利用WiFi信号与蓝牙信号确定的位置，若该定时模块利用WiFi信号或蓝牙信号确定位置后，已经应用上式计算过实时位置，则所述初始位置为上一次计算出的实时位置；

计算地图坐标转换比例，该地图坐标转换比例＝地图像素宽度÷地图实际宽度，其中地图实际宽度为旅游景区的实际宽度，以真实度量长度米或厘米为单位，地图像素宽度为旅游景区地图的宽度，以像素为单位；

计算实时位置像素坐标，该实时位置像素X坐标＝实时位置X坐标×地图坐标转换比例，该实时位置像素Y坐标＝实时位置Y坐标×地图坐标转换比例，其中，该实时位置像素X坐标和实时位置像素Y坐标为业务端在地图上的实时位置，以像素为单位；

该***还包括采集端，该采集端包括第二信号捕捉模块、地图编辑模块、地图显示模块、采集模块、采集数据校准模块以及指南针采集模块，其中该第二信号捕捉模块自动捕捉当前位置的无线信号并传送至该定位模块，若该定位模块可以计算出该采集端当前所在位置，则通过网络传送地图信息链接到该采集端，若该定位模块无法计算出该采集端当前所在位置，则通知该采集端当前位置无匹配的地图；该地图编辑模块于收到当前位置无匹配通知时启动，进行地图数据上传，该服务端的地图数据模块校准地图数据，并通过网络传输地图信息链接到该采集端的地图显示模块；该地图显示模块于接收到地图信息链接时并于确认地图正确时显示地图并由采集人员根据实际位置设置采集次数，启动该第二信号捕捉模块，将当前位置坐标及信号数据一并送入该服务端的采集模块；该采集端的采集模块用于采集用户所处位置的WiFi、蓝牙的无线信号强度信息，包括WiFi模块和蓝牙模块扫描到的所有接入点的接收信号强度指示，并由该采集数据校准模块校准后发送到该服务端的采集模块，于室内时，指南针采集模块将入口处的南北朝向发送到服务端，相应的，该业务端载入地图后确定入口处的南北朝向为当前方向，然后随着地图旋转根据获取指南针与实际指向的夹角矫正当前指南针指向。

2.如权利要求1所述的一种基于精准定位的导播导览***，其特征在于：该第一信号捕捉模块扫描该无线信号中的Wifi信号与蓝牙信号，得到周围的AP列表，并通过该网络传输模块发送至该定位模块，该定位模块根据AP列表中每个AP的MAC地址或者UUID于数据库中查找，如果AP列表中超过一定阈值的AP的MAC地址或者UUID在数据库中存在，则认为该业务端所在的位置归属于数据库内记录的该些AP所属地图内，与找到的地图内所有采集点根据AP列表找到一个点，该点的RSSI列表与该业务端本次扫描到的RSSI列表最接近，则认为该点就是该业务端所处的位置。

3.如权利要求2所述的一种基于精准定位的导播导览***，其特征在于：该区域位置判定模块将每次计算出来的实际地图坐标与之前的位置坐标进行比对，当存在位置变动时，如果变动前该业务端不在任何指定的区域内，则查找数据库内的区域表，如果当前位置归属区域表内某个区域，则将该区域的导览信息发送到该业务端，如果变动前该业务端在某个区域内，则判断变动后的位置是否仍然处于该区域，如是，则保持移动前的导览信息；如否，则查找数据库内的区域表，如果当前位置归属区域表内某个区域，则将该区域的导览信息发送到该业务端，否则不发送任何导览信息到该业务端。

4.如权利要求3所述的一种基于精准定位的导播导览***，其特征在于：如果当前位置归属某个区域，则显示该区域对应导览信息中的文字和图片，自动播放导览信息中的导览音视频；如果当前位置不归属区域表内任何区域，则显示地图，标记出该业务端在地图上的位置。

5.如权利要求4所述的一种基于精准定位的导播导览***，其特征在于：该业务端还包括导航模块，该导航模块根据该业务端的起点位置及目的位置，根据数据库内记录的道路信息，从所有可能的路径中寻找一个最短的路径。

6.一种基于精准定位的导播导览方法及其数据采集方法，包括如下步骤：

步骤一，业务端的第一信号捕捉模块自动捕捉业务端周围的AP列表上传到服务端；

步骤二，定位模块根据获得的AP列表中的MAC信息、UUID信息的其中一种结合RSSI值，定位到业务端当前位置，并于地图数据模块中获得当前位置地图及地图数据和地图上区域对应的多媒体信息链接于业务端加载，并存储到本地存储模块；

步骤三，该第一信号捕捉模块捕捉当前位置的用户所处位置的WiFi、蓝牙的信号强度信息，包括WiFi模块和蓝牙模块扫描到的所有接入点的接收信号强度指示，并上传到定位模块；

步骤四，该定位模块计算出当前地图上实际位置坐标，由区域位置判断模块判定是否业务端区域切换，并将结果通过网络传输模块和实际位置坐标一并传输给业务端；

步骤五，实时导览服务模块根据区域信息向服务端获取该区域对应的多媒体信息，在业务端播放或显示；

步骤六，实时位置推算模块根据业务端的传感器信号和从服务端得到的位置坐标计算出实时位置坐标并通过实时位置显示模块显示在地图上；其中，该实时位置推算模块计算实时位置坐标过程如下：

检测步行，根据加速度传感器的输出值确定用户的步行步数；

计算用户的运动距离，其中，运动距离＝步行步数×每步步长；

检测运动方向，该运动方向角度α＝2π–(业务端朝向角度+业务端转动角度–(π/2))，其中业务端朝向角度通过地磁传感器输出的值得到，为业务端与地磁正北方的夹角，地磁正北方的角度为0度，并沿顺时针方向增加，若业务端有陀螺仪传感器，该业务端转动角度利用从陀螺仪输出的沿手机坐标系Z轴的角速度分量计算得到，若业务端无陀螺仪传感器，则该业务端转动角度为0；

计算实时位置，该实时位置X坐标＝初始位置X坐标+(运动距离×cos(α))，该实时位置Y坐标＝初始位置Y坐标+(运动距离×sin(α))，其中，一定时模块利用WiFi信号与蓝牙信号确定位置后，初次应用上式计算实时位置，则所述初始位置为该定时模块利用WiFi信号与蓝牙信号确定的位置，若该定时模块利用WiFi信号或蓝牙信号确定位置后，已经应用上式计算过实时位置，则所述初始位置为上一次计算出的实时位置；

计算地图坐标转换比例，该地图坐标转换比例＝地图像素宽度÷地图实际宽度，其中地图实际宽度为旅游景区的实际宽度，以真实度量长度米或厘米为单位，地图像素宽度为旅游景区地图的宽度，以像素为单位；

计算实时位置像素坐标，该实时位置像素X坐标＝实时位置X坐标×地图坐标转换比例，该实时位置像素Y坐标＝实时位置Y坐标×地图坐标转换比例，其中，该实时位置像素X坐标和实时位置像素Y坐标为业务端在地图上的实时位置，以像素为单位；

还包括数据采集方法，所述数据采集方法包括如下步骤：

步骤一，采集端的第二信号捕捉模块自动捕捉当前位置的无线信号强度信息送到服务端的定位模块，由定位模块计算采集端当前所在的位置；

步骤二；如果定位模块可以计算出该采集端当前所在位置，则通过网络传送地图信息链接至采集端，并进入步骤三；如果定位模块无法计算出采集端当前所在位置，则通知采集端当前位置无匹配的地图，并进入步骤四；

步骤三，采集人员确认地图是否正确，若正确，则进入步骤五，否则进入步骤四；

步骤四，采集端启动地图编辑模块，并将地图数据上传至服务端，由地图数据模块校准地图数据，并通过网络传输地图信息链接到采集端；

步骤五，采集端的地图显示模块根据地图信息链接显示地图，并由采集人员根据实际位置设置采集次数，启动第二信号捕捉模块，采集当前位置的WiFi和蓝牙的RSSI列表；

步骤六，采集端的采集数据校准模块校准采集到的WiFi和蓝牙RSSI列表后发送到服务端的采集模块。

7.如权利要求6所述的一种基于精准定位的导播导览方法及其数据采集方法，其特征在于：于室内时，该采集端通过指南针采集模块将室内入口处的南北朝向发送到该服务端，业务端载入地图后确定室内入口处的南北朝向为当前方向，然后随着地图旋转根据获取指南针与实际指向的夹角矫正当前指南针指方向。