CN105716608A - 一种建筑物内活动轨迹的定位显示方法 - Google Patents

Abstract

一种建筑物内活动轨迹的定位显示方法，包括以下步骤：1)定位开始时，在智能终端导入该建筑物的室内地图信息，通过智能终端的气压传感器获取各位置的大气压P，记录初始位置点坐标(X₀，Y₀)以及初始位置点的方向angle；2)通过公式计算得出建筑物基层海拔高度A₀和实时海拔高度A₁，利用公式，得出实时楼层高度F；3)根据以下公式计算出智能终端持有人的每个步行轨迹，获得行径过程中的轨迹集合，并将步行的轨迹显示在室内地图上；根据以上公式依次计算出后一步的位置坐标点，到室内定位结束，位置点(x_i,y_i)的集合即为活动轨迹。与现有技术相比，本发明的优点有：成本低、准确率高、使用方便、扩展性强。

Description

一种建筑物内活动轨迹的定位显示方法

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，具体涉及一种建筑物内活动轨迹的定位显示方法。

背景技术

现实生活中占地面积大、房间多的建筑物越来越多，且楼层越来越高，由于室内标识不清楚，对建筑物室内结构不清楚的人员，在走动一段时间后往往不知道自己所在的准确位置，以及如何到达目标位置，此时建筑物内部定位则显得尤为重要。

现有技术主要是通过GPS来实现人员的定位，在范围较大的地理环境中GPS是比较实用的定位工具，但是建筑物的经纬度范围都很小，通常用GPS定位不能准确定位人员室内位置，且在网络信号不稳定的建筑物内，GPS定位不能产生作用。

室内定位的工作中需要一款便携且可离线工作、定位准确的工具。传统定位无法达到高精度与低成本，因此提供一种高精度、低定位成本的智能终端建筑物内部定位方法尤为重要。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在不足，本发明的目的是提供一种建筑物内活动轨迹的定位显示方法，解决现有技术中存在传统定位无法不能准确定位人员室内位置，无法达到高精度与低成本的问题。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种建筑物内活动轨迹的定位显示方法，包括以下步骤：

1)定位开始时，在智能终端导入该建筑物的室内地图信息，通过智能终端的气压传感器获取各位置的大气压P，记录初始位置点坐标(X₀，Y₀)以及初始位置点的方向angle；

2)通过公式1计算得出建筑物基层海拔高度A₀和实时海拔高度A₁，P₀为标准大气压1013.25hPa；

$A=44330000*\[1-{\left(\frac{P}{P_0}\right)}^{\frac{1}{5255}}\]$ 公式1

利用公式2，得出实时楼层高度F，

F＝(A₁-A₀)/H+1公式2

式中，H为建筑物的实际层高，公式2计算结果四舍五入，取整数；

3)根据以下公式计算出智能终端持有人的每个步行轨迹，获得行径过程中的轨迹集合，并将步行的轨迹显示在室内地图上；

direction1为前一个脚步对应的角度，direction2为后一个脚步对应的角度，当direction1较direction2变化的角度θ大于0时，即确定行人发生了转弯动作，为向左转，后一步轨迹坐标为：

X_i＝X_i-1－dis*scale*sin(π/2*angle－θ)；公式3

Y_i＝Y_i-1－dis*scale*cos(π/2*angle－θ)；公式4

当direction1较direction2变化的角度θ小于0时，即确定行人发生了转弯动作，为向右转，后一步轨迹坐标为：

X_i＝X_i-1+dis*scale*sin(π/2*angle－θ)；公式5

Y_i＝Y_i-1+dis*scale*cos(π/2*angle－θ)；公式6

式中，方位角θ由陀螺仪实时获取，距离dis由计步器获得，scale为室内地图的比例尺，i为步数，>0，X，Y为位置坐标，angle＝0、1、2、3，0为北，1为东，2为南，3为西；

根据以上公式依次计算出后一步的位置坐标点，到室内定位结束，位置点(x_i,y_i)的集合即为活动轨迹。

所述的建筑物内活动轨迹的定位显示方法，所述的室内地图为矢量地图。

所述的建筑物内活动轨迹的定位显示方法，所述的angle值的确定方法为：当某一脚步对应的方位角θ，小于阈值67度或者大于阈值337度时确定angle为0；当θ大于阈值67度并且小于阈值157度时确定angle为1；当θ大于阈值157度并且小于阈值247度时确定angle为2；当θ大于阈值247度并且小于阈值3377度时确定angle为3。

所述的建筑物内活动轨迹的定位显示方法，所述的scale的比例为1:5000～50000。

所述的建筑物内活动轨迹的定位显示方法，所述的智能终端包括显示器、处理器、存储器、气压传感器、GPS***、陀螺仪、计步器以及输入端，所述的显示器、存储器、气压传感器、GPS***、陀螺仪、计步器以及输入端均与处理器相连，室内地图由输入端导入智能终端并存储在存储器中，气压传感器、GPS***、陀螺仪和计步器实时将获得的对应数据传输给处理器，并在存储器中记录和存储，数据经处理器处理后显示在显示器中。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点有：成本低、准确率高、使用方便、扩展性强。

附图说明

图1是智能终端的结构示意图。

图2是在建筑内一层活动轨迹图。

图3是在建筑内三层活动轨迹图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明具体详细说明。

实施例1

如图1所示，建筑物内活动轨迹的定位显示方法使用的智能终端，主要结构部件包括显示器、处理器、存储器、气压传感器、GPS***、陀螺仪、计步器以及输入端，显示器、存储器、气压传感器、GPS***、陀螺仪、计步器以及输入端均与处理器相连，室内地图由输入端导入智能终端并存储在存储器中，气压传感器、GPS***、陀螺仪和计步器实时将获得的对应数据传输给处理器，并在存储器中记录和存储，数据经处理器处理后显示在显示器中。

上述显示器可为TFT液晶显示屏、UFB液晶显示屏、STN屏幕等；处理器可为ARM处理器、intel处理器等；存储器存储容量不小于10M；气压传感器可为数字气压传感器；输入端可为机械键盘或触摸式键盘。

实施例2

采用实施例1所述的智能终端，进行建筑物内活动轨迹的定位显示，步骤如下：

1)定位开始时，在智能终端导入该建筑物的室内地图信息；通过气压传感器获取待定位的当前位置大气压P，记录初始位置点坐标(X₀，Y₀)以及初始位置点的方向angle。

2)通过公式1计算得出建筑物基层海拔高度A₀和实时海拔高度A₁，

$A=44330000*\[1-{\left(\frac{P}{P_0}\right)}^{\frac{1}{5255}}\]$ 公式1

P₀为标准大气压1013.25hPa，当P为建筑物基层气压时，计算获得建筑物基层海拔高度A₀，当P为智能终端气压时，计算获得智能终端实时海拔高度A₁

利用公式2，得出实时楼层高度F，

F＝(A₁-A₀)/H+1公式2

式中，H为建筑物的实际层高；计算结果四舍五入，取整数。

3)根据以下公式计算出智能终端持有人的每个步行轨迹，获得行径过程中的轨迹集合，并将步行的轨迹显示在室内地图上；

direction1为前一个脚步对应的角度，direction2为后一个脚步对应的角度，当direction1较direction2变化的角度θ大于等于0时，即确定行人发生了向左转弯或直行动作，后一步轨迹坐标为：

X_i＝X_i-1－dis*scale*sin(π/2*angle－θ)；公式3

Y_i＝Y_i-1－dis*scale*cos(π/2*angle－θ)；公式4

当direction1较direction2变化的角度θ小于0时，即确定行人发生了转弯动作，为向右转，后一步轨迹坐标为：

X_i＝X_i-1+dis*scale*sin(π/2*angle－θ)；公式5

Y_i＝Y_i-1+dis*scale*cos(π/2*angle－θ)；公式6

式中，方位角θ由陀螺仪实时获取，距离dis由计步器获得，scale为室内地图的比例尺，i为步数，i>0，X，Y为位置坐标，angle＝0、1、2、3；0为北，1为东，2为南，3为西；

根据以上公式依次计算出后一步的位置坐标点，直到室内定位结束，位置点(x_i,y_i)的集合即为活动轨迹。

实施例3

在北纬32.0938°，东经118.7894°，南京市鼓楼区中央路某广场使用实施例1中的智能装置以及实施例2中的方法，进行建筑物内活动轨迹的定位。

该广场共17层楼高，定位开始时，在智能终端导入该广场1-17层的室内矢量地图。

智能终端持有人在一楼进行活动，此时，气压传感器获取一楼的大气压P＝1014.1hPa，记录初始位置点坐标(X₀，Y₀)以及初始位置点的方向angle。

根据实施例2中的公式1，计算出一层A₀＝-7.07m。由于该建筑一层即为基层，因此，A₁＝A₀，利用公式2，得出实时楼层高度F＝1，即***识别该工作人员位于该广场的一楼，随即调出一楼的室内矢量地图进行定位。

根据以下公式计算出智能终端持有人的每个步行轨迹，获得行径过程中的轨迹集合，并将步行的轨迹显示在室内地图上；

direction1为前一个脚步对应的角度，direction2为后一个脚步对应的角度，当direction1较direction2变化的角度θ大于0时，即确定行人发生了转弯动作，为向左转，后一步轨迹坐标为：

X_i＝X_i-1－dis*scale*sin(π/2*angle－θ)；

Y_i＝Y_i-1－dis*scale*cos(π/2*angle－θ)；

当direction1较direction2变化的角度θ小于0时，即确定行人发生了转弯动作，为向右转，后一步轨迹坐标为：

X_i＝X_i-1+dis*scale*sin(π/2*angle－θ)；

Y_i＝Y_i-1+dis*scale*cos(π/2*angle－θ)；

式中，方位角θ由陀螺仪实时获取，距离dis由计步器获得，scale为室内地图的比例尺，i为步数，i>0，X，Y为位置坐标，angle＝0、1、2、3；0为北，1为东，2为南，3为西；

根据以上公式依次计算出后一步的位置坐标点，直到室内定位结束。如图2所示，虚线即为工作人员的活动轨迹。

再上到该广场三层，通过气压传感器获取三楼的大气压P＝1012.8hPa，根据实施例2中的公式1，计算出A₁＝3.74m。该广场实际层高5.2m，利用公式2计算得出实时楼层高度F＝3，即***识别该工作人员位于该广场的三楼，随即调出三楼的室内矢量地图进行定位。

通过公式3-6计算出工作人员每一步的位置，如图3所示，虚线为该工作人员在三楼的活动轨迹。

Claims (5)

1.一种建筑物内活动轨迹的定位显示方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)定位开始时，在智能终端导入该建筑物的室内地图信息，通过智能终端的气压传感器获取各位置的大气压P，记录初始位置点坐标(X₀，Y₀)以及初始位置点的方向angle；

2)通过公式1计算得出建筑物基层海拔高度A₀和实时海拔高度A₁，P₀为标准大气压1013.25hPa；

$A=44330000*\[1-{\left(\frac{P}{P_0}\right)}^{\frac{1}{5255}}\]$ 公式1

利用公式2，得出实时楼层高度F，

F＝(A₁-A₀)/H+1公式2

式中，H为建筑物的实际层高，公式2计算结果四舍五入，取整数；

3)根据以下公式计算出智能终端持有人的每个步行轨迹，获得行径过程中的轨迹集合，并将步行的轨迹显示在室内地图上；

direction1为前一个脚步对应的角度，direction2为后一个脚步对应的角度，当direction1较direction2变化的角度θ大于0时，即确定行人发生了转弯动作，为向左转，后一步轨迹坐标为：

X_i＝X_i-1－dis*scale*sin(π/2*angle－θ)；公式3

Y_i＝Y_i-1－dis*scale*cos(π/2*angle－θ)；公式4

当direction1较direction2变化的角度θ小于0时，即确定行人发生了转弯动作，为向右转，后一步轨迹坐标为：

X_i＝X_i-1+dis*scale*sin(π/2*angle－θ)；公式5

Y_i＝Y_i-1+dis*scale*cos(π/2*angle－θ)；公式6

式中，方位角θ由陀螺仪实时获取，距离dis由计步器获得，scale为室内地图的比例尺，i为步数，>0，X，Y为位置坐标，angle＝0、1、2、3，0为北，1为东，2为南，3为西；

根据以上公式依次计算出后一步的位置坐标点，到室内定位结束，位置点(x_i,y_i)的集合即为活动轨迹。

2.根据权利要求1所述的建筑物内活动轨迹的定位显示方法，其特征在于，所述的室内地图为矢量地图。

3.根据权利要求1所述的建筑物内活动轨迹的定位显示方法，其特征在于，所述的angle值的确定方法为：当某一脚步对应的方位角θ，小于阈值67度或者大于阈值337度时确定angle为0；当θ大于阈值67度并且小于阈值157度时确定angle为1；当θ大于阈值157度并且小于阈值247度时确定angle为2；当θ大于阈值247度并且小于阈值3377度时确定angle为3。

4.根据权利要求1所述的建筑物内活动轨迹的定位显示方法，其特征在于，所述的scale的比例为1:5000～50000。

5.根据权利要求1所述的建筑物内活动轨迹的定位显示方法，其特征在于，所述的智能终端包括显示器、处理器、存储器、气压传感器、GPS***、陀螺仪、计步器以及输入端，所述的显示器、存储器、气压传感器、GPS***、陀螺仪、计步器以及输入端均与处理器相连，室内地图由输入端导入智能终端并存储在存储器中，气压传感器、GPS***、陀螺仪和计步器实时将获得的对应数据传输给处理器，并在存储器中记录和存储，数据经处理器处理后显示在显示器中。