WO2015113330A1 - 一种利用图像信息码提供校正信息的自主导航*** - Google Patents

一种利用图像信息码提供校正信息的自主导航*** Download PDF

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WO2015113330A1
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module
data
image information
information code
navigation system
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PCT/CN2014/076023
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王博
李冰
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北京融智利达科技有限公司
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    • G01C21/165—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments

Definitions

  • the present invention relates to a navigation system, and more particularly to a navigation system that provides navigation information using image information codes. Background technique
  • Satellite signal failures may occur, such as indoor public places such as shopping malls, or areas where outdoor satellite signals are blocked by obstacles. Where these satellite signals fail, they cannot rely on satellite positioning for navigation.
  • the Chinese invention patent application No. 201210417954.3 discloses a navigation method, apparatus and system based on image information code.
  • the image information code is preset in a key location within the geographical area that needs to be navigated, and the current location information and the direction information are obtained by the information code acquiring unit and the graphic code parsing unit on the navigation device. Then according to the destination, the path acquisition unit can give a planned path. This allows navigation in places where satellite signals are not available indoors.
  • the present invention provides an autonomous navigation system that provides correction information using an image information code.
  • An autonomous navigation system for providing correction information by using an image information code, comprising an image information code preset in a geographical position, and a mobile terminal;
  • the mobile terminal includes an image information code acquisition and analysis module, and an electric a sub-map module;
  • the image information code acquisition parsing module is connected to the electronic map module;
  • the image information code acquisition parsing module acquires current location data and direction data by identifying the image information code;
  • the mobile terminal further includes an electronic compass module and an inertial measurement module; the electronic compass module and the inertial measurement module are respectively connected to the electronic map module;
  • the image information code acquisition parsing module acquires current position data and direction data, initialize the electronic compass module and the inertial measurement module; the electronic compass module and the inertial measurement module according to the mobile terminal measured by itself The mobile data derives current location data and direction data of the mobile terminal; the electronic map module displays the location data and direction data generated by the electronic compass module and the inertial measurement module on a map.
  • the movement data includes a speed and a direction when the mobile terminal moves.
  • the inertial measurement module includes a three-axis gyroscope and a three-axis accelerometer; the output data of the electronic compass module and the output data of the three-axis gyroscope are respectively subjected to quaternion processing to obtain attitude update information; The output data of the three-axis accelerometer is combined with the attitude update information to obtain updated speed data, and the position data and the direction data displayed on the map are obtained. .
  • the pre-processing of the output data of the electronic compass module includes de-polarization filtering; the pre-processing of the output data of the three-axis gyroscope includes low-pass filtering; output data to the three-axis accelerometer The pre-processing includes low pass filtering.
  • the autonomous navigation system further includes a database server, wherein the mobile terminal is connected to the database server through a wireless network; the database server stores useful information corresponding to the image information code; and the database server responds to the request of the mobile terminal, Send the appropriate useful information.
  • the electronic map module gives a path plan based on the current location and the target location.
  • the electronic map module performs constraint processing on the position data and the direction data calculated by the electronic compass module and the inertial measurement module.
  • the prompt information for re-finding the image information code for correction is issued.
  • the image information code includes one of the following information codes: a one-dimensional code, a two-dimensional code, and a graphic code.
  • the image information code includes current location data, direction data, and/or the database server address.
  • an electronic map module on the basis of the existing image information code navigation system, an electronic map module, an electronic compass module and an inertial measurement module are arranged on the mobile terminal.
  • the electronic map module can display the position and orientation data obtained based on the image information code on the map. If the position and direction data obtained by the image information code is used as the initial data, the moved position and direction data (periodically obtained) obtained from the measurement data of the electronic compass module and the inertial measurement module are used as the basis of the real-time navigation information. Displayed on the map. So far, the autonomous navigation system of the present invention can obtain real-time navigation information after leaving the initially positioned image information code position, and can perform effective navigation, thereby achieving the object of the present invention.
  • 1 is a first embodiment of an autonomous navigation system of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a mobile terminal in the embodiment shown in FIG. 1.
  • Figure 3 is a second embodiment of the autonomous navigation system of the present invention.
  • Figure 4 is a flow chart showing the operation of the autonomous navigation system of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of the real-time navigation information outputted by the electronic compass module and the inertial measurement module of the autonomous navigation system of the present invention. detailed description
  • An autonomous navigation system refers to a navigation system that can rely on the navigation device itself (such as the mobile terminal mentioned in the present invention) to provide navigation information without relying on external assistance (such as satellite positioning).
  • the mobile terminal as a navigation device, may be a special handheld mobile device or a similar device such as a smart phone loaded with a specific software.
  • the constraint processing of the data by the electronic map module means that the electronic map module compares the position data and the direction data with the stored map information. If the position data and the direction data deviate from a reasonable path, for example, the position data is in the wall. The position is corrected according to the correction algorithm, and then the correct and reasonable position is displayed on the map (if the position is displayed on the road).
  • An autonomous navigation system that provides correction information using an image information code includes an image information code pre-set at a geographic location and a mobile terminal.
  • the image information code is an image set in a geographical position, such as the image information code set on the wall of a passage in a large shopping mall.
  • the image information code may be a one-dimensional code, a two-dimensional code, or a graphic code.
  • the image information code includes at least data of the current location and data of the direction. The position data is easily acquired because the image information code itself is fixedly disposed at a position, and position data of this position can be set in the image information code in advance.
  • the determining of the direction data may also be calculated: when the mobile terminal reads the image information code, the image information code must be facing, and the operator also faces the image information code. Therefore, the mobile terminal When the image information code is read, its direction data is also determined. Also, the direction data may be set in advance in the image information code. When the mobile terminal reads the image information code set at different positions, the current location data and direction data provided by the image information code can be obtained.
  • FIG 2 shows the principle of the mobile terminal shown in Figure 1.
  • the mobile terminal includes an image information code acquisition parsing module, an electronic map module, an electronic compass module, and an inertial measurement module.
  • the image information code acquisition parsing module, the electronic compass module and the inertial measurement module are respectively connected to the electronic map module.
  • the electronic map module stores the map information in a data manner, and can match the location data in the map information, and through the constraint processing, the specific location information is marked on the map.
  • the electronic map module can give a planned path based on the stored map information and display it on the map.
  • the image information code acquisition parsing module acquires current location data and direction data by identifying the image information code.
  • the image information code acquisition and analysis module generally includes an image acquisition component such as an image capture lens for reading an image information code, and the read image information code is parsed, and the current location data (mobile terminal and operator) is obtained therefrom.
  • Direction data is obtained therefrom.
  • the electronic compass module also called the digital compass, is a module based on electronic technology that uses the geomagnetic field to determine the direction. It is now widely used in smartphones.
  • the inertial measurement module measures the acceleration of travel and integrates the velocity data.
  • the electronic compass module and the inertial measurement module derive the current position data and direction data of the mobile terminal according to the speed and direction of the mobile terminal measured by itself, and output the data to the electronic map module.
  • the submap module is displayed on the map after being constrained. Since the electronic compass module and the inertial measurement module periodically measure and output the position data and the direction data, after the operator leaves the image information code, the position and direction of the traveling process are still displayed in real time on the electronic map module.
  • Figure 5 shows the principle of the real-time navigation information (real-time position and direction) output by the autonomous navigation system's electronic compass module and inertial measurement module.
  • the inertial measurement module includes a three-axis gyroscope and a three-axis accelerometer
  • the electronic compass module includes a three-axis electronic compass.
  • the initialization is that the image information code acquisition parsing module acquires the current position data and the direction data (initialization information) through the image information code, and the inertial measurement module (including the three-axis gyroscope and the three-axis accelerometer) and the electronic compass module (including The three-axis electronic compass is initialized.
  • the initialization information can be corrected as the previous period navigation information to the inertial measurement module and the electronic compass module.
  • the data output from the three-axis gyroscope, the three-axis accelerometer, and the three-axis electronic compass are separately preprocessed.
  • the preprocessing of the data output by the three-axis electronic compass is de-extreme filtering.
  • the three-axis electronic compass signal is susceptible to interference.
  • the output data at a certain time has a large deviation from the output data at the previous time and the latter time, and is called a "wild value". Therefore, in the system application, the de-extreme filtering method is needed to remove the "field value".
  • the de-emphasis filter determines whether the "wild value" is present by setting a threshold (for example, 200% of the data at the previous time).
  • the data after deducting the "field value" is replaced by the arithmetic mean of the data at the previous time and the next time.
  • the preprocessing of the data output by the three-axis gyroscope and the three-axis accelerometer is low-pass filtering.
  • the three-axis gyroscope and the three-axis accelerometer measure the angular velocity and acceleration of the motion, respectively, because the human walking speed is slow, so the high-frequency noise of the two outputs is filtered out by the low-pass filter to complete the preprocessing of the data.
  • the output data of the electronic compass module and the output data of the three-axis gyroscope are subjected to quaternion processing to obtain attitude update information.
  • the quaternion method is prior art and will not be described here. Since the present invention can employ an inertial measurement module with low precision and an electronic compass module, the accuracy of the quaternion method can meet the requirements.
  • the initial value of the quaternion is given by the first step, specifically the direction data, the pitch data, and the roll data given in the first step.
  • the determination of the pitch data and the roll data is based on the following situation: Since the mobile terminal is in a vertical ground state when acquiring the image information code, it is determined that the pitch data and the roll data are data in a horizontal state.
  • the output data of the three-axis accelerometer is subjected to the aforementioned pre-processing and the result of the force coordinate transformation is obtained.
  • the updated speed data is obtained in combination with the posture update information, and the updated position data (autonomous navigation information) displayed on the map is obtained by using the position data of the previous cycle (or the position data obtained by initializing in the first step).
  • the local gravity acceleration value required at this time can be queried according to the local gravity model according to the position data provided in the first step.
  • the force coordinate transformation is prior art and will not be described here.
  • the embodiment shown in Fig. 3 differs from the embodiment shown in Fig. 1 in that a database server is also provided, to which the mobile terminal is connected via a wireless network.
  • the address information of the corresponding database server is also set in the image information code, so that the mobile terminal can establish a connection with the database server.
  • the database server stores useful information for each image information code.
  • the useful information referred to herein may be the position and direction set in the aforementioned image information code, or other information related to the image information code position, for example, a map inside or around the building in which the image information code is located, and nearby Service facilities (toilet, elevator, exit, parking space, etc.), store discount information, advertising information, etc.
  • the database server sends corresponding useful information to the mobile terminal in response to the request of the mobile terminal.
  • FIG. 4 shows the working process of the autonomous navigation system of the present invention. The details are as follows.
  • the mobile terminal After the operator finds the image information code, the mobile terminal acquires the image information code, and the image information code acquisition parsing module in the mobile terminal parses the current position and direction data.
  • the current position and orientation data obtained in the previous step can be used to initialize the electronic compass module and the inertia measurement module. Since the mobile terminal should be in a stationary state when acquiring the image information code, the inertial measurement module is initialized with a speed of zero.
  • the operator searches for and selects a destination on the map provided by the electronic map module, and the electronic map module plans the optimal path according to the current location and displays it on the map.
  • the current location information is obtained and displayed.
  • the inertial measurement module is used to measure the acceleration of the travel, and the speed is obtained after integration.
  • the position information provided by the electronic compass module and the inertial measurement module is used for the dead reckoning to obtain the current position and direction.
  • the electronic map module constrains the position and orientation obtained from the electronic compass module and the inertial measurement module and displays them on the map.
  • step 4 it is determined whether the deviation between the position and direction obtained by the electronic compass module and the inertial measurement module and the optimal path exceeds a threshold (for example, deviated by 10 meters). If the threshold is not exceeded, step 4 is continued, which is achieved. The purpose of displaying real-time navigation information during travel. If the threshold is exceeded, go to step 6.
  • a threshold for example, deviated by 10 meters
  • step 5 If it is determined in step 5 that the deviation between the position and direction obtained by the electronic compass module and the inertial measurement module and the optimal path exceeds the threshold value, a prompt message for re-finding the image information code for correction is issued to prompt the operator to re-execute the first
  • the step is to prompt the operator to find the most recent image information code to correct the deviation.

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Abstract

一种利用图像信息码提供校正信息的自主导航***，包括预先设置在地理位置处的图像信息码、移动终端；其中移动终端包括图像信息码获取解析模块、电子地图模块；该移动终端还包括电子罗盘模块和惯性测量模块；电子罗盘模块和惯性测量模块分别与该电子地图模块连接；电子地图模块将电子罗盘模块和惯性测量模块所产生的位置数据和方向数据在地图上显示。该导航***能够实现获取图像信息码后仍能输出实时导航信息的目的。

Description

说明书
一种利用图像信息码提供校正信息的自主导航*** 技术领域
本发明涉及一种导航***，特别是一种利用图像信息码提供导航信息的导航 ***。 背景技术
利用卫星定位***进行导航在导航技术领域应用广泛。但在一些场合， 会遇 到卫星信号失效的情况，例如商场等室内公共场所， 或室外卫星信号被障碍物遮 挡的区域。 在这些卫星信号失效的地方， 无法依赖卫星定位进行导航。
申请号为 201210417954.3 的中国发明专利申请， 公开了一种基于图像信息 码的导航方法、装置和***。具体的， 是在需要导航的地域范围内的关键位置点 上预先设置图像信息码，通过导航装置上的信息码获取单元和图形码解析单元获 取当前位置信息和方向信息。再根据目的地， 路径获取单元可以给出规划好的路 径。 这就使得在室内这样卫星信号失效的地方， 仍可以进行导航。
上述专利申请公开的技术方仍存在一定的问题：当人们偏离了规划好的路径 时， 由于没有其他参照， 依然会迷路， 这时还需要寻找其他图像信息码进行位置 确定。 由于这套***不能实时给出导航信息， 对于使用者来说， 仍存在很大的问 题。 发明内容
为了解决现有基于图像信息码的导航***存在的不能给出实时导航信息导 致的使用不便， 本发明提供了一种利用图像信息码提供校正信息的自主导航系 统。
本发明的技术方案如下：
一种利用图像信息码提供校正信息的自主导航***，包括预先设置在地理位 置处的图像信息码、移动终端； 所述移动终端包括图像信息码获取解析模块、 电 子地图模块； 所述图像信息码获取解析模块与所述电子地图模块连接； 所述图像 信息码获取解析模块通过识别所述图像信息码获取当前所在位置数据、 方向数 据；
所述移动终端还包括电子罗盘模块和惯性测量模块；所述电子罗盘模块和所 述惯性测量模块分别与所述电子地图模块连接；
当所述图像信息码获取解析模块获取当前位置数据和方向数据后，初始化所 述电子罗盘模块和所述惯性测量模块；所述电子罗盘模块和所述惯性测量模块根 据自身测量的所述移动终端的移动数据推算出所述移动终端当前的位置数据和 方向数据；所述电子地图模块将所述电子罗盘模块和所述惯性测量模块所产生的 所述位置数据和方向数据在地图上显示。
所述移动数据包括所述移动终端移动时的速度、 方向。
所述惯性测量模块包括三轴陀螺仪和三轴加速度计；所述电子罗盘模块的输 出数据、所述三轴陀螺仪的输出数据分别经过预处理后进行四元数法处理得到姿 态更新信息；所述三轴加速度计的输出数据经过预处理后进行比力坐标变换得到 的结果与所述姿态更新信息结合得到更新的速度数据，进而得到所述在地图上显 示的所述位置数据和方向数据。
对所述电子罗盘模块的输出数据的所述预处理包括去极值滤波；对所述三轴 陀螺仪的输出数据的所述预处理包括低通滤波；对所述三轴加速度计的输出数据 的所述预处理包括低通滤波。
所述自主导航***还包括数据库服务器，所述移动终端通过无线网络与所述 数据库服务器连接； 所述数据库服务器对应所述图像信息码存储有用信息； 所述 数据库服务器响应所述移动终端的请求， 发送相应的有用信息。
所述电子地图模块根据当前位置和目标位置给出路径规划。
所述电子地图模块对所述电子罗盘模块和所述惯性测量模块推算出的所述 位置数据和所述方向数据进行约束处理。
当所述位置数据和所述方向数据偏离所述路径规划超出预定值后，则发出重 新寻找图像信息码进行校正的提示信息。
所述图像信息码包括如下信息码之一： 一维码、 二维码、 图形码。
所述图像信息码包括当前位置数据、方向数据和 /或所述数据库服务器地址。 本发明的技术效果：
本发明的技术方案，在现有基于图像信息码导航***的基础上， 在移动终端 上设置电子地图模块、 电子罗盘模块和惯性测量模块。 电子地图模块可以将基于 图像信息码得到的位置和方向数据在地图上显示。如果将通过图像信息码得到的 位置和方向数据作为初始数据，则根据电子罗盘模块和惯性测量模块的测量数据 得到的移动后的位置和方向数据（周期性测量获得）作为实时导航信息的基础在 地图上显示。 至此， 本发明的自主导航***， 在人们离开初始定位的图像信息码 位置后， 仍可以得到实时的导航信息， 可以进行有效的导航， 实现了本发明的目 的。 附图说明
图 1为本发明自主导航***的第一个实施例。
图 2为图 1所示实施例中移动终端的原理图。
图 3为本发明自主导航***的第二个实施例。
图 4为本发明自主导航***的工作流程图。
图 5 为本发明自主导航***电子罗盘模块与惯性测量模块输出实时导航信 息的原理图。 具体实施方式
在对本发明的技术方案进行详细描述之前，对本发明的一些措辞进行统一说 明。
自主导航***是指可以依靠导航设备自身 （例如本发明中所提及的移动终 端）即可给出导航信息，而不必依赖外部帮助（如卫星定位等手段）的导航***。
移动终端， 作为导航设备， 可以是特制的手持移动设备， 也可以是装载了特 定软件的智能手机等类似设备。
电子地图模块对数据的约束处理， 是指电子地图模块将位置数据、方向数据 与存储的地图信息进行比对， 如果位置数据、方向数据偏离了合理的路径， 例如 该位置数据为墙体内的位置，则根据修正算法进行修正，然后在地图上显示正确、 合理的位置 （如该位置在道路上显示）。 以下结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
图 1 显示了本发明一种利用图像信息码提供校正信息的自主导航***的一 个实施例。利用图像信息码提供校正信息的自主导航***， 包括预先设置在地理 位置处的图像信息码和移动终端。 图像信息码是设置在地理位置上的一幅图像， 例如在大型商场中的通道的墙壁上设置的所述图像信息码。所述图像信息码可以 是一维码、二维码或图形码。所述图像信息码中至少包含了当前位置的数据和方 向的数据。位置数据易于获取， 因为上述图像信息码本身就是固定设置在一个位 置，可以预先将这一位置的位置数据设置在所述图像信息码中。所述方向数据的 确定也可以推算出来： 移动终端在读取所述图像信息码时， 必须正对所述图像信 息码， 操作者也会面对所述图像信息码， 因此， 所述移动终端在读取所述图像信 息码时， 其方向数据也是确定的。 同样， 所述方向数据也可以预先设置在所述图 像信息码中。所述移动终端在读取设置在不同位置的所述图像信息码时， 就可以 获得所述图像信息码所提供的当前所在位置数据和方向数据。
图 2显示了图 1所示移动终端的原理。移动终端包括图像信息码获取解析模 块、 电子地图模块、 电子罗盘模块和惯性测量模块。 图像信息码获取解析模块、 电子罗盘模块和惯性测量模块分别与电子地图模块连接。
电子地图模块以数据方式存储地图信息，并能将位置数据在地图信息中进行 匹配， 通过约束处理， 在地图上标示出具***置信息。 另外， 给电子地图模块输 入目标位置后， 电子地图模块能够根据存储的地图信息给出规划好的路径， 并在 地图上显示。
图像信息码获取解析模块通过识别所述图像信息码获取当前所在位置数据、 方向数据。 图像信息码获取解析模块一般包括摄像镜头等图像获取元件， 用于对 图像信息码进行读取， 读取后的图像信息码被进行解析， 从中获取（移动终端及 操作者） 当前所在位置数据、 方向数据。
电子罗盘模块也叫数字指南针，是基于电子技术制作的利用地磁场来定方向 的一种模块， 现在一般在智能手机中得到广泛应用。
惯性测量模块可以测量行进的加速度， 积分后得到速度数据。
电子罗盘模块和惯性测量模块根据自身测量的移动终端的速度、方向推算出 移动终端当前的位置数据和方向数据， 并将这些数据输出给电子地图模块， 由电 子地图模块进行约束处理后在地图上显示。由于电子罗盘模块和惯性测量模块会 周期性进行测量并输出位置数据和方向数据，在操作者离开图像信息码后， 在电 子地图模块上仍会实时显示行进过程中所处的位置和方向。
图 5 显示了自主导航***电子罗盘模块与惯性测量模块输出实时导航信息 (实时位置和方向）的原理。惯性测量模块包括三轴陀螺仪和三轴加速度计， 电 子罗盘模块包括三轴电子罗盘。
第一，初始化是图像信息码获取解析模块通过图像信息码获取当前位置数据 和方向数据（初始化信息）后， 对惯性测量模块（包括三轴陀螺仪和三轴加速度 计）和电子罗盘模块（包括三轴电子罗盘）进行初始化。 当惯性测量模块和电子 罗盘模块获得的自主导航信息（位置数据和方向数据）需要校正时， 所述初始化 信息又可以作为前一周期导航信息对惯性测量模块和电子罗盘模块进行校正。
第二， 需要分别对三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴电子罗盘输出的数据进 行预处理。
对三轴电子罗盘输出的数据进行的预处理是去极值滤波。三轴电子罗盘信号 容易受到干扰， 在某时刻的输出数据与前一时刻、 后一时刻输出数据偏差很大， 称之为 "野值"。 因此在***应用中， 需要采用去极值滤波方法去除 "野值"。 去 极值滤波器通过设定阈值 （例如上一时刻数据的 200% ) 来判断 "野值"是否出 现。 扣除 "野值"后的数据替换为上一时刻和下一时刻数据的算术平均值。
对三轴陀螺仪和三轴加速度计输出的数据进行的预处理是低通滤波。三轴陀 螺仪和三轴加速度计分别测量运动的角速度和加速度， 因为人步行速度较慢， 因 此通过低通滤波器滤除掉这两者输出的高频噪声， 完成数据的预处理。
第三， 经过上述预处理的电子罗盘模块的输出数据、三轴陀螺仪的输出数据 进行四元数法处理得到姿态更新信息。 四元数法为现有技术， 在此不再赘述。 由 于本发明可以采用精度较低的惯性测量模块与电子罗盘模块，四元数法的精度已 经能够满足要求。其中四元数的初始值由第一步骤给出， 具体的是第一步骤中给 出的方向数据、 俯仰数据、 横滚数据。 其中， 俯仰数据和横滚数据的确定基于以 下情况： 由于移动终端在获取图像信息码时处于垂直地面状态， 因此， 确定俯仰 数据和横滚数据为水平状态下的数据。
三轴加速度计的输出数据经过前述预处理后进行比力坐标变换得到的结果 与所述姿态更新信息结合得到更新的速度数据，利用前一周期的位置数据（或第 一步骤中初始化所得到的位置数据）进而得到在地图上显示的更新位置数据（自 主导航信息）。 此时所需要的当地重力加速度数值可以根据第一步骤提供的位置 数据依据当地重力模型查询到。 比力坐标变换为现有技术， 在此不再赘述。
图 3显示的实施例与图 1显示的实施例不同之处在于：还设置有数据库服务 器， 移动终端通过无线网络与所述数据库服务器连接。相应的， 在图像信息码中 还设置了对应的数据库服务器的地址信息，以便移动终端能与数据库服务器建立 连接。数据库服务器对应每个图像信息码存储有用信息。这里所说的有用信息可 以是将前述图像信息码中设置的位置和方向，还可以是其他与图像信息码位置相 关的信息， 例如， 图像信息码所在建筑物内部或周边的地图， 以及附近的服务设 施 （卫生间、 电梯、 出口、 车位等）、 店面优惠信息、 广告信息等。 数据库服务 器响应移动终端的请求， 向该移动终端发送相应的有用信息。
图 4显示了本发明自主导航***的工作过程。 在此详细说明如下。
1、 拍摄图像信息码， 获得当前位置和方向数据。
操作者寻找到图像信息码后， 持有移动终端获取图像信息码， 进而移动终端 中的图像信息码获取解析模块解析出当前位置和方向数据。
2、 初始化电子罗盘模块和惯性测量模块， 在地图上显示当前位置。
前一步骤中获取的当前位置和方向数据可以用来初始化电子罗盘模块和惯 性测量模块。 由于获取图像信息码时移动终端应当处于静止状态， 因此， 以速度 为零来初始化惯性测量模块。
3、 搜索目的地， 规划最优路径， 开始导航。
操作者在电子地图模块提供的地图上搜索并选定目的地，电子地图模块根据 当前位置规划处最优路径， 并在地图上显示。
4、 利用航位推算和电子地图约束， 获得当前位置信息并显示。
利用惯性测量模块测量行进的加速度，积分后得到速度， 同时利用电子罗盘 模块和惯性测量模块提供的方向信息进行航位推算，得到当前位置和方向。 电子 地图模块对从电子罗盘模块和惯性测量模块得到的位置和方向进行约束处理，并 在地图上显示。
5、 位置信息与最优路径是否存在较大偏差。 由于受限于电子罗盘模块和惯性测量模块的成本，其精度较低， 航位推算会 累积精度低导致的偏差， 最终导致偏差较大。
本步骤判断电子罗盘模块和惯性测量模块得到的位置和方向与所述最优路 径的偏差是否超过阈值（例如偏离了 10米）， 如果没有超过阈值， 继续执行步骤 4， 这也就实现了在行进过程中显示实时导航信息的目的。 如果超过阈值， 则执 行步骤 6。
6、 发出重新寻找图像信息码进行校正的提示信息。
若在步骤 5 中判断电子罗盘模块和惯性测量模块得到的位置和方向与所述 最优路径的偏差超过阈值， 则发出重新寻找图像信息码进行校正的提示信息， 以 提示操作者重新执行第 1步骤，即提示操作者寻找最近的图像信息码进行纠正出 现的偏差。
值得注意的是， 以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并非因此限定本发明的 专利保护范围，本发明还可以采用等同技术进行替换。故凡运用本发明的说明书 及图示内容所作的等效变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包 含于本发明所涵盖的范围内。

Claims

权利要求书
1、 一种利用图像信息码提供校正信息的自主导航***， 包括预先设置在地 理位置处的图像信息码、移动终端；所述移动终端包括图像信息码获取解析模块、 电子地图模块； 所述图像信息码获取解析模块与所述电子地图模块连接； 所述图 像信息码获取解析模块通过识别所述图像信息码获取当前所在位置数据、方向数 据； 其特征在于：
所述移动终端还包括电子罗盘模块和惯性测量模块；所述电子罗盘模块和所 述惯性测量模块分别与所述电子地图模块连接；
当所述图像信息码获取解析模块获取当前位置数据和方向数据后，初始化所 述电子罗盘模块和所述惯性测量模块；所述电子罗盘模块和所述惯性测量模块根 据自身测量的所述移动终端的移动数据推算出所述移动终端当前的位置数据和 方向数据；所述电子地图模块将所述电子罗盘模块和所述惯性测量模块所产生的 所述位置数据和方向数据在地图上显示。
2、 根据权利要求 1所述自主导航***， 其特征在于： 所述移动数据包括所 述移动终端移动时的速度、 方向。
3、 根据权利要求 1或 2所述自主导航***， 其特征在于： 所述惯性测量模 块包括三轴陀螺仪和三轴加速度计； 所述电子罗盘模块的输出数据、所述三轴陀 螺仪的输出数据分别经过预处理后进行四元数法处理得到姿态更新信息；所述三 轴加速度计的输出数据经过预处理后进行比力坐标变换得到的结果与所述姿态 更新信息结合得到更新的速度数据，进而得到所述在地图上显示的所述位置数据 和方向数据。
4、 根据权利要求 3所述自主导航***， 其特征在于： 对所述电子罗盘模块 的输出数据的所述预处理包括去极值滤波；对所述三轴陀螺仪的输出数据的所述 预处理包括低通滤波；对所述三轴加速度计的输出数据的所述预处理包括低通滤 波。
5、根据权利要求 1所述自主导航***， 其特征在于： 还包括数据库服务器， 所述移动终端通过无线网络与所述数据库服务器连接；所述数据库服务器对应所 述图像信息码存储有用信息； 所述数据库服务器响应所述移动终端的请求， 发送 相应的有用信息。
6、 根据权利要求 1所述自主导航***， 其特征在于： 所述电子地图模块根 据当前位置和目标位置给出路径规划。
7、 根据权利要求 6所述自主导航***， 其特征在于： 所述电子地图模块对 所述电子罗盘模块和所述惯性测量模块推算出的所述位置数据和所述方向数据 进行约束处理。
8、 根据权利要求 7所述自主导航***， 其特征在于： 当所述位置数据和所 述方向数据偏离所述路径规划超出预定值后，则发出重新寻找图像信息码进行校 正的提示信息。
9、 根据权利要求 1所述自主导航***， 其特征在于： 所述图像信息码包括 如下信息码之一： 一维码、 二维码、 图形码。
10、根据权利要求 1所述自主导航***， 其特征在于： 所述图像信息码包括 当前位置数据、 方向数据和 /或所述数据库服务器地址。
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