【摘要】：為了適應(yīng)不斷增長的人口密度以及高速現(xiàn)代化的進程,現(xiàn)代的新型建筑不僅多功能化而且內(nèi)部結(jié)構(gòu)相當復雜。在這樣內(nèi)部環(huán)境比較復雜的大型建筑中活動時,人們往往需要花費較長的時間來定位自己的位置和尋找目標位置。盡管利用GPS進行實時地室外導航的衛(wèi)星定位系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,但是由于受到衛(wèi)星信號無法穿透建筑物等因素的限制,同樣的導航方法并不能被直接遷移到室內(nèi)環(huán)境的導航應(yīng)用中。因此近年來,專家學者研究了許多室內(nèi)定位與導航的技術(shù)與解決方案,但是目前可行的室內(nèi)定位技術(shù)還存在物力成本高或者定位范圍有限等難題。為了方便人們在大型建筑中快捷地找到自己的目的地,本文提出了一個可行的適合于室內(nèi)定位與導航的代替方法。該方法是基于移動設(shè)備例如內(nèi)置加速度計的智能手機來實現(xiàn)的。應(yīng)用該導航方法主要包括以下幾個步驟：1、構(gòu)建表示建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)與布局的三維結(jié)點弧段網(wǎng)絡(luò)模型作為定位與導航的空間參考,該網(wǎng)絡(luò)包含點要素以及線要素的空間位置信息、屬性信息以及各點線要素之間的拓撲關(guān)系；2、基于最短路徑算法由用戶輸入當前位置作為導航的起始位置,輸入目標位置作為導航的終止位置并輸入路徑限制條件以調(diào)整路徑上的阻抗值,從而得到初始的最短路徑；3、當用戶根據(jù)導航信息行進時,基于計步器原理計算用戶的位移,并根據(jù)該位移和路段的初始位置的坐標來計算用戶的當前位置并實時顯示在路線圖上。通過以上步驟,該方法實現(xiàn)了在室內(nèi)環(huán)境中實時地跟蹤用戶的位置并將導航信息適時地提供給用戶。為了驗證本文所提出這個半自動的室內(nèi)定位與導航方法的可行性與有效性,本文設(shè)計并實現(xiàn)了一個用于室內(nèi)導航的Android手機應(yīng)用程序。以學院主樓數(shù)據(jù)為例,構(gòu)建該主樓的三維網(wǎng)絡(luò)模型,并結(jié)合二維碼編碼技術(shù)和識別技術(shù)來存儲和獲取自定義的定位點信息,然后應(yīng)用上述方法,在建筑物內(nèi)部實現(xiàn)從當前位置到目標位置的導航。實驗結(jié)果表明,本文提出的方法簡單可行,并且導航路徑準確,導航信息容易被理解。
[Abstract]:In order to adapt to the increasing population density and the process of high speed modernization, the modern architecture is not only multifunctional, but also has complex internal structure. When people move in large buildings with complex interior environment, it takes a long time to locate their own position and find the target position. Although the satellite positioning system using GPS for real time outdoor navigation has been widely used, it is restricted by the fact that the satellite signal can not penetrate the buildings. The same navigation method can not be directly migrated to indoor environment navigation applications. Therefore, in recent years, experts and scholars have studied many indoor positioning and navigation technology and solutions, but the current feasible indoor positioning technology still has high material cost or limited positioning scope. In order to facilitate people to find their destination quickly in large buildings, this paper presents a feasible alternative method for indoor positioning and navigation. The method is based on mobile devices such as smart phones with built-in accelerometers. The application of this navigation method mainly includes the following steps: 1. A three-dimensional nodal arc network model representing the internal structure and layout of a building is constructed as a spatial reference for location and navigation. The network includes the spatial position information of the point element and the line element, the attribute information and the topological relation between the points and line elements. 2. Based on the shortest path algorithm, the user input the current position as the starting position of navigation, the target position as the terminal position of navigation and the path restriction condition to adjust the impedance value of the path, so as to obtain the initial shortest path; 3. When the user travels according to the navigation information, the displacement of the user is calculated based on the principle of the pedometer, and the current position of the user is calculated according to the coordinates of the displacement and the initial position of the section and displayed on the road map in real time. Through the above steps, the method realizes the real-time tracking of the user's position in the indoor environment and provides the navigation information to the user in good time. In order to verify the feasibility and effectiveness of this semi-automatic indoor positioning and navigation method, a Android mobile phone application for indoor navigation is designed and implemented in this paper. Taking the data of the main building of the college as an example, the three-dimensional network model of the main building is constructed, and the information of the self-defined positioning point is stored and obtained by combining the two-dimensional code coding technology and the recognition technology, and then the above methods are applied. Navigation from the current position to the target position is implemented inside the building. The experimental results show that the proposed method is simple and feasible, and the navigation path is accurate and the navigation information is easy to understand.
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.53

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1 本報記者 馬靜t，

本文編號：2369344