基于大数据的室内电子地图绘制和导航方法及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及室内电子地图绘制及精确导航技术，特别是一种基于大数据的室内电子地图绘制和导航方法及其系统。
【背景技术】
[0002]近些年来，随着楼宇数量的快速增加，室内电子地图和定位导航的需求也不断增大。而且由于楼宇数量过于庞大，通过现有的人工测绘存在成本高、耗时长等问题。
[0003]目前，基于GPS定位的室外地图测绘和导航技术已经十分成熟。但是，GPS在室内精度明显下降，有时甚至处于信号空白地带，根本无法正常使用。现有的室内定位技术主要有两种:基于无线局域网络和基于自包含传感器。
[0004]基于局域网络的有红外线、W1-F1、UWB、RFID、ZigBee等，由于需要进行设备部署，费时费力，不适合用做大量建筑室内地图绘制的航迹记录。
[0005]申请号为201410415407.0的发明专利公开了一种智能手机室内定位方法，该方法基于自包含传感器的航位推算获得行人位置，进而得到行人在室内的航迹；但是该定位方法需要磁场地图进行匹配否则无法保证定位精度，室内的磁场地图极易发生变化，导致定位不准，而且磁场地图并不直观。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种基于大数据的室内电子地图绘制和导航方法及其系统。
[0007]实现本发明目的的技术方案为:一种基于大数据的室内电子地图绘制和导航方法，该方法包括:
[0008]智能手机采集GPS信号，根据定位的经度或者玮度的变化判断用户是否进入室内；
[0009]智能手机采集加速度和方位信息，根据行人航位推算获得行人的定位和航迹信息;
[0010]将定位和航迹信息发送给服务器，服务器通过信息融合算法生成惯性地图集，根据用户请求返回定位导航信息。
[0011]进一步的，智能手机根据GPS信号前后两次定位的经度或者玮度的变化是否大于0.001度判断用户在室内或室外。
[0012]进一步的，所述信息融合算法为基于卡尔曼滤波的信息融合算法。
[0013]进一步的，所述定位导航信息为根据Dijkstra算法得到的最短路径。
[0014]一种基于大数据的室内电子地图绘制和导航系统，包括智能手机和服务器，其中智能手机包括:
[0015]GPS信号模块，用于采集GPS信号；
[0016]传感器模块，用于采集加速度和方位信息；
[0017]数据处理模块，用于根据加速度和方位信息采用行人航位推算获得行人的定位和航迹信息；
[0018]手机通信模块，用于与服务器无线通信，将定位和航迹信息发送给服务器，同时接收服务器发送给用户的定位导航信息；
[0019]定位导航显示模块，用于显示定位导航信息，同时获取用户的定位导航请求。
[0020]进一步的，所述服务器包括:
[0021]服务器通信模块，用于接收手机通信模块发送的定位和航迹信息或者定位导航请求，向用户发送定位导航信息；
[0022]地图服务器，接收通信模块发来的用户定位和航迹信息或定位导航请求，通过信息融合算法生成惯性地图集，根据用户请求返回定位导航信息；
[0023]数据库模块，用于存储用户的信息和地图服务器生成的惯性地图集。
[0024]基于Web的管理界面，用于操作生成的惯性地图和管理用户信息。
[0025]进一步的，所述服务器为阿里云服务器。
[0026]进一步的，所述传感器模块包括加速度传感器、陀螺仪和磁力传感器。
[0027]进一步的，所述信息融合算法为基于卡尔曼滤波的信息融合算法。
[0028]进一步的，所述定位导航信息为根据Dijkstra算法得到的最短路径。
[0029]本发明与现有技术相比，其显著优点为:
[0030](I)本发明通过大数据挖掘和信息融合技术解决了目前电子地图绘制方法的高成本、低效率问题；
[0031](2)本发明仅通过智能手机自包含传感器，不需要进行其他无线设备的部署，使得室内定位更加便捷，并且降低了定位成本；
[0032](3)本发明通过惯性导航结合自主绘制惯导地图的导航方式为现有室内导航技术增加一种新的解决方案；
[0033](4)本发明利用生成惯导地图的定位方法，使得室内定位精度更加准确；
[0034](5)本发明将信息数据库和地图数据库分开处理，使得定位导航任务处理速度更快；
[0035](6)本发明的室内地图绘制以及导航方法基于大量惯性定位数据，使得获得的地图数据更加直观和精确，同时，随着样本数目的增加定位精度将会更加准确；外来访问人员通过自身位置推算，结合已有的室内惯导地图，便可以确定出自己所在位置和完成室内导航。
【附图说明】
[0036]图1为本发明基于大数据的室内电子地图绘制及导航系统的结构框图。
[0037]图2为本发明实施例的用户定位结果示意图。
[0038]图3为本发明实施例的所有用户运动轨迹图。
[0039]图4为本发明实施例中采用信息融合算法处理后的运动轨迹图。
[0040]图5为本发明实施例生成的惯性导航地图。
[0041]图6为本发明实施例中系统发给访客的路线地图。
[0042]图7为本发明实施例中访客根据惯性导航地图到达目的地的示意图。
【具体实施方式】
[0043]结合图1，本发明的基于大数据的室内电子地图绘制和导航方法，该方法包括:
[0044]智能手机采集GPS信号，根据GPS信号定位的经度或者玮度的变化是否大于0.001度判断用户是否进入室内；
[0045]智能手机采集加速度和方位信息，根据行人航位推算获得行人的定位和航迹信息;
[0046]将定位和航迹信息发送给服务器，服务器通过基于卡尔曼滤波的信息融合算法生成惯性地图集，根据用户请求返回定位导航信息，其中定位导航信息为根据Dijkstra算法得到的最短路径。
[0047]本发明的基于大数据的室内电子地图绘制及导航系统，包括智能手机和服务器；服务器为阿里云服务器ECS;
[0048]智能手机包括GPS信号模块、传感器模块、数据处理模块、手机通信模块和定位导航显示模块，其中该传感器模块包括加速度传感器、陀螺仪和磁力传感器；
[0049]服务器包括服务器通信模块、地图服务器、数据库模块和基于Web的管理界面，其中数据库模块包括地图数据库和用户信息数据库；
[0050]GPS信号模块与数据处理模块相连，将接收到的GPS信号发送给数据处理模块；所述传感器模块与数据处理模块相连，将采集到的加速度和方位信息发送给数据处理模块；数据处理模块利用行人航位推算获得行人的定位和航迹信息；
[0051]数据处理模块通过手机通信模块与服务器相连，将数据处理模块得出的定位和航迹信息发送给服务器，同时接收服务器发送给用户的定位导航信息；其中手机通信模块可以为W1-Fi或蜂窝移动网络；
[0052]定位导航显示模块与数据处理模块相连，将数据处理模块得到的定位导航信息显示给用户，同时获取用户的定位导航请求；