[发明专利]利用智能手机进行室内地图现场补测的方法

说明书

本发明涉及一种利用智能手机进行室内地图现场补测的方法，包括以下步骤：1)传感器检校，将智能手机屏幕朝下放在水平桌面上，静止设定时间后，记录加速度计和陀螺仪的观测数据，计算相应的零偏；2)系统初始化，当用户对准房屋的第一个转角点进行拍照时，系统进行初始化，利用加速度计和磁力计的观测数据计算手机的初始姿态；3)观测数据记录，所有传感器的观测数据都记录下来，包括加速度计、陀螺仪、磁力计以及对每个转角点拍照的时刻；4)测量结果计算，利用上一步记录的所有传感器数据，进行融合，计算出待测房屋的每条边长、转角和面积。与现有技术相比，本发明具有方便、快速、精确和成本低等优点。

技术领域

本发明涉及一种地图测绘方法，尤其是涉及一种利用智能手机进行室内地图现场补测的方法。

背景技术

人们80％以上的时间都在室内环境中度过，因此，围绕室内地图和导航所开展的应用，是一个有着巨大需求和发展潜力的市场。室内地图作为信息的载体，不仅将我们所处的环境图形化，直观的呈现给我们，而且基于地图还可以进行兴趣点搜索、路径引导、辅助手机传感器定位等。由此可见，室内地图扮演着至关重要的角色。

室内地图一般分为两类；标量格式地图和矢量格式地图。其中标量地图是指图片格式的建筑物平面图，如PDF、JPG、PNG等格式。通常我们见到建筑物内有一些示意图，如贴在办公楼墙壁上的疏散线路图，或者商场里面的平面导购图、展览馆里的导览图等，如果将这些示意图进行数字化，就成为了标量地图。所有标量地图都是以像素为单位进行存储的，它们的一个共同特点是放大后会变模糊，这是因为对像素进行重采样造成的，是不可避免的。矢量地图是以点、线、面等矢量形式保存的，常见的如ArcGIS的shapefile、AutoCAD的dwg格式等。矢量地图的优点是可以无限级别的缩放，其占用的存储空间也通常比标量地图要小，因此室内地图应该选择矢量格式。

获取矢量地图的最理想的方式是由建筑单位直接提供dwg格式的建筑设计图或者竣工验收图。但是受到职责和权限的约束，通常我们很难获得这种dwg格式的图，而只能得到标量格式的平面图，因此我们要对它进行矢量化，利用专业的制图软件生成我们需要的矢量格式地图。

当矢量地图生成之后，经常存在一个问题：那就是地图与现场不一致。产生这个问题的原因主要有两个：(1)我们无法获取最新的标量格式的平面图，或者由于 施工误差，即使最新的平面图也与现场存在不一致。(2)建筑物竣工后，由于房屋装修，改变了原有的隔断，这个是最常见的情况，特别是在一些大型商场，在装修过程中经常会对隔断进行拆除或重新设定。

因此要进行现场补测，使得地图与现场相符。室内环境中可以采用的测图手段非常有限。众所周知，在室外，GPS是常用的测绘手段，一般的地籍测量设备都依靠GPS进行测量和制图，例如申请号为200910045401.8的中国专利公开了一种基于GPS定位的数字地图自动生成方法，但是由于在室内环境中GPS信号很微弱，或者完全没有信号，因此这些设备都无法使用。全站仪也是常有的测绘设备，但是它需要给定控制点，且全站仪携带不方便，效率低。而且该方法设备国语庞大，甚至需要计算机的介入，并且基于中国普通居民的流量套餐一般都较少的现状，利用云计算远程计算机实现地图测绘也不现实。

国外学者提出一种方案，称为SLAM(simultaneous localization and mapping，即时定位与地图构建)，这种方式利用搭载在机器人上面的相机和IMU等传感器，在室内环境中一边定位，一边制图。这种制图方式精度高，但是成本高昂，适应于某些特定场合下使用。

近年来智能手机飞速发展，其硬件配置越来越高。很多智能手机上已经配置了相机、加速度计、陀螺仪、磁力计等传感器，为室内地图的测绘提供了可能。但是如何利用智能手机中这些已有的传感器，来实现室内地图制作功能成为当前解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种快捷方便的利用智能手机进行室内地图现场补测的方法。