[发明专利]室内无线导航系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及室内导航，具体是指一种室内无线导航系统及方法。

背景技术

随着室内环境变得日益大型化和复杂化，用户越来越容易在室内迷路，尤其是在不熟悉的复杂室内环境下。因此，为用户提供精确方便的室内导航服务变得越来越有吸引力。

典型的室内导航过程包括利用用户周围环境进行用户位置定位，并将用户位置映射到现有地图进行实时导航。在进行用户位置定位时，可以利用GPS技术，惯性或非惯性传感器技术以及信号分析方法来确定用户相对于周围环境参照物的位置。但是，这类定位方法并不精确，很多因素将大大削弱其准确性，例如，某些室内环境中，如大型地下停车场，很多位置的周边环境非常类似，非常难于区分并用于定位。其次，GPS技术在室内导航中有很多限制，例如，在很多室内环境中，GPS无法接收信号。惯性传感器技术利用陀螺仪和加速器上的数据来预测路径和位置，然而，此类系统随着时间的积累会累积测量误差并最终导致导航精度下降。非惯性传感器技术，如罗盘等，通过测量磁场的强度等，提供精确的角度变化的侦测，然而，此类技术容易受到来自其他磁场源的干扰而影响精度。

在现有的室内导航系统中，即便获得了用户相对于参照物的精确位置，也需要获取室内环境的高精地图，以便将用户的相对位置匹配到该地图上，进行绝对地理位置定位。因此，在现有室内定位系统中，高精度的相对位置定位以及高精度的室内地图是必须的。然而，在很多室内环境下，如政府部门或军事部门，室内数字地图无法获取或不对公众开放。那么就需要一套不依赖于地图的室内导航系统，能够指示用户的当前位置，下一步的移动方向等，对用户进行实时的精确导航。

美国专利US 2010/7701342利用RFID系统来构造室内导航系统。该系统在室内环境的入口和交叉路口设置RFID标签，用户通过RFID读取器读取RFID标签内容来知晓下一步行进方向和并最终到达目的地。此类系统不再依赖室内环境地图，利用RFID标签作为路标进行导航。但是，此系统在复杂的环境下，将不能正确地工作，例如，如果有两个交叉路口间隔很近，用户的RFID读取器将有可能将两个路口的RFID标签内容同时读取，那么就会造成导航的混乱。因此，为了避免这种情况，RFID标签的部署将需要精确的设计，增加了部署成本。且此系统只提供下一步的行进方向，并不能指示完整行进路径，无法获取最优的路径，因此具有很大的局限性。一旦指示的行进方向上不存在实际路径，或者有多条实际路径，实际无法进行导航。

美国专利US 2011/0153201利用照明通信来进行室内导航。此系统需要使用地图和参照物来定位用户当前位置和计算优化的实际路线。通过LED照明，用户可以判断是否偏离最优路径，并告知用户。但此发明并未提及如何获取高精度的用户位置，也未提及如何选择优化的实际路线。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种室内无线导航系统及方法，该系统不依赖于室内环境的数字地图以及用户相对于参照物的精确位置定位，且系统通过预先部署在室内的无线单元和导航单元，利用短距离无线通信技术，可以实现在复杂的室内环境下，在任何地点对用户实施快速，精确的实时导航，并在用户行进路线出现错误的时候，及时纠错，提示并指导用户回到正确的导航路线或规划新的正确路径。

为了实现上述目的，本发明的室内无线导航系统及方法具有如下构成：

该室内无线导航系统，其主要特点是，所述的系统包括：

导航单元，设置于室内，用以根据导航终端发送的请求导航服务信息，获取包含无线单元的导航路径，并将该包含无线单元的导航路径发送至导航终端；

无线单元，设置于室内，作为位置锚点，用以向所述的无线单元的周围广播无线单元信息；

导航终端，用以根据用户需要向所述的导航单元发送请求导航服务信息，并显示所述的导航单元生成的包含无线单元的导航路径显示。

进一步地，所述的系统包括至少一个导航单元，所述的至少一个导航单元为对所述的室内形成全覆盖的导航单元，以使得所述的室内的所述的导航终端及所述的室内的所述的无线单元均与所述的导航单元通信。

进一步地，所述的导航单元包括：

无线单元信息存储部，用以存储所述的室内的所有的无线单元的ID、室内的所有的相邻的两个无线单元的相对方向、室内的所有的无线单元的位置；

无线单元信息更新部，用以更新所述的无线单元信息存储部内存储的信息；