一種圖書館室內手機導航方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種圖書館室內手機導航方法，主要解決了在圖書館尋找圖書費時且易迷路的問題。該方法包括目標圖書定位步驟、讀者定位步驟和導航步驟，其特征在于：所述目標圖書定位步驟中的目標圖書信息是周期性自動獲取的，并且如果與數(shù)據(jù)庫中相關信息存在差異時，將目標圖書信息存入數(shù)據(jù)庫。本發(fā)明方法有效提高了查找圖書效率，使得不熟悉圖書館圖書擺放的讀者能夠快速找到需要的圖書。
【專利說明】一種圖書館室內手機導航方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于室內定位和導航【技術領域】，具體說是一種支持室內地圖和導航的位置服務技術。
【背景技術】
[0002]目前，復雜的室內場所，如機場大廳、展廳、倉庫、超市、圖書館、地下停車場等在人們的生活中越來越多。在這些復雜的室內環(huán)境中，人們?yōu)榱苏业剿枘繕?，往往不得不向陌生人打聽方位，或者求助于墻壁上的室內?guī)劃圖。這些位置服務往往在布局復雜或極不規(guī)則的場所里顯得效率低和不夠人性化。圖書館是非常典型的需要室內導航技術的場所。如果能在圖書館實現(xiàn)方便快捷的導航，對讀者來說在穿梭在“茫茫書?！睂ふ业阶约盒膬x的圖書就會成為一件輕松的事情。
[0003]GPS (Globle Pozitioning System)是當前應用最為廣泛的定位技術。但是,利用GPS進行室內定位的缺點是定位信號到達地面時較弱，而且信號不能穿透建筑物，定位器終端的成本較高。另外，一些室內無線定位技術，如紅外、超聲、射頻、藍牙的技術，存在信號應用范圍小，穩(wěn)定性差，易受噪聲干擾等缺點。也曾有人提出將GPS技術和室內無線定位技術相結合，但是技術復雜，成本較高。

【發(fā)明內容】

[0004]為了使室內定位和導航技術能方便的適用于各種大型圖書館、檔案館等，本發(fā)明公開了一種利用智能手機的拍照和條形碼識別技術，結合無線傳輸技術，集成人機互動的系統(tǒng)，實現(xiàn)對讀者借閱圖書時的室內導航服務。本發(fā)明公開了一種原理簡單，設計安裝快捷，造價低廉，使用方便的快速定位圖書館書籍位置及提供尋找圖書路線的手機室內導航方法和系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下措施實現(xiàn)的:
1、一種圖書館室內手機導航方法，該方法具體包括以下步驟:
O目標圖書定位步驟:利用目標圖書信息與數(shù)據(jù)庫中信息進行比對計算來確定目標位置；將目標圖書位置在圖書館示意地圖中標注并顯示出來；所述目標圖書定位步驟中的目標圖書信息是周期性自動獲取的，并且如果與數(shù)據(jù)庫中相關信息存在差異時，將目標圖書信息存入數(shù)據(jù)庫；
2)讀者定位步驟:利用參照圖書信息與數(shù)據(jù)庫中信息進行比對計算來確定讀者位置；將讀者位置在圖書館示意地圖中標注并顯示出來；
3)導航步驟:確定從讀者位置到各目標圖書的借閱順序；在前后兩個目標中計算盡可能短的路徑；提供一條可以聯(lián)通讀者當前位置和所有目標圖書的較短路徑，在圖書館示意地圖中標注并顯示出來；
2、所述目標圖書定位是通過系統(tǒng)對讀者輸入的“目標圖書關鍵詞”與圖書位置信息數(shù)據(jù)庫中信息進行比對計算，確定目標位置三維坐標并將目標圖書位置在圖書館示意地圖中標注和顯示出來；
3、所述讀者定位是通過系統(tǒng)對讀者手機拍攝的“參照物圖書條形碼”識別解碼后得到的參照圖書信息與圖書位置信息數(shù)據(jù)庫中信息進行比對計算，確定參照物圖書位置三維坐標，即讀者位置三維坐標并將讀者位置在圖書館示意地圖中標注和顯示出來；
4、所述導航是在采用枚舉法確定從讀者位置到讀者所選各目標圖書的借閱順序后，再采用廣義優(yōu)先算法計算先后兩個目標中盡可能短的路徑，然后提供一條可以聯(lián)通讀者當前位置和所有目標圖書的較短路徑，在圖書館示意地圖中標注和顯示出來；
5、包括條形碼(一維碼和二維碼)、無線通信模塊、數(shù)據(jù)庫、路徑規(guī)劃導航模塊、圖書館示意地圖、智能手機終端；
所述條形碼分為三種:一種是提供圖書館網站地址連接的二維碼；第二種是提供書架三維坐標信息的一維碼；第三種是提供書籍基本信息的圖書書籍條形碼；
所述無線通信模塊，接收和處理相關圖書館尋書導航信息；
所述數(shù)據(jù)庫，用于存貯相關圖書館尋書導航信息；
所述路徑規(guī)劃導航模塊，找出兩點間行走的最短路徑，給出尋書導航結果，顯示在地圖
上；
所述圖書館示意地圖，簡單形象展示室內布局；
所述智能手機終端，向無線通信服務器發(fā)出服務請求，并接收和顯示規(guī)劃尋書路徑；
6、條形碼粘貼位置分別為:提供圖書館網站地址連接的二維碼粘貼在圖書館各個主要位置；提供書架三維坐標信息的一維碼粘貼在圖書館書架側邊；提供書籍基本信息的圖書書籍條形碼隨圖書的發(fā)行印刷在圖書的相應位置；
7、所述智能手機與所述無線通信服務器連接是通過TCP協(xié)議和Socket實現(xiàn)；
8、所述數(shù)據(jù)庫包括:
圖書館布局地圖信息數(shù)據(jù)庫，主要包含的字段有:樓層、位置坐標X，位置坐標Y、地圖矩陣元素值；
圖書位置信息數(shù)據(jù)庫，主要包含字段有:圖書名稱、圖書條碼、分類號、索書號、樓層、位置坐標X,位置坐標Y ；
將圖書位置信息數(shù)據(jù)庫與圖書館網站圖書信息目錄搜索引擎關聯(lián)，本發(fā)明采用“圖書名稱”和“圖書條碼”作為關聯(lián)字段；將圖書位置信息數(shù)據(jù)庫與圖書館布局地圖信息數(shù)據(jù)庫關聯(lián)，采用“樓層”、“位置坐標X”，“位置坐標Y”，作為關聯(lián)字段；
9、圖書館示意地圖采用二維地圖矩陣形式，矩陣中各元素用一個一位整數(shù)表示每一樓層實際布局中的書架、過道、墻壁、借書處；矩陣中各元素填充的個數(shù)表示書架、過道等在本樓層中所占面積的比例大小，矩陣各元素的坐標信息表示書架、過道等的平面位置；按此方法建立圖書館各樓層的二維地圖矩陣。
[0006]本發(fā)明具有的優(yōu)點:智能手機在人們的生活中越來越普及，通過手機訪問圖書館網站圖書信息目錄搜索引擎，獲得圖書館室內導航，對使用智能手機的人們來說一定是一件非常受歡迎服務。
[0007]本發(fā)明的技術方案通過使用手機拍攝圖書條形碼或者使用關鍵詞在圖書目錄搜索引擎中檢索，獲得所拍或所查圖書在圖書館中的位置信息，并將位置信息及尋書路線以地圖的方式顯示在手機上，實現(xiàn)讀者在圖書館室內導航。有了圖書館內的位置地圖以及導航的指引，人們就可以在布局復雜的圖書館里確定自己或書籍在館內的位置信息，從而擺脫迷路的遞尬。
[0008]本發(fā)明提供一種與智能手機相結合，基于條形碼和室內地圖信息的位置服務技術，圖書館提供圖書位置信息數(shù)據(jù)庫，構建圖書館布局地圖數(shù)據(jù)庫，將地圖位置坐標與圖書位置初始化信息數(shù)據(jù)庫關聯(lián)；讀者通過選用圖書為參照物，通過對參照物和目標物進行檢索，定位目標圖書，同時獲得起點到終點的優(yōu)化尋書路線。該方法的實現(xiàn)原理簡單、方便易行、定位準確。
[0009]該方法的實現(xiàn)基本不增加圖書館工作人員的工作量，只要將原有在書架側邊張貼的分類號旁粘貼含有書架位置信息的條形碼；利用圖書館已有的圖書信息管理數(shù)據(jù)庫，以及建立的圖書位置信息數(shù)據(jù)庫，兩者關聯(lián)后可以直接通過連接表進行查詢，降低了制表的復雜度。讀者只需具有一款可以拍照的智能手機即可獲得在圖書館室內導航的服務。
[0010]【具體實施方式】
本發(fā)明圖書館室內手機導航過程:
圖書館部分:
1、粘帖二維碼圖片。圖書館在館內各主要位置粘帖含有圖書網站地址的二維碼圖片，圖書館網站提供圖書目錄搜索引擎功能；
2、生成圖書館布局地圖。地圖采用二維地圖矩陣形式，矩陣中各元素用一個一位整數(shù)表不每一樓層實際布局中的書架、過道、墻壁、借書處等。例如:0表不書架、I表不過道、2表示墻壁、3表示借書處等。矩陣中各元素填充的個數(shù)表示書架、過道等在本樓層中所占面積的比例大小，矩陣各元素的坐標信息表示書架、過道等的平面位置。按此方法建立圖書館各樓層的二維地圖矩陣；
3、建立圖書館布局地圖數(shù)據(jù)庫。主要包含的字段有:樓層、位置坐標X，位置坐標Y、地圖矩陣元素值。為提高定位和導航速度，本發(fā)明將同一個連通區(qū)域的平面坐標取為同一值，即該區(qū)域在地圖矩陣中所占面積的幾何中心坐標；
4、粘帖書架位置信息條形碼。在圖書館各書架的側面1.5米左右高度粘貼預定大小、含有本架圖書分類號號段和書架三維坐標信息的條形碼。本發(fā)明設計的書架三維坐標信息由一個三位整數(shù)表示，最高位表示樓層，次高位和最低位表示書架在本樓層的平面位置坐標；
5、建立圖書位置信息數(shù)據(jù)庫。一般圖書館都已經建有圖書管理數(shù)據(jù)庫，包括圖書名稱、編號、分類號等基本信息，本發(fā)明在已有圖書管理數(shù)據(jù)庫的基礎上建立一個圖書位置信息數(shù)據(jù)庫。圖書位置信息數(shù)據(jù)庫主要包含字段有:圖書名稱、圖書條碼、分類號、索書號、樓層、位置坐標X，位置坐標Y。圖書館首先按常規(guī)方法將圖書名稱、圖書條碼、分類號、索書號錄入圖書位置信息數(shù)據(jù)庫，然后將圖書擺放到書架上。本發(fā)明為降低圖書管理人員獲得圖書位置信息的工作量，設計采用手持條形碼掃描器采集各個書架位置信息條形碼，通過條形碼掃描器識別出書架位置信息和該書架圖書分類號號段，將書架位置信息存入到對應分類號段的圖書位置信息數(shù)據(jù)庫；
6、將圖書位置信息數(shù)據(jù)庫與圖書館網站圖書信息目錄搜索引擎關聯(lián)。本設計采用“圖書名稱”和“圖書條碼”作為關聯(lián)字段，可以直接通過連接表進行查詢，降低了制表的復雜度，提高檢索速度； 7、將圖書位置信息數(shù)據(jù)庫與圖書館布局地圖數(shù)據(jù)庫關聯(lián)。本發(fā)明采用“樓層”、“位置坐標X”，“位置坐標Y”，作為關聯(lián)字段；
8、尋書導航功能的實現(xiàn)。本發(fā)明采取的尋書導航具體實現(xiàn)為:系統(tǒng)通過目標圖書關鍵詞在圖書館網站圖書信息目錄搜索引擎檢索，獲得目標圖書在圖書館內的位置坐標I ;系統(tǒng)通過圖書條形碼信息在圖書館網站圖書信息目錄搜索引擎檢索，獲得該圖書在圖書館內的位置坐標2 ;系統(tǒng)通過路徑規(guī)劃算法，找出坐標I和坐標2兩點間行走的最短路徑，給出尋書導航結果，顯示在地圖上；
讀者部分:
1、登錄圖書館網站圖書信息目錄搜索引擎。讀者進入圖書館，使用具有拍照功能和條形碼識別功能的智能手機拍攝一幅圖書館提供的二維碼圖片，使用手機登錄圖書館網站，進入圖書信息目錄搜索引擎；
2、目標圖書定位。讀者通過手機登陸圖書館網站提供的搜索引擎，輸入需要尋找圖書的關鍵詞，確定需要檢索的唯一目標圖書名稱，系統(tǒng)則返回目標圖書的位置信息，顯示在相應樓層的地圖上，目標圖書定位結束；
3、讀者定位。讀者通過使用具有拍照功能和條形碼識別功能的智能手機拍攝身邊任意一本擺放在書架上的書籍條形碼，手機自動解碼獲取書籍條碼信息，系統(tǒng)則返回該圖書的位置信息，顯示在相應樓層的地圖上，讀者定位結束；
4、路徑導航。讀者用上述得到的目標圖書位置和讀者位置，使用導航功能，得到讀者所在位置到目標位置的最佳路徑，顯示在地圖上，獲得系統(tǒng)給出的尋書導航路線；
本發(fā)明的一種圖書館室內手機導航系統(tǒng)包括手機部分和服務器部分，手機與服務器通過無線通訊相連。其中:手機緩沖區(qū)通過所述手機導航系統(tǒng)“目標定位”功能獲得目標圖書名稱關鍵詞，手機通過無線通訊將目標圖書關鍵詞發(fā)送給服務器，服務器根據(jù)接收到的關鍵詞在數(shù)據(jù)庫中比對計算，確定目標圖書的位置坐標，然后通過無線通信以圖形的形式發(fā)送回手機；手機緩沖區(qū)通過所述手機導航系統(tǒng)“讀者定位”功能，由智能手機拍照和條形碼識別功能獲得參照圖書信息，手機通過無線通訊將參照圖書信息發(fā)送給服務器，服務器根據(jù)接收到的圖書信息在數(shù)據(jù)庫中比對計算，確定參照圖書的位置(即讀者位置)坐標，然后通過無線通信以圖形的形式發(fā)送回手機；讀者如果選擇所述手機導航系統(tǒng)“尋書導航”功能，服務器根據(jù)接收的指令計算讀者位置到一系列目標位置的最短路徑，并通過無線通信以圖形的形式發(fā)送回手機。
[0011]本發(fā)明的一種圖書館室內手機導航系統(tǒng)的功能框架結構包括圖書館部分和讀者部分。圖書館部分提供條形碼(一維碼和二維碼)；數(shù)據(jù)庫包括:圖書目錄信息庫、圖書位置信息庫、地圖信息數(shù)據(jù)庫；路徑規(guī)劃導航模塊；圖書館示意地圖；無線通信模塊；讀者部分具備能與服務器無線通訊、拍照、條形碼識別、圖形顯示功能的智能手機。
[0012]本發(fā)明的一種圖書館室內手機導航方法的路線導航流程圖如下列幾個步驟:
步驟1、登錄圖書館網站圖書信息目錄搜索引擎。讀者進入圖書館，使用具有拍照功能
和條形碼識別功能的智能手機拍攝一幅圖書館提供的二維碼圖片，使用手機登錄圖書館網站，進入圖書信息目錄搜索引擎；
步驟2、目標圖書定位。讀者通過手機登陸圖書館網站提供的搜索引擎，輸入需要尋找圖書的關鍵詞，確定需要檢索的唯一目標圖書名稱，系統(tǒng)則返回目標圖書的位置信息，顯示在相應樓層的地圖上，目標圖書定位結束；
步驟3、讀者定位。讀者通過使用具有拍照功能和條形碼識別功能的智能手機拍攝身邊任意一本擺放在書架上的書籍條形碼，手機自動解碼獲取書籍條碼信息，系統(tǒng)則返回該參照圖書的位置信息，顯示在相應樓層的地圖上，讀者定位結束；
步驟4、路徑規(guī)劃。讀者用上述得到的目標圖書位置和讀者位置，使用導航功能，系統(tǒng)則根據(jù)本發(fā)明的導航方法原理計算出讀者所在位置到一系列目標位置的最佳路徑；
步驟5、系統(tǒng)將計算出的最佳路徑疊加在圖書館地圖上，返回給手機顯示；
步驟6、本發(fā)明可以實現(xiàn)隨時拍照隨時導航，當讀者沒有找到目標圖書而產生了位置變化或者繼續(xù)借閱需要生成新的尋書導航地圖時，只要按照上述(步驟2-步驟5)重新操作即可。
【權利要求】
1.一種圖書館室內手機導航方法，該方法包括目標圖書定位步驟、讀者定位步驟和導航步驟，其特征在于:所述目標圖書定位步驟中的目標圖書信息是周期性自動獲取的，并且如果與數(shù)據(jù)庫中相關信息存在差異時，將目標圖書信息存入數(shù)據(jù)庫。
【文檔編號】G01C21/00GK103913161SQ201310003322
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月6日 優(yōu)先權日:2013年1月6日
【發(fā)明者】于霖 申請人:上海匹克信息科技咨詢有限公司