一种基于导向标签的区域交通指引服务器

1.一种基于导向标签的区域交通指引服务器，其特征在于包括：
用于通过网络接收用户的导向请求、并将生成的导向指引返回给用户的通信接口单元；所述导向请求至少包含两个参数，分别是目的地信息和起点的导向标签ID信息；
用于根据导向标签ID信息，检索导向标签与导向位置的映射关系，获得该标签所在导向位置，并创建维护数据存储单元数据的管理维护单元；
用于存储线路规划和导向指引所需数据，以目的地位置为终点，标签的导向位置为起点，构建导向网络的数据存储单元；
用于在上述构建的导向网络中执行线路规划与链路合并得到最优线路的线路规划单元；
用于将最优线路生成导向指引，返回给通信接口单元的导向指引单元；
所述管理维护单元包括如下对数据存储单元内的数据进行创建及维护的装置：
（1）根据数据存储单元存储的地理信息图、交通指引图或建筑布局图，确定区域内的关键位置和可用路径的装置；
（2）针对关键位置和可用路径，设置一个以上的导向位置的装置；
（3）针对导向位置，设置一个以上的导向标签的装置；
（4）建立并保存导向标签与关键位置、导向位置之间的映射关系的装置；
（5）以关键位置和导向位置为结点，以可用路径为链路，构建导向网络的装置；
（6）度量结点间的实际路径长度，记为链路长度的装置；
（7）设置并保存链路的代价权重的装置；
（8）以链路长度和代价权重为参数，计算并保存每段链路的代价的装置；
（9）为每个结点创建导向表，该导向表指明该结点的所有出、入链路组合所对应的方向和路径的装置。
2.根据权利要求1所述的基于导向标签的区域交通指引服务器，其特征在于所述线路规划采用动态实时方式，每收到一个交通指引请求，触发一次线路规划。
3.根据权利要求1所述的基于导向标签的区域交通指引服务器，其特征在于所述导向标签包括文字，图形和区域内唯一的ID号。
4.根据权利要求2所述的基于导向标签的区域交通指引服务器，其特征在于每个关键位置设置一个以上的导向位置；每个导向位置设置一个以上的导向标签。
5.根据权利要求2所述的基于导向标签的区域交通指引服务器，其特征在于所述线路代价等于该线路所包含链路代价的总和。
6.根据权利要求2所述的基于导向标签的区域交通指引服务器，其特征在于所述关键位置至少满足如下条件之一：
在所属区域的地理信息图、交通指引图或建筑布局图中有明显标记的位置；
在实际地理环境中，能够通过视觉直观的识别其特征；
在实际地理环境中，标志当前行进线路的改变。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于导向标签的区域交通指引服务器的交通指引方法，其特征在于所述服务器采用如下步骤完成交通指引：
用于通过网络接收用户的导向请求、并将生成的导向指引返回给用户的步骤；所述导向请求至少包含两个参数，分别是目的地信息和起点的导向标签ID信息；
用于根据导向标签ID信息，检索导向标签与导向位置的映射关系，获得该标签所在导向位置，并创建维护数据存储单元的步骤；
用于存储线路规划和导向指引所需数据，以目的地位置为终点，标签的导向位置为起点，构建导向网络的步骤；
用于在上述构建的导向网络中执行线路规划与链路合并得到最优线路的步骤；
用于将最优线路生成导向指引，返回给通信接口单元的步骤；
所述创建维护数据存储单元的步骤包括：
（1）根据数据存储单元存储的地理信息图、交通指引图或建筑布局图，确定区域内的关键位置和可用路径的步骤；
（2）针对关键位置和可用路径，设置一个以上的导向位置的步骤；
（3）针对导向位置，设置一个以上的导向标签的步骤；
（4）建立并保存导向标签与关键位置、导向位置之间的映射关系的步骤；
（5）以关键位置和导向位置为结点，以可用路径为链路，构建导向网络的步骤；
（6）度量结点间的实际路径长度，记为链路长度的步骤；
（7）设置并保存链路的代价权重的步骤；
（8）以链路长度和代价权重为参数，计算并保存每段链路的代价的步骤；
（9）为每个结点创建导向表，该导向表指明该结点的所有出、入链路组合所对应的方向和路径的步骤。

一种基于导向标签的区域交通指引服务器\n技术领域\n[0001] 本发明涉及交通指引领域，特别是涉及一种基于导向标签的区域交通指引服务器。\n背景技术\n[0002] 交通指引是人们在生产和日常生活中所必需的服务。 \n[0003] 传统的个人交通指引方式包括如下步骤：\n[0004] （1）选择目的地；\n[0005] （2）确定当前位置；\n[0006] （3）在地图上标出起点和目的点；\n[0007] （4）根据地图规划最优线路；\n[0008] （5）将最优线路转换成实际环境的交通指引，包括：前行100米、转左、转右等等。\n[0009] 此外，对区域交通指引服务的需求还包括：\n[0010] （6）交通指引能实时反映地理信息变化：比如线路改道、位置变化等；\n[0011] （7）交通指引能动态适应区域交通状况：比如绕过拥塞路段或区域等；\n[0012] 目前GPS导航系统能协助完成步骤（2）～（5），但存在如下问题：\n[0013] （1）信号强度限制：GPS信号强度受天气、建筑物影响，尤其在室内、地下建筑物内等场合的GPS信号较弱；\n[0014] （2）导航范围限制：GPS比较适合平面范围导航，而对于多层建筑内部导航，GPS有时会指示错误；且难以提供诸如“电梯上10层”、“电梯下5层”等导航；\n[0015] （3）导航精度限制：商业GPS的信号精度有限，难以在密集商业办公区域内导航到具体的门户、商铺、柜台和办公卡位；\n[0016] （4）设备成本限制：终端内置商业GSP信号接收器导致终端设备成本上升；\n[0017] （5）实时更新限制：终端内部保存地理信息数据，在更新方面有滞后效应；\n[0018] （6）动态适应限制：当区域内某些线路交通拥堵时，管理人员缺少动态调整最优线路的手段；\n[0019] 针对GPS导航系统存在的上述缺陷，出现了基于标签的导向系统。\n[0020] 现有基于标签的导向系统缺陷：\n[0021] （1）标签类型单一：限于RFID标签，对条码标签、二维码标签、电子标签的支持不足；\n[0022] （2）标签规格高：要求RFID具备存储单元，能保存标签位置信息及其它信息；\n[0023] （3）标签成本高：要求RFID可读写标签，成本通常高于条码标签、二维码标签、只读型标签，高密度部署时存在成本压力；\n[0024] （4）终端配置高：终端既要保存地理信息数据，又要执行线路规划，需要有较强的计算能力和存储能力；\n[0025] （5）地理信息更新慢：终端保存地理信息数据，其更新存在滞后效应，最新地理信息变化难以实时到达所有终端；\n[0026] （6）动态适应性缺乏：当区域内某些线路交通拥堵时，管理人员缺少动态调整最优线路的手段；\n[0027] （7）使用较繁琐：用户只能逐跳识别、逐次对识别操作进行确认；每次仅能获得到下一跳标签的信息，不能一次性返回完整的交通指引信息。\n发明内容\n[0028] 本发明的目的在于克服上述现有服务方式的缺点和不足，提供一种基于导向标签的区域交通指引服务器，该服务器可以提供更为理想的交通指引服务。\n[0029] 本发明所采用的技术方案：\n[0030] 一种基于导向标签的区域交通指引服务器，包括：\n[0031] 数据存储单元，用于存储线路规划和导向指引所需数据；\n[0032] 线路规划单元，用于执行线路规划与链路合并得到最优线路；\n[0033] 导向指引单元，用于将最优线路生成导向指引；\n[0034] 管理维护单元，用于创建导向标签与关键位置、导向位置之间的映射关系，并保存维护数据存储单元内的数据；\n[0035] 通信接口单元，用于通过网络接收导向请求、返回导向指引。\n[0036] 所述的基于导向标签的区域交通指引服务器，所述管理维护单元采用如下步骤对数据存储单元内的数据进行创建及维护：\n[0037] （1）根据区域的地理信息图、交通指引图或建筑布局图，确定区域内的关键位置和可用路径；\n[0038] （2）针对关键位置和可用路径，设置一个以上的导向位置；\n[0039] （3）针对导向位置，设置一个以上的导向标签；\n[0040] （4）建立并保存导向标签与关键位置、导向位置之间的映射关系；\n[0041] （5）以关键位置和导向位置为结点，以可用路径为链路，构建导向网络；\n[0042] （6）度量结点间的实际路径长度，记为链路长度；\n[0043] （7）设置并保存链路的代价权重；\n[0044] （8）以链路长度和代价权重为参数，计算并保存每段链路的代价；\n[0045] （9）为每个结点创建导向表，该导向表指明该结点的所有出、入链路组合所对应的导向动作。\n[0046] 所述的基于导向标签的区域交通指引服务器，所述关键位置具有如下特点：\n[0047] （1）在所属区域的地理信息图、交通指引图或建筑布局图中有明显标记的位置；\n[0048] （2）在实际地理环境中，能够通过视觉直观的识别其特征；\n[0049] （3）在实际地理环境中，标志当前行进线路的改变；\n[0050] 所述的基于导向标签的区域交通指引服务器，针对每个关键位置一个以上的导向位置，针对每个导向位置设置一个以上的导向标签。\n[0051] 所述的基于导向标签的区域交通指引服务器，包括如下步骤：\n[0052] （1）通信接口单元接收导向请求，并将该请求传输到数据存储单元，该请求包含两个参数，分别是目的地信息和起点的导向标签信息；\n[0053] （2）数据存储单元根据目的地信息，获得目的地所在关键位置；\n[0054] 根据导向标签ID，检索导向标签与导向位置的映射关系，获得该标签所在导向位置；\n[0055] 数据存储单元以目的地为终点，标签的导向位置为起点，构建导向网络中[0056] （3）线路规划单元规划最小线路代价为目标的最优线路；\n[0057] （4）导向指引单元将最优线路转换成导向指引信息序列，返回导向终端；\n[0058] 所述线路代价等于该线路所包含链路代价的总和；\n[0059] 所述线路规划采用动态实时方式，每收到一个交通指引请求，触发一次线路规划。\n[0060] 所述导向标签类型包括但不限于：条码标签、二维码标签、RFID标签、其它光学标签；\n[0061] 所述最优线路由起始位置、行进路径、关键位置、目的地构成的序列，其中行进路径和关键位置在序列中可以交替出现多次；\n[0062] 所述导向指引信息包括：行进方向、导向动作、导向距离、导向结果；\n[0063] 所述区域是指由机构或组织拥有和管理的一定大小的空间范围，该区域的类型包括但不限于如下具体场合：大楼、候车室、候机厅、候诊室、车厢、停车场、广场、停机坪、商业街、购物中心、商品批发中心、会展中心、工厂、车间、汽车站、火车站、地铁站、机场、医院、校园、公园、游乐场、住宅小区、中心商务区(CBD)、紧急避难所等。\n[0064] 所述呈现方式包括但不限于如下方式：文本、短消息、网页、声音文件、图像文件、视频文件、声音数据流、视频数据流、二进制信息等。\n[0065] 本发明具有以下优点：\n[0066] （1）导向标签类型多样，规格和成本较低：\n[0067] （2）终端配置要求低：导向终端无需存储地理信息数据或标签的位置信息，无需做路径规划计算，降低了终端硬件配置要求；\n[0068] （3）实时更新：线路规划在服务器端统一完成，地理信息的任何更新可以实时反映在所有终端的导向指引中；\n[0069] （4）动态适应性强：在服务器端为管理人员提供调整最优线路的手段，允许动态改变拥塞路段的代价，达到动态调节交通流量的目的；\n[0070] （5）操作简便：一次性提供完整的导向指引，避免了逐跳确认标签的麻烦；\n[0071] （6）易于扩展：系统架构适合部署在云计算架构上，按需随时扩展处理能力。\n附图说明\n[0072] 图1是本发明一种基于导向标签的区域交通指引服务器的结构示意图，[0073] 图2是本发明一实例的地理信息与导向网络对应关系示意图，\n[0074] 图3是本发明一实例的地理信息示意图，\n[0075] 图4是本发明一实例的原始及经过链路合并后的最优交通线路示意图。\n具体实施方式\n[0076] 下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。\n[0077] 图1给出了本发明的结构示意图；\n[0078] 如图1，本发明一实施例的服务器构成包括：数据存储单元101，用于存储线路规划和导向指引所需数据；\n[0079] 线路规划单元102，用于执行线路规划与链路合并操作；\n[0080] 导向指引单元103，用于基于最优线路，生成导向指引；\n[0081] 管理维护单元104，用于创建导向标签与关键位置、导向位置之间的映射关系，并保存维护数据存储单元内的数据；\n[0082] 通信接口单元105，用于通过网络接收导向请求、返回导向指引；\n[0083] 所述服务器采用如下步骤完成交通指引：\n[0084] （1）通信接口单元接收导向请求，并将该请求传输到数据存储单元，该请求至少包含两个参数，分别是目的地信息和起点的导向标签ID信息；\n[0085] （2）数据存储单元根据目的地信息，获得目的地所在关键位置；\n[0086] 根据导向标签ID信息，检索导向标签与导向位置的映射关系，获得该标签所在导向位置，数据存储单元以目的地位置为终点，标签的导向位置为起点，构建导向网络；\n[0087] （3）线路规划单元在上述构建的导向网络中规划最优线路；\n[0088] （4）导向指引单元将最优线路生成导向指引，返回导向终端。\n[0089] 附图2给出了本发明一实施例的地理信息数据处理及导向网络生成示意图；\n[0090] 图2（a）中的交叉路口作为关键位置，如图中圆形虚框所示；\n[0091] 该关键位置有4个出口，每个出口的分别设置了导向位置，如图中椭圆虚框所示；\n[0092] 每个导向位置摆放两个标签，如图五边形表示，每个路径是双向路径，因此每个导向标签需要指明A方向和B方向。\n[0093] 图2（b）是与图2（a）相对应的导向网络的拓扑结构，其生成的过程大致为：\n[0094] （1）将关键位置抽象为单一的关键结点，在图（b）中用小圆圈表示；\n[0095] （2）将导向位置抽象为导向结点，在图（b）中用小方框表示；\n[0096] （3）将路径抽象为网络中的链路，在图（b）中用线段表示；\n[0097] （4）测量图（a）中每段路径的长度，保存在图（b）的相应的链路的属性中；\n[0098] 从图2中可以看出：\n[0099] 图2（a）每条路径的导向位置设置了两个导向标签，分别是A1/B1, A2/B2, A3/B3和A4/B4，导向标签与导向位置的对应关系保存在数据存储单元中；\n[0100] 导向请求至少包含两个参数：目的地信息和导向标签ID信息；\n[0101] 其中目的地信息代表目的地所在的关键位置，代表导向线路的终点；\n[0102] 导向标签ID对应的导向位置，代表了导向线路的起点；\n[0103] 线路规划操作在导向网络中，按照线路代价最小的目标，规划起点和终点之间的最优线路；\n[0104] 图2（b）中关键结点处可能发生行进路线的变化，因此该关键结点的导向表的部分内容如下；\n[0105] 表1 部分关键结点的导向表\n[0106] \n[0107] 如图3给出了本发明一实例的地理信息示意图：\n[0108] 所示地理信息图为一个楼宇内部某层办公区的交通及布局示意图；\n[0109] 用户从电梯出口的起点位置301出发，需要到达图中所示目的地的房间；\n[0110] 根据走廊的走向，在交叉路口302、转角303和304、办公室门口305和306设置关键位置.\n[0111] 图4（a）（b）分别是本发明一实例的原始及链路合并后的最优交通线路示意图：\n[0112] （1）导向终端持有者到达起点，即该楼层的电梯口401；\n[0113] （2）导向终端持有者输入目的地信息，即房间406；\n[0114] （3）假设导向终端持有者将导向终端靠近周围导向标签A1 411，获取标签A1的ID；\n[0115] （4）导向终端将获取到的导向标签A1 411的ID和目的地地址，通过无线网络传送到区域的导向服务器；\n[0116] （5）导向服务器的通信接口单元接收导向请求，并将该请求传输到数据存储单元，该请求至少包含两个参数，分别是目的地信息和起点的导向标签ID；\n[0117] 数据存储单元根据目的地信息，获得目的地所在关键位置；\n[0118] 根据导向标签ID，检索导向标签与导向位置的映射关系，获得该标签所在导向位置，数据存储单元以目的地位置为终点，标签的导向位置为起点，构建导向网络；\n[0119] 线路规划单元在上述构建的导向网络中规划最优线路；\n[0120] 导向指引单元将最优线路生成导向指引，返回导向终端。\n[0121] （6）导向终端向终端持有者呈现导向指引信息，指导终端持有者沿着图中黑色箭头方向到达目的地。\n[0122] 根据线路规划获得的路径从起点401开始，在丁字路口402处转右，直行到走廊转角403后左转，直行至转角404后再次左转，然后直行到达目的地406.\n[0123] 如图4（b），对图4（a）获得的路径进行合并，将两个关键点之间不改变行进路径的相邻两条边合并成一条边；获得图4（b）的合并后线路。\n[0124] 根据图4（b）所示合并后得到最优线路获得交通指引信息序列如下：\n[0125] 表1\n[0126] \n最优线路要素 对应的交通指引信息\n起点401 沿A方向\n边421 直行n1米（n1为边421的长度）\n关键位置402 到达丁字路口，转右\n边422 直行n2米（n2为边422的长度）\n关键位置403 到达走廊转角，转左\n边423 直行n3米（n3为边423长度）\n关键位置404 到达走廊转角，转左\n边424 直行n4米（n4为边424长度）\n目的地405 到达目的点\n[0127] 因此，根据以上表1，生成的文本形式的交通指引信息如下：\n[0128] { 沿A方向，直行n1米，到达丁字路口；\n[0129] 转右，直行n2米，到达走廊转角；\n[0130] 转左，直行n3米，到达走廊转角；\n[0131] 转左，直行n4米，到达目的点 }\n[0132] 其中每一行代表一个交通指引信息单元.\n[0133] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。