本發(fā)明涉及定位導航技術領域，特別是涉及一種校區(qū)實時導航系統(tǒng)。

背景技術：

當前很多大學的校區(qū)只有簡易標識的校園地圖，沒有能夠體現(xiàn)校園特色的地圖，如果需要為某個具體的范圍區(qū)域量身定制一份標記各個地點的特色地圖，利用當前的導航系統(tǒng)技術所存在的最核心的問題如下：

當前存在的導航系統(tǒng)給出的導航路線不是最短路的問題

給出的導航路線存在某些路段實際是不能通行的問題；

對于某個具體的范圍區(qū)域內(nèi)的很多地點不能提供導航的問題；

不能提供在某個具體的范圍區(qū)域的組團區(qū)內(nèi)導航的問題。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明提出了一種用于校區(qū)內(nèi)的復合式導航方法，利用SPFA最短路徑算法，針對天津大學北洋園校區(qū)內(nèi)的道路、建筑給出相應的導航路徑并根據(jù)定位進行實時導航。

本發(fā)明的一種用于校區(qū)內(nèi)的復合式導航方法，該方法包括以下步驟：

步驟1、在整個校園范圍內(nèi)針對校園內(nèi)部的道路以及建筑進行取點，記錄對應的描述信息以及經(jīng)緯度坐標，組成點集V；建立點集V中的點與點之間的連通關系；將每對兩兩可達的點之間建立表示連通的一條邊，組成邊集E，建立點與點之間的連通關系拓撲圖；

步驟2、通過導航定位技術獲取當前位置的經(jīng)緯坐標，在校園中定位當前位置；

步驟3、初始化設置dis[S]＝0，dis[i]＝無窮大，將源點S加入隊列，并在隊列中進行標記，運用最短路徑SPFA算法，得到起點到終點的導航路徑，重復進行以下操作，隊列為空時算法結束，算法具體包括：

(1)、從隊首取出一個結點u，將u標記為不在隊列中，遍歷所有和u直接相連的結點；

(2)、對于每個和u直接相連的結點v，若滿足dis[v]>dis[u]+w(u,v)，則更新dis[v]的值，令dis[v]＝dis[u]+w(u,v)，即對于結點v進行松弛操作。

(3)、若對于dis[v]進行了更新，則檢查v的標記，假如點v不在隊列中，則將點v的標記更新為在隊列中，并將點v加入隊尾；

步驟4、將結果顯示在地圖之上；

步驟5、根據(jù)定位定時刷新，判斷刷新結果是否偏離規(guī)劃好的路線，若發(fā)生偏離則重新規(guī)劃。

所述取點對應組團位置，以支持組團內(nèi)的導航。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明為學校量身定制，可以精準的提供最短路徑，所有提供的路徑，都可以通行，校區(qū)內(nèi)所有地點都可以給出精準的導航路徑，并且可以實現(xiàn)組團區(qū)內(nèi)的導航。

附圖說明

圖1為本發(fā)明與現(xiàn)有技術的路徑準確性對比圖，左邊為本發(fā)明導航算法路徑，右邊為現(xiàn)有導航算法路徑；

圖2為本發(fā)明與現(xiàn)有技術的組團區(qū)內(nèi)導航導航情況對比圖；

圖3為本發(fā)明全局地圖示意圖；

圖4為本發(fā)明的整體流程示意圖。

具體實施方式

求單源最短路的SPFA算法的全稱是：Shortest Path Faster Algorithm，是西南交通大學段凡丁于1994年發(fā)表的。使用SPFA算法，解決給定的圖存在負權邊的問題。

本發(fā)明是利用SPFA算法，根據(jù)天津大學北洋園校區(qū)的建筑和路況信息，抽象出圖模型，設置節(jié)點和邊，求得最短路徑。

以下結合附圖對本發(fā)明的方案進行詳細說明。

如圖4所示，為本發(fā)明的校園導航方法整體流程示意圖。

步驟1、取點：針對校園內(nèi)部的道路以及建筑，按照地形的復雜程度，每隔10-50米取一個點，記錄對應的描述信息以及經(jīng)緯度坐標，組成點集V。

步驟2、建邊：建立點集V中的點與點之間的連通關系；將每對兩兩可達的點之間建立表示連通的一條邊，組成邊集E

E＝{(v_i,v_j)|v_i,v_j∈V}

步驟3、建圖：根據(jù)獲取的邊集和點集信息，針對整個校園建立一個無向拓撲圖。

步驟4、由定位系統(tǒng)定位到用戶當前位置，獲取當前所在位置的經(jīng)緯坐標，根據(jù)該經(jīng)緯坐標，在半徑為50米的圓形區(qū)域尋找點集中與當前位置最接近的點；

步驟5、使用SPFA最短路徑算法尋找最短路徑。

算法原理：記源點為S，源點S到達點i的路徑記為dis[i]，源點S到達點i的最短路徑記作dis[S]，初始時，除了dis[S]，其他dis[i]皆為未知，將dis[i]初始化為無窮大，特別的將dis[S]初始化為0。W(i,j)表示從i點到j點的權值，即根據(jù)經(jīng)緯坐標計算出的距離。算法的目的是在運行過程中，通過迭代不斷減小dis[]的數(shù)值，直至該數(shù)組中保存的數(shù)值減小為到達該點的實際最短路徑的大小。

算法流程：初始化設置dis[S]＝0，dis[i]＝無窮大，將源點S加入隊列，并在隊列中進行標記。重復進行以下操作，隊列為空時算法結束：

(1)、從隊首取出一個結點u，將u標記為不在隊列中，遍歷所有和u直接相連的結點；

(2)、對于每個和u直接相連的結點v，若滿足dis[v]>dis[u]+w(u,v)，則更新dis[v]的值，令dis[v]＝dis[u]+w(u,v)，即對于結點v進行松弛操作。

(3)、若對于dis[v]進行了更新，則檢查v的標記，假如點v不在隊列中，則將點v的標記更新為在隊列中，并將點v加入隊尾；

步驟6、根據(jù)定位定時刷新，判斷刷新結果是否偏離規(guī)劃好的路線，若發(fā)生偏離則重新規(guī)劃。

所得得到的導航地圖分成三個層級，每個層級分別由16塊，256塊，1024塊圖片構成整張地圖；對地圖進行縮放時，進入不同層級，顯示圖片。使用圖層覆蓋技術，加快頁面中圖片的加載速度。使用redis緩存，加快數(shù)據(jù)的加載速度。

天津大學北洋園校區(qū)導航系統(tǒng)可以實現(xiàn)校園內(nèi)的精準導航，相比現(xiàn)有的地圖導航，更加的準確?，F(xiàn)有導航提供的路徑并不是最近的路徑，而且對于校園內(nèi)部的情況不夠了解，提供的許多路徑實際上是不能通行，許多學校內(nèi)的地點不可以選為終點，即輸入許多學校內(nèi)的地點是找不到導航路徑的，天津大學北洋園校區(qū)，由書院制組團構成，現(xiàn)有導航系統(tǒng)是不支持組團內(nèi)的導航的，而天津大學北洋園校區(qū)導航系統(tǒng)為學校量身定制，可以精準的提供最短路徑，所有提供的路徑，都可以通行，天津大學北洋園校區(qū)內(nèi)所有地點都可以給出精準的導航路徑，并且可以實現(xiàn)組團區(qū)內(nèi)的導航。相比現(xiàn)有的導航系統(tǒng)，天津大學北洋園校區(qū)導航系統(tǒng)為天津大學北洋園校區(qū)，量身定制了新的地圖，更能體現(xiàn)天津大學120年悠久的歷史文化。