黃朝幫 黃 靜 黃 彬 岑亮軍 鄧景天 李一媛

0 引言

時(shí)過(guò)境遷，如今的電子產(chǎn)品領(lǐng)域也在高速發(fā)展，電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)廠商不僅講究產(chǎn)品本身的外表設(shè)計(jì)，而且重視用戶的實(shí)用性，是為了提高用戶能夠從該產(chǎn)品中體驗(yàn)到該產(chǎn)品帶來(lái)的效率。

該桂電圖書(shū)館室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)含自主定位，智能導(dǎo)航，圖書(shū)索引，區(qū)域提示，模型操作等功能。自主定位是當(dāng)用戶點(diǎn)擊當(dāng)前位置按鈕時(shí)，手機(jī)獲取藍(lán)牙信息，發(fā)送到服務(wù)端，服務(wù)端進(jìn)過(guò)算法計(jì)算，將模型的位置坐標(biāo)發(fā)送回手機(jī)，圖書(shū)館模型中會(huì)顯示用戶當(dāng)前位置；索引書(shū)籍時(shí)，點(diǎn)擊開(kāi)啟導(dǎo)航時(shí)，同樣獲取位置信息。智能導(dǎo)航，導(dǎo)航采用Unity 的Nav 網(wǎng)格模型的自動(dòng)尋路算法，精準(zhǔn)的算出用戶位置到目標(biāo)的最短路徑，同時(shí)生成一條可視化的線路，路線隨用戶位置的變化實(shí)時(shí)更新，用戶可根據(jù)線路找到目標(biāo)位置。同時(shí)導(dǎo)航提供第一人稱(chēng)視角和第三人稱(chēng)視角兩種導(dǎo)航模式，為不同用戶帶來(lái)更好更便捷的體驗(yàn)。

1 項(xiàng)目背景

隨著城市化進(jìn)程加快，信息技術(shù)的發(fā)展催生了物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)又間接孵化了“智慧城市”這一概念。在建設(shè)智慧城市浪潮的推動(dòng)下，各行各業(yè)紛紛加入到這場(chǎng)技術(shù)與方案的比拼之中。從硬件到軟件、從產(chǎn)品到方案，物聯(lián)網(wǎng)延伸到哪里，市場(chǎng)就存在于哪里。

伴隨著當(dāng)今城市化的發(fā)展，城市居民把更多的時(shí)間用在了室內(nèi)，因此室內(nèi)位置信息便擁有了更多的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)室內(nèi)定位技術(shù)讓多種多樣的硬件設(shè)備、各式各樣的應(yīng)用場(chǎng)景聯(lián)系到一起，進(jìn)而形成人與物、物與物的相互連接，以此來(lái)推動(dòng)智慧城市的建設(shè)和發(fā)展。

表1 各種定位系統(tǒng)對(duì)比

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案與實(shí)現(xiàn)

本項(xiàng)目基于華南第一大圖書(shū)館—桂林電子科技大學(xué)圖書(shū)館通過(guò)項(xiàng)目組的技術(shù)攻關(guān)研發(fā)桂電圖書(shū)館室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)軟件，以實(shí)現(xiàn)圖書(shū)搜索、圖書(shū)定位和圖書(shū)位置導(dǎo)航為一體智能軟件，服務(wù)與廣大師生，為同學(xué)和老師減少找書(shū)的繁瑣步驟與困難。通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施，把書(shū)籍位置定位與室內(nèi)導(dǎo)航相結(jié)合，改造傳統(tǒng)的找書(shū)方式，大大提供了其便利性。項(xiàng)目的具體實(shí)施方案將主要在以下幾個(gè)方面：

（1）場(chǎng)景模型的建立

前期對(duì)圖書(shū)館進(jìn)行實(shí)地拍攝取景，分析其模型結(jié)構(gòu)，通過(guò)Maya 和3D MAX兩個(gè)建模工具來(lái)建立模擬一個(gè)比較真實(shí)的場(chǎng)景和一個(gè)簡(jiǎn)模場(chǎng)景，簡(jiǎn)模場(chǎng)景用于圖書(shū)館遠(yuǎn)景的顯示，真實(shí)場(chǎng)景用于圖書(shū)館近景顯示，兩種模型的建立對(duì)手機(jī)渲染減少了不少負(fù)擔(dān)，同時(shí)也是解決手機(jī)展示模型進(jìn)行優(yōu)化的一種處理方式。

（2）室內(nèi)定位實(shí)現(xiàn)

針對(duì)各種定位系統(tǒng)，如藍(lán)牙技術(shù)、UWB、射頻技術(shù)、Wi- Fi技術(shù)等，尤其是藍(lán)牙定位。軟件使用藍(lán)牙室內(nèi)定位，因?yàn)樗{(lán)牙不受建筑物外壁的阻礙，在圖書(shū)館這種相對(duì)安靜的環(huán)境定位信號(hào)還是很強(qiáng)的，影響較小，而且成本低，同時(shí)移動(dòng)設(shè)備都支持藍(lán)牙功能。要對(duì)藍(lán)牙基站進(jìn)行布點(diǎn)安裝工作。移動(dòng)設(shè)備接收到藍(lán)牙基站發(fā)出的位置信息傳導(dǎo)軟件中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)定位功能。

藍(lán)牙定位系統(tǒng)的硬件分為5 類(lèi):藍(lán)牙i Beacon 基站、讀者終端、智慧圖書(shū)館后臺(tái)服務(wù)器、管理員終端、3D 監(jiān)管終端。

A.藍(lán)牙i Beacon 基站

藍(lán)牙i Beacon 基站作為智慧圖書(shū)館定位的基礎(chǔ)硬件設(shè)備，用于發(fā)送藍(lán)牙RSSI 信號(hào)，與移動(dòng)終端進(jìn)行通信。

圖1 軟件架構(gòu)圖

圖2 系統(tǒng)硬件部署圖

（3）軟件的交互

A.構(gòu)建室內(nèi)空間模型

圖書(shū)館在交互功能上，可實(shí)現(xiàn)分層顯示，全景顯示，二維三維顯示，實(shí)景顯示等功能，同時(shí)使用Unity3D 引擎軟件繪制3D場(chǎng)景，建立具有基本功能的3D 室內(nèi)空間模型。

B.定位設(shè)備部署

定位設(shè)備分為手持終端和藍(lán)牙信號(hào)發(fā)射基站兩部分。手持終端被定位人員攜帶即可。藍(lán)牙信號(hào)發(fā)射基站將被有序部署在圖書(shū)館各層的閱覽室、書(shū)庫(kù)、自習(xí)室和報(bào)告廳等場(chǎng)所。最終需要根據(jù)定位效果確定以及調(diào)整藍(lán)牙信號(hào)發(fā)射基站部署規(guī)模。每30平米布置一藍(lán)牙信號(hào)發(fā)射基站。主要突出我們的定位導(dǎo)航功能。

3 結(jié)束語(yǔ)

本項(xiàng)目主要是為人們?cè)趫D書(shū)館尋找書(shū)籍時(shí)提供實(shí)時(shí)定位導(dǎo)航服務(wù)。通過(guò)使用基于藍(lán)牙室內(nèi)定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)身臨其境的實(shí)時(shí)跟進(jìn)功能，為用戶帶來(lái)更為方便快捷的導(dǎo)航功能。我們也從項(xiàng)目開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)中學(xué)習(xí)到了U3D 的用法以及室內(nèi)定位的原理、程序。