推扫式三维点云在商场导航中的应用研究

发布时间：2020-04-18

　　摘要:针对目前商场为用户提供的商品导览方式存在的不能为用户提供一站式购物服务、商场中商品繁多用户很难买到称心如意的商品、对于不熟悉商场的用户来说根据平面图容易迷路找不到目的地等问题，本文提出了通过使用推扫式三维点云室内导航的API接口对其进行二次开发实现室内导航商品的自由导览与音频讲解功能。实验结果表明，北京某万达广场使用该系统的用户体验效果良好，大大改善了用户的购物体验。

　　关键词:商品导览;室内导航;三维点云;自由导览;音频讲解

　　0引言

　　如今，随着商场规模的扩大，其内部结构也随之越来越复杂，对于不熟悉商场环境的用户来说，在购物时比较费时而且不易找到合适的商品。如何快速、准确、高效地在各种商品中找到用户想要的商品，是长期困扰用户和导购系统的难题。

　　近年来国内外学者将室内导航应用于商场进行了多方面研究。文献[2]实现了商品定位、路径规划、导航和广告的功能。文献[3]所设计的系统是通过比较观察到的RSS值来引导消费者到这些商店中的任何一个。消费者和商店的位置是由最大似然估计所得到的，可以精确地计算目标商店相对于消费者当前方位的方向，从而可以确定消费者应该移动的方向。由于上述室内导航应用在商场中，不能为用户提供一站式服务，当用户进行购物选择时不能直观且快速地了解商场中所有商品的信息，从而不能做出更好的判断购买到满意的商品。为此本文基于推扫式移动扫描系统通过所提供的接口进行二次开发实现商品的自由导览与讲解功能。

　　1推扫式移动扫描系统的工作原理推扫式移动扫描系统在扫描室内环境之前需要对传感器进行校准，使用SLAM定位算法来记录当前的位置信息，根据激光信号从光源到墙壁的返回时间来测量距离，为了估计其位置，移动扫描使用扫描匹配，即将当前激光扫描的几何形状与之前的进行比较，通过查看它与周围环境的距离变化来计算它移动的距离和方向。与此同时，根据当前扫描的速度和角速度来获取图像数据。

　　系统扫描之后获得室内的图像和传感器数据，如激光扫描数据、Wi-Fi信号以及蓝牙信标的信号等。对原始数据进行后处理和网络处理。在后处理中对采集的数据进行处理得到高质量的点云、地图、全景图像以及其他文件。在网络处理中生成适合于Web浏览器显示的数据。创建实例并将处理好的数据集添加到实例中，然后对齐数据集并地理注册，使其与真实的大地坐标相一致。最后生成导航图和地图。推扫式移动扫描系统的工作原理如图1所示。

　　2B/S模式商场兴趣点自由导览的研究

　　Indoorviewer是推扫式移动扫描系统基于浏览器的应用程序，用于室内空间的可视化、数字化和导航。无须用户安装第三方浏览器插件便可以在桌面和笔记本电脑上的主流Web浏览器中360°查看室内空间的全景视图和真彩色点云。可以在页面任意位置的空间中创建和编辑兴趣点(poi)，每创建一个兴趣点都有与之对应兴趣点的ID值，在兴趣点中可以添加文字、图片、视频、音频等内容，创建完之后自动存到数据库中。采用计算机视觉与多传感器融合的技术实现室内定位与导航，在空间中的任何起始位置之间根据对用户现有位置的估计和预设目的地，结合导航地图的节点信息，寻找一条最适合用户的路径规划以3D方式到达目的地。

　　自由导览功能的实现步骤如下:

　　1)将IndoorViewer的API通过JavaScript导入网页中。

　　2)创建IndoorViewer对象

　　indoorViewer=newIndoorViewer({'base_url':'http://haoyu.dthink.net:5580/wdtest/'})。

　　3)获取数据库中兴趣点的信息

　　先在页面中创建好商铺、商品的兴趣点，兴趣点中可以添加文字、图片、音频等内容。然后通过接口获取数据库中所有的兴趣点。

　　4)IndoorViewer二次开发实现自由导览

　　3实例应用

　　3.1商场概况

　　万达广场建筑规模大、人流量大、内部空间复杂，集各种零售业、娱乐、餐饮及休闲于一体，是可满足人们各种需要、对购物者充满吸引力的购物、休闲场所。但对于不熟悉商场环境的消费者来说，在购物时比较费时而且不易找到合适的商品。为帮助用户提供一站式的购物环境，本文以北京某万达广场为例来验证商场的自由导览与讲解功能在实际中的效果。

　　3.2商场的自由导览

　　1)在浏览器中打开IndoorViewer界面。

　　2)按照输入框的提示信息在输入框中分别输入导览兴趣点的起点与终点位置。

　　3)单击开始导览按钮。

　　4)自动对起点与终点之间所有兴趣点的信息进行自由浏览以及对应兴趣点的音频讲解，在此过程中无须进行其他操作。

　　5)用户可以通过该功能，快速地查找到自己想要买的东西的商铺。

　　6)在导航窗口中输入当前位置与目标位置，生成导航的最优路径。

　　7)在指定商铺中购买商品。

　　商场的导览流程如图2所示，此功能的应用为用户提供了智能化、快捷化、人性化的商品导览与导航服务，同时也为商铺提供了便利，让更多的用户了解其商品，降低了商品大额的宣传费用，提升了用户的购物体验。

　　4结束语

　　基于IndoorViewerJavaScriptAPI接口进行二次开发，实现了室内兴趣点的自由导览与音频讲解的功能，结合IndoorViewer路径规划功能为用户提供一站式的购物服务，大大提高了购物的效率，节省了购物的时间，从而为用户营造了一种舒适的购物体验。该功能不仅能够应用在大型商场如万达广场中，而且还能够应用在博物馆、海洋馆等大型室内环境中。除此之外，可以根据IndoorViewer中提供的JavaScriptAPI接口实现更多的功能。

　　推扫式三维点云在商场导航中的应用研究相关期刊推荐：《测绘与空间地理信息》(月刊)创刊于1978年，由黑龙江省测绘学会主办。反映测绘学科及地理空间信息科学前沿理论和技术并指导地理信息工作者从事科研、开发、生产的技术性、知识性刊物，主要刊载测绘高新技术、地球空间信息和地理信息系统的前沿理论与技术;地理信息系统工程建设的技术总结与经验交流;测绘行业管理与改革的先进经验;测绘生产技术交流、科研成果推广及教学经验介绍等