摘 要

由于传统的导航应用没有办法满足人们对室内导航的需求，所以需要一款实景室内导航的应用。论文主要内容为设计开发一款AR室内导航，解决传统导航技术在室内环境下的局限，同时将室内导航与增强现实技术相融合，使用户在使用应用时，能够直接观察实景进行导航，减少了用户使用传统导航时繁复的操作，提升用户的体验感。毕业设计根据用户需求将应用分为实景导航、平面图预览等功能模块，同时通过Vuforia和Unity平台实现AR基本功能，并且在Unity中编写简单的交互如搜索目的地，点击显示目的地相关信息等功能。并最终在安卓端手机进行测试，测试结果显示该应用功能满足基本需求，完成效果良好。

关键词：室内导航；增强现实；最短路径算法；Unity

Abstract

Because the traditional navigation application cannot meet people's needs for indoor navigation, so it is necessary to have a live indoor navigation application. The main content of the thesis is to design and develop an AR indoor navigation, to solve the limitations of traditional navigation technology in the indoor environment, and at the same time, indoor navigation and augmented reality technology fusion, so that users can directly observe the real-world navigation when using the application, reduce the user's traditional navigation when complex operation, enhance the user's sense of experience. Graduation design according to user needs, the application is divided into live navigation, floor plan preview and other function modules, while through the Vuforia and Unity platform to achieve AR basic functions, and in Unity to write simple interactions such as search destination, click to display destination-related information and other functions. Finally, the Android phone test, the test results show that the application function to meet the basic needs, the completion effect is good.

Key Words：Indoor navigation；Augmented reality；Shortest Path Algorithm；Unity

目录

第1章 绪论 3

1.1 研究背景和意义 3

1.2 国内外研究现状 3

1.3 主要研究内容与论文章节安排 4

第2章 基于Unity平台的AR室内导航相关技术 6

2.1 最短路径算法 6

2.2.1 Dijkstra算法 6

2.2.2 A*算法 6

2.2 Unity程序开发 7

2.2.1 Unity简介 7

2.2.2 Unity特点 7

2.3 增强现实技术 8

2.3.1 增强现实组成 8

2.3.2 增强现实技术分类 9

2.3.3 Vuforia 高通SDK 10

2.4 本章小结 10

第3章 基于AR的室内导航方法和系统实现 11

3.1 导航系统需求分析 11

3.2 导航系统模块设计 12

3.2.1定位模块 12

3.2.2 电子地图模块 13

3.2.3 AR实景导航模块 14

3.2.3.1 室内路网的搭建 15

3.2.3.2 室内实景与增强现实结合方法 20

3.2.4 界面交互模块 21

3.3本章小结 23

第4章 基于增强现实的室内导航系统测试 25

4.1实验测试过程及结果 25

4.2本章小结 29

第5章 总结与展望 30

5.1 总结 30

5.2 展望 30

参考文献 31

致 谢 32

第1章 绪论

1.1 研究背景和目的

随着通信技术与移动互联网近些年来快速发展，移动终端相关技术也得以快速更新迭代，传统手机被智能手机逐渐淘汰，随着智能手机的普及率逐渐增高，人们对智能手机功能也有更丰富的需求。手机硬件配置的提升与丰富的传感器，使得手机能够更便捷地处理各种不同问题，提供各种服务。例如，聊天交友，便捷支付和电子地图导航等功能。其中，电子地图导航能为人们提供精准定位与实时导航等丰富的地图功能，电子地图区别与传统地图有更多优势。现如今手机导航主要由全球卫星定位技术支持，全球卫星定位技术能够精准定位室外位置，在无遮挡物与信号干扰的情况下误差较小，人们在室外可以使用手机导航得到优秀的定位与导航服务，解决了很多麻烦。

如今各大互联网公司都推出了自己的电子地图产品，最常见的有高德地图与百度地图，能够在室外场景下提供成熟的导航服务。但由于室内墙壁的遮挡，与全球卫星定位技术无法在纵向上提供室内楼层的信息无法定位室内位置，所以不能直接应用到室内导航之中。开发室内导航能够帮助人们在大型室内建筑内准确定位自己当前的位置和目的地导航，在大型商场与博物馆、室内会展等场景下均有优秀的使用。所以，室内导航技术能够在室外导航的基础上，进一步完善手机的导航功能。并且由于大多数时间人们都是处在室内环境之中的，准确的室内导航服务能够显著提升手机对用户的导航体验。

同时，现有的导航系统一般均为平面地图显示，用户无法直观地使用导航，需要自己判断朝向与导航情况结合，当前缺少与现实世界的结合不够便捷。增强现实技术能够很好地解决这些问题， 通过AR技术在现有的导航系统中添加更多指引，把指引与现实环境结合，让用户能够更为直接的使用导航。

与虚拟现实技术一样，增强现实技术是当下热门的技术，在不同领域上面均有优秀的使用案例，同时各大高校与互联网公司都在这项技术上面进行投入。AR技术通过将虚拟建模与现实环境结合在一起，使用户能够直观感受，有良好的使用体验。

本文研究意义在于开发一款室内实景导航应用，同时与最新的AR技术相结合，将室内导航的导航信息以与实际场景相融合的形式显示在手机上，用户只要根据实际场景信息就能找到目的地，从而提高用户的使用体验。