基于微信平臺(tái)的醫(yī)院內(nèi)部定位與導(dǎo)航的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及地球衛(wèi)星的覆蓋范圍擴(kuò)大，導(dǎo)航越來越受到大眾的喜愛，目前應(yīng)用最多的是基于GPS的室外導(dǎo)航，但是也有許多博物館或者圖書館已經(jīng)應(yīng)用了室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)游客和用戶實(shí)時(shí)導(dǎo)航，醫(yī)院也是人群聚集的地方，現(xiàn)在的大型醫(yī)院建筑結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，也需要室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)的支撐。本文引用了室內(nèi)導(dǎo)航的一些方法和技術(shù)，以便實(shí)現(xiàn)在醫(yī)院內(nèi)的導(dǎo)航。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)導(dǎo)航；二維碼；Wi-Fi技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）24-0311-01

引 言

隨著社會(huì)的發(fā)展，交通網(wǎng)絡(luò)不斷復(fù)雜以及互聯(lián)網(wǎng)的不斷普及，人們的活動(dòng)范圍越來越大，活動(dòng)地點(diǎn)也不固定化，人們使用的地圖也從不易攜帶的紙質(zhì)版變成了移動(dòng)的手機(jī)APP地圖。即便是這樣，也只能滿足對(duì)室外環(huán)境的導(dǎo)航，對(duì)于不熟悉室內(nèi)環(huán)境卻達(dá)不到想要的效果。比如在大型購物中心、博物館、展覽廳、體育館、教學(xué)樓、醫(yī)院等不太熟悉的室內(nèi)區(qū)域，想要快速到達(dá)自己想去的地方還是會(huì)遇到一些困難。尤其是在醫(yī)院看病過程中，想要以最短的時(shí)間、最短的路程到達(dá)想去的科室。可見，知曉自己在醫(yī)院內(nèi)的實(shí)時(shí)位置以及所要到位置是就醫(yī)人員基本的需求。對(duì)于現(xiàn)代的大型醫(yī)院而言，信息化已經(jīng)成為不可避免地發(fā)展方向，而導(dǎo)航系統(tǒng)還并未應(yīng)用于醫(yī)院內(nèi)部管理之中，這一應(yīng)用符合醫(yī)院信息化發(fā)展要求。

現(xiàn)在的大型醫(yī)院科室比較多，構(gòu)造比較復(fù)雜，傳統(tǒng)的建筑物平面結(jié)構(gòu)圖或者樓層示意圖已經(jīng)不能滿足室內(nèi)行人需求，尤其對(duì)于方向感不強(qiáng)的人來說，在尋找目的地的時(shí)候需要分析復(fù)雜的文字圖形信息來辨別方向和尋找路徑顯得尤其困難。室內(nèi)導(dǎo)航是指在樓宇、建筑物之內(nèi)通過一定的室內(nèi)定位技術(shù)為行人提供室內(nèi)實(shí)時(shí)精確定位，為其規(guī)劃路線，方便行人找到樓宇內(nèi)具體某間房間的過程[1]。

1 室內(nèi)定位與導(dǎo)航技術(shù)

1.1 傳統(tǒng)的定位方式

（1）GPS（Global Positioning System）為全球定位系統(tǒng)，今天的GPS定位的精度能達(dá)到10m以內(nèi)。但是在室內(nèi)，因?yàn)榻ㄖ飰γ娴恼趽?，?dǎo)致衛(wèi)星信號(hào)減弱，使得GPS室內(nèi)定位無法達(dá)到室外的精度。目前出現(xiàn)了一些新型技術(shù)如使用GPS+基站定位，或者場(chǎng)景中增加“偽衛(wèi)星”加強(qiáng)衛(wèi)星的信號(hào)使室內(nèi)設(shè)備能像室外一樣使用GPS[2]。但是GPS+基站定位的方式誤差依舊比較大，在室內(nèi)環(huán)境中不太適用；GPS+“偽衛(wèi)星”定位的方式需要的成本比較大。

（2）Wi-Fi定位是一種全新的信息獲取平臺(tái)，通過接入WI-FI路由器的位置來確定無線終端的具體位置。但是WI-FI定位需要已知位置的公共無線路由器，通過這個(gè)無線路由器的位置確定用戶的位置，所以WI-FI定位使用起來有一定局限性，在一些場(chǎng)景中的實(shí)用性有待提高。而且WI-FI定位在樓層定位上很容易出錯(cuò)，信號(hào)容易被干擾，影響定位精度，移動(dòng)終端的能1.1.3基站定位是通過運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供定位信息?；径ㄎ坏恼`差一般比較大，在100～200m左右，無法應(yīng)用在精度要求較高的室內(nèi)定位。

1.2 目前的室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)

（1）針對(duì)室內(nèi)環(huán)境的特殊情況，參考車載導(dǎo)航的數(shù)據(jù)格式可以構(gòu)造出適合室內(nèi)導(dǎo)航的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型。在醫(yī)院內(nèi)部建立三維模型、路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于室內(nèi)有復(fù)雜的道路、樓梯、電梯、出口、衛(wèi)生間等，因此需要建立描述道路類型、道路節(jié)點(diǎn)類型以及道路節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)模型，然后根據(jù)最短路徑算法進(jìn)行路徑規(guī)劃和導(dǎo)航；還需要建立各道路節(jié)點(diǎn)靜態(tài)圖片集，行人在各個(gè)節(jié)點(diǎn)處不斷有圖像作為指引；興趣點(diǎn)POI（point of interest）是導(dǎo)航中的重要元素，被廣泛應(yīng)用在導(dǎo)航系統(tǒng)中，在室內(nèi)導(dǎo)航中可以稱為地標(biāo)，它可以用于標(biāo)識(shí)路徑上的道路節(jié)點(diǎn)，還能用于標(biāo)識(shí)環(huán)境中突出的目標(biāo)，這樣可以確保用戶正沿著正確的路徑行走[3]。除此之外還可以使用幾何和語義改進(jìn)方法，將三維建筑室內(nèi)空間抽象為由結(jié)點(diǎn)和邊構(gòu)成的圖網(wǎng)模型。首先需要定義一個(gè)完整的結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)需要包括圖層、ID號(hào)、所屬樓層號(hào)、相連的邊數(shù)量、相連的邊，相連的邊所需的屬性信息包括涂層、ID、起始點(diǎn)、終止點(diǎn)、方向、可用性、權(quán)值，之后對(duì)其語義進(jìn)行約束，實(shí)現(xiàn)與真實(shí)環(huán)境連接，并且隨著環(huán)境的變化，語義也相應(yīng)變化來滿足不同情境下導(dǎo)航的需要[4]。

（2）Wi-Fi是一種允許電子設(shè)備連接到一個(gè)無線局域網(wǎng)（WLAN）的技術(shù)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR（augmented reality），是指將計(jì)算機(jī)生成的虛擬信息融入到真實(shí)世界當(dāng)中，使兩者達(dá)到有機(jī)融合，從而給用戶帶來更好的沉浸感、體驗(yàn)感。利用Wi-Fi定位技術(shù)和移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)移動(dòng)AR室內(nèi)向?qū)到y(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過攝像頭進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝，并對(duì)視頻流圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。同時(shí)通過無線接入點(diǎn)和電子羅盤檢測(cè)手機(jī)位置和方向信息，再根據(jù)實(shí)景圖像分析結(jié)果和計(jì)算出的手機(jī)位置、方向信息，將虛擬物體疊加顯示在視頻畫面中，最終實(shí)現(xiàn)真實(shí)環(huán)境中的虛擬定位和導(dǎo)航效果再根據(jù)實(shí)景圖像分析結(jié)果和計(jì)算出的手機(jī)位置、方向信息，將虛擬物體疊加顯示在視頻畫面中，最終實(shí)現(xiàn)真實(shí)環(huán)境中的虛擬定位和導(dǎo)航效果[5]。

（3）應(yīng)用二維碼的室內(nèi)導(dǎo)航，要實(shí)現(xiàn)正確的定位與導(dǎo)航，需要獲得目標(biāo)準(zhǔn)確的坐標(biāo)位置，二維碼可以將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)信息編碼到二維圖像上，也可以從編碼的二維圖像中獲得數(shù)據(jù)信息。使用二維碼存儲(chǔ)坐標(biāo)位置信息后，要實(shí)現(xiàn)正確的定位與導(dǎo)航，還需要完成院內(nèi)地圖的繪制[6]，制作成2D地圖[7]，在地圖中標(biāo)注各類建筑物的幾何要素和屬性信息，用戶掃碼后系統(tǒng)做出響應(yīng)，解碼二維碼并顯示用戶目前的地理位置。應(yīng)用二維碼進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航，用戶可以查看地圖，檢索地圖上的建筑物和進(jìn)行導(dǎo)航操作，也可以逐層瀏覽同時(shí)以2D/3D兩種模式切換瀏覽[8]。

2 微信平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

由于現(xiàn)在在移動(dòng)終端上下載APP會(huì)占比較大的內(nèi)存，而且微信公眾號(hào)的應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸擴(kuò)大，因此選擇在微信平臺(tái)上搭建導(dǎo)航系統(tǒng)，將微信公眾號(hào)的菜單欄分為就醫(yī)導(dǎo)航，就醫(yī)服務(wù)，關(guān)于我們?nèi)齻€(gè)子項(xiàng)，就醫(yī)導(dǎo)航下又分為導(dǎo)診和導(dǎo)航兩個(gè)項(xiàng)目。當(dāng)患者首次進(jìn)入醫(yī)院之后，就可以打開“醫(yī)導(dǎo)”平臺(tái)，然后進(jìn)行預(yù)檢、分診。知道要去哪個(gè)科室之后就可以去自助掛號(hào)機(jī)上掛號(hào)取票，然后利用導(dǎo)航系統(tǒng)尋找診室、劃價(jià)處、自助取單處，診室，取藥處等一系列醫(yī)療過程所需要經(jīng)過的地方，最后離院即可完成醫(yī)療全過程。在就醫(yī)服務(wù)這一塊，公眾號(hào)將會(huì)推送關(guān)于醫(yī)學(xué)的一些前沿知識(shí)和邊緣知識(shí)。關(guān)于我們這一塊將會(huì)收集用戶的使用建議和反饋，及時(shí)改進(jìn)和完善公眾號(hào)應(yīng)用。在具體實(shí)施時(shí)，首先對(duì)醫(yī)院進(jìn)行診療數(shù)據(jù)收集與錄入，形成醫(yī)院信息數(shù)據(jù)庫，然后利用上述所提到的室內(nèi)定位與導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行室內(nèi)空間導(dǎo)航。在公眾號(hào)后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中包含醫(yī)院的各個(gè)科室的醫(yī)生的信息及擅長領(lǐng)域。

3 發(fā)展前景預(yù)測(cè)

在醫(yī)院里每人拿一部移動(dòng)智能手機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)療科室的實(shí)時(shí)導(dǎo)航，如果在醫(yī)院里有全覆蓋的Wi-Fi，通過手機(jī)拍攝的照片與視頻流圖像進(jìn)行的實(shí)時(shí)分析計(jì)算出手機(jī)在的位置，即可找到要去的科室。如果醫(yī)院采用的是二維碼的室內(nèi)導(dǎo)航，就醫(yī)者可以掃描醫(yī)院內(nèi)部墻上的二維碼實(shí)時(shí)獲得院內(nèi)的位置信息。即使在拐角處、樓層與樓層之間也可以暢通無阻，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)導(dǎo)航。

4 結(jié) 語

近年來，無線網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展以及普及推動(dòng)了醫(yī)療應(yīng)用的變革，室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)一步提升，醫(yī)學(xué)影像存檔與通訊系統(tǒng)（PACS）、電子病歷（EMR）、區(qū)域醫(yī)療系統(tǒng)、移動(dòng)護(hù)理系統(tǒng)（Mobile Nursing）、臨床路徑系統(tǒng)、供應(yīng)室追蹤系統(tǒng)等一系列信息化產(chǎn)品出現(xiàn)，醫(yī)院也變得更加信息化、智能化。

參考文獻(xiàn)

[1]王 玨.智能交通誘導(dǎo)信息服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證[D].北京郵電大學(xué)，2015.

[2]王亞賓，戰(zhàn)興群，徐洪亮，等.偽衛(wèi)星室內(nèi)導(dǎo)航定位系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)[J].算法、設(shè)計(jì)與應(yīng)用，2012，20（3）：793～796.

[3]程 雄.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在IPHONE平臺(tái)室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用[D].湖北理工大學(xué)，2013.

[4]周嘉藝.基于空間語義的室內(nèi)導(dǎo)航應(yīng)用模型研究[J].地理空間信息，2017，15（6）：10～13.

[5]閆興亞，陸 可，劉 偉.基于Wi-Fi定位技術(shù)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)室內(nèi)向?qū)а芯颗c應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2016，33（5）：108～111.

[6]莊 瑩，黃麗娜，鄭恒杰，等.二維碼定位技術(shù)支持下的室內(nèi)導(dǎo)航電子地圖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)——以武漢大學(xué)圖書館為例[J].測(cè)繪通報(bào)，2017（05）：125～128+142.

[7]林巍凌.引入導(dǎo)航網(wǎng)格的室內(nèi)路徑規(guī)劃算法[J].測(cè)繪科學(xué)，2016，41（02）：39～43.

[8]林育曼，潘敏潔，卓偉鵬，等.應(yīng)用二維碼的室內(nèi)導(dǎo)航應(yīng)用設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].微處理機(jī)，2017，38（5）：61～64.

收稿日期：2018-7-5

指導(dǎo)老師：郭文秀。