1、變化感知的復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境智能導(dǎo)航方法人類(lèi)生活的絕大部分時(shí)間都處在室內(nèi)空間中, 例如辦公樓、購(gòu)物中心以及機(jī)場(chǎng)和地鐵站等 , 室內(nèi)外無(wú)縫導(dǎo)航已成為國(guó)際上學(xué)術(shù)界和工業(yè)界爭(zhēng)奪的戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn),室內(nèi)導(dǎo)航是位置服務(wù)發(fā)展的必然趨勢(shì), 其核心在于支持變化感知室內(nèi)位置表達(dá)與導(dǎo)航尋徑解算。然而 , 當(dāng)前對(duì)于三維室內(nèi)場(chǎng)景的研究主要集中在大型建筑物的室內(nèi)空間復(fù)雜性 , 如何快速感知室內(nèi)空間環(huán)境及其變化, 同時(shí)根據(jù)這些變化 , 結(jié)合移動(dòng)對(duì)象的位置信息 , 支持快速高效動(dòng)態(tài)地生成導(dǎo)航模型, 滿(mǎn)足多樣化室內(nèi)位置服務(wù)應(yīng)用需求 , 已成為公共安全和商業(yè)服務(wù)等諸多領(lǐng)域都亟需解決的重要問(wèn)題。本文將變化感知的復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境導(dǎo)航的難題分解為對(duì)

2、室內(nèi)位置信息的表達(dá)、室內(nèi)空間的提取、動(dòng)態(tài)場(chǎng)景導(dǎo)航模型與數(shù)據(jù)組織和室內(nèi)導(dǎo)航網(wǎng)格動(dòng)態(tài)生成等關(guān)鍵問(wèn)題 , 克服傳統(tǒng)靜態(tài)室內(nèi)導(dǎo)航只適用于簡(jiǎn)單的最短路徑解算和導(dǎo)航尋徑方法被限制在無(wú)障礙物信息的簡(jiǎn)易建筑物或者缺乏垂直空間描述的二維建筑平面圖等局限 , 針對(duì)室內(nèi)場(chǎng)景位置表達(dá)的多樣性和動(dòng)態(tài)性 , 提出一種從傳統(tǒng)靜態(tài)位置描述到面向動(dòng)態(tài)變化的多維室內(nèi)位置信息模型 ; 針對(duì)包含有障礙物以及多個(gè)樓層室內(nèi)場(chǎng)景的復(fù)雜性 , 提出一種從傳統(tǒng)二維功能區(qū)間到顧及障礙物和不同類(lèi)型用戶(hù)三維室內(nèi)空間提取方法 ; 針對(duì)復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境的多維動(dòng)態(tài)變化特征 , 提出一種支持表達(dá)建筑物結(jié)構(gòu)、室內(nèi)空間、傳感器和人員行為等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息的室內(nèi)導(dǎo)航模

3、型; 針對(duì)室內(nèi)導(dǎo)航計(jì)算的高效性和適應(yīng)性 , 提出一種支持可量化尋徑及評(píng)估的室內(nèi)導(dǎo)航網(wǎng)格實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)解算算法。具體內(nèi)容包括 :(1) 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 : 將針對(duì)動(dòng)態(tài)變化環(huán)境的室內(nèi)導(dǎo)航分為室內(nèi)位置信息表達(dá)模型、 室內(nèi)空間提取方法、 室內(nèi)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景導(dǎo)航模型與數(shù)據(jù)組織、室內(nèi)導(dǎo)航網(wǎng)格生成與尋徑方法四個(gè)內(nèi)容 , 按照發(fā)展線(xiàn)索對(duì)現(xiàn)有方法進(jìn)行綜述。最后 , 指出了現(xiàn)有不同領(lǐng)域方法的發(fā)展趨勢(shì), 并針對(duì)變化感知的復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境導(dǎo)航模型動(dòng)態(tài)生成方法, 就現(xiàn)有方法的適用性進(jìn)行了對(duì)比。 (2) 多維室內(nèi)位置信息模型 : 現(xiàn)有的室內(nèi)位置描述 , 在內(nèi)容方面專(zhuān)注于單一位置特征的表達(dá), 缺乏多維位置關(guān)聯(lián)約束的定義 ; 在應(yīng)用方面?zhèn)戎?/p>

4、于幾何度量計(jì)算, 缺乏拓?fù)浼胺轿坏冗壿嬤\(yùn)算。因此 , 本文引入室內(nèi)絕對(duì)位置和室內(nèi)相對(duì)位置的概念, 提出支持動(dòng)態(tài)變化描述的室內(nèi)位置信息模型 , 實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)變化室內(nèi)環(huán)境中的靜態(tài)對(duì)象和動(dòng)態(tài)對(duì)象位置及位置變化的描述 , 為室內(nèi)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景導(dǎo)航模型與數(shù)據(jù)組織提供位置描述基礎(chǔ)。(3)復(fù)雜三維室內(nèi)空間提取方法: 現(xiàn)有的室內(nèi)空間提取方法, 在內(nèi)容方面專(zhuān)注于三維模型的位置關(guān)系重建 , 缺乏室內(nèi)空間語(yǔ)義一致性約束的表達(dá); 在結(jié)構(gòu)方面?zhèn)戎赜趯?duì)靜態(tài)三維模型進(jìn)行空間分割, 缺乏動(dòng)態(tài)變化更新機(jī)制 ; 在應(yīng)用方面強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)可視化與存儲(chǔ)的高效調(diào)度 , 在一定程度上破壞了原始模型的幾何一致性, 缺乏幾何與語(yǔ)義關(guān)聯(lián)機(jī)制。因此 , 本文

5、提出一種支持包含障礙物信息的室內(nèi)空間提取方法, 通過(guò)粗提取和精提取兩個(gè)階段 , 能夠適應(yīng)不同類(lèi)型用戶(hù)的空間提取需求, 同時(shí)保持三維室內(nèi)空間定義和劃分的幾何完整性, 實(shí)現(xiàn)高效快速且保持幾何與語(yǔ)義一致性的室內(nèi)空間提取 , 為變化感知的室內(nèi)導(dǎo)航網(wǎng)格動(dòng)態(tài)生成提供可通行空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。(4) 復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境智能導(dǎo)航方法 : 現(xiàn)有的室內(nèi)導(dǎo)航方法 , 在內(nèi)容方面大多針對(duì)水平空間描述的應(yīng)用場(chǎng)景 , 缺少針對(duì)包含有樓梯等垂直空間的多樓層應(yīng)用場(chǎng)景解決方案; 在應(yīng)用方面?zhèn)戎赜陟o態(tài)室內(nèi)場(chǎng)景的導(dǎo)航尋徑, 缺乏面向感知變化的動(dòng)態(tài)室內(nèi)場(chǎng)景導(dǎo)航尋徑模式。因此 , 本文發(fā)展了一種復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境動(dòng)態(tài)場(chǎng)模型, 以室內(nèi)空間為依托 , 突破傳統(tǒng)面向矢量網(wǎng)絡(luò)的粗粒度導(dǎo)航分析的瓶頸, 支持反映真實(shí)室內(nèi)場(chǎng)景細(xì)節(jié)的情境感知與應(yīng)急導(dǎo)航分析 , 實(shí)現(xiàn)描述顧及建筑物部件、設(shè)施、傳感器、人員的全方位動(dòng)態(tài)變化室內(nèi)場(chǎng)景 , 為變化感知的室內(nèi)導(dǎo)航網(wǎng)格動(dòng)態(tài)生成方法提供數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)。同時(shí) , 本文提出一種變化感知的室內(nèi)導(dǎo)航方法, 支持室內(nèi)場(chǎng)景導(dǎo)航網(wǎng)格實(shí)時(shí)計(jì)算,實(shí)現(xiàn)了面向個(gè)體的室內(nèi)導(dǎo)航路線(xiàn)動(dòng)態(tài)生成, 支持導(dǎo)航過(guò)程中擁堵和停滯等事件的變化感知 , 為科學(xué)制定室內(nèi)導(dǎo)航路線(xiàn)提供理論支撐。最后 , 本文采用典型的復(fù)雜室內(nèi)場(chǎng)景與數(shù)據(jù): 天津市濱海新區(qū)于家堡金融區(qū)高鐵站為案例 , 在復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境智能導(dǎo)航方法基礎(chǔ)上, 實(shí)現(xiàn)了變化感知