一种支持复杂语义查询的室内移动对象行为建模方法技术

本发明专利技术公开了一种支持复杂语义查询的室内移动对象行为建模方法，包括：将建筑物的室内区域划分为多种空间单元，根据空间单元的邻接关系构建室内空间单元邻接距离矩阵和空间索引结构；对各房间单元和各开放单元设置不同粒度程度的多层语义关键词，按照语义关键词的语义关系建立多粒度语义层次树；为各房间单元和各开放单元在不同粒度程度的语义层次上建立语义索引；对建筑物内各移动对象的行为建模。本发明专利技术的对室内移动对象行为建模方法可以使用户方便快捷的查询到移动对象的相关行为，对相似行为的移动对象进行有效分类，具有更好的查询、更新性能，更加适用于实际室内的应用场景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及针对移动对象的建模方法，尤其涉及一种支持复杂语义查询的室内移动对象行为建模方法。
技术介绍
据统计表明，人类有87％的时间在室内度过，例如私人住宅、写字楼等。人类的室内移动轨迹数量庞大，例如，2016年3月5日，北京地铁15条运营线路日客运量为967.11万人次，有效管理如此庞大的移动对象数据将创造众多商机。例如近年来蓬勃发展的线上至线下(OnlinetoOffline，简称O2O)应用使越来越多的用户在线上搜索感兴趣内容，线下体验服务，其中针对室内场景的查询需求多种多样。例如，用户通过app搜索炸鱿鱼圈，app按照距离排序返回对应餐馆列表，用户通过室内导航到达选定餐馆，又如商场运营者寻找购物后经常看电影的用户，为其推送最新电影信息等。高效检索如此庞大的室内单元以及移动对象对许多应用程序包括对象跟踪，室内导航以及应急疏散等都显得尤为重要。室外移动对象管理技术相对成熟，而室内与室外存在诸多不同。首先室外通常采用欧式距离或道路路网距离作为测量标准，而室内由于存在墙体等约束，欧式距离无法应用于室内。如图1所示的室内平面结构中，对象O1与O2之间的距离不能通过直线距离(如由线段组成的虚线所示)进行度量，而应通过C3->C2->C1->C6->C5的连线(如由点组成的实线所示)作为两者距离。其次室外GPS定位信号通常由经纬度坐标组成，而室内定位采用射频识别(RadioFrequencyIdentification，简称RFID)、WiFi、ZigBee等短距离定位方式，定位信号的表达也存在不同，室内更多使用符号化的单元表示。目前，基于室外欧式空间的移动对象索引技术有很多，例如基于R树变种的TPR-Tree和TPR*—Tree可以用于移动对象当前、未来位置的索引，MV3R-tree、HR-tree、TB-tree可以用于移动对象历史轨迹的索引。FNR-Tree,MON-Tree,DSTR-Tree则基于道路网络对移动对象进行索引。室内空间与室外空间存在诸多不同，因此管理室内移动对象时需要考虑室内环境的特点。目前比较流行的室内建模方法是基于图的方法，学者Jensen将室内房间作为节点，门作为边建立室内连通图模型，学者Li提出了一种考虑室内空间几何和拓扑特征的室内空间模型，能够表达室内空间的连通和几何特性，还有其它学者提出的方案中都基于图模型进行建模。学者Shin提出的ACII分别对历史和当前时刻进行索引，以空间邻接关系建立空间索引MC，并对移动对象构建Hash索引，而MEMO结构则用于管理移动对象的历史轨迹。学者Jensen提出了RTR-Tree以及TP2R-Tree，RTR-tree的核心思想是将对象轨迹切分成若干个线元素，TP2R-tree则将时间参数引入轨迹点的索引中。学者Alamri提出了基于室内单元连通性的移动对象索引，支持连通性、对象k最近邻在内的多种查询，但对走廊、大厅等开放单元和楼梯、电梯等立体连通单元考虑较少，主要用于室内单层移动对象索引。学者Jin将室内分成房间、门、传感器、静止对象，将移动对象与室内元素建立语义关系。学者Ben提出了室内语义索引SI，对室内单元进行语义分类从而支持语义相关查询，但由于SI通过有限语义类别进行索引，语义扩展能力有限，且对k最近邻、连通性查询等空间相关约束查询支持较弱。如何快速检索室内单元与移动对象成为制约室内应用的关键因素之一。因为室内存在墙壁等障碍物，基于欧式距离的室外移动对象索引技术无法应用于室内，所以需要提供一种专门应用于室内的移动对象索引技术，同时目前室内移动对象索引主要关注空间相关查询，对语义查询关注较少，室内的移动对象索引技术还需提高语义查询的复杂程度。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种支持复杂语义查询的室内移动对象行为建模方法。本专利技术提供的支持复杂语义查询的室内移动对象行为建模方法，包括：步骤1，根据建筑物的建筑结构将建筑物的室内区域划分为多种空间单元，所述空间单元包括房间单元和初设开放单元，根据各房间单元和初设开放单元的位置关系将所述初设开放单元划分为至少一个开放单元；根据空间单元的邻接关系构建室内空间单元邻接距离矩阵和空间索引结构；步骤2，对各房间单元和各开放单元设置不同粒度程度的多层语义关键词，按照语义关键词的语义关系建立多粒度语义层次树；为各房间单元和各开放单元在不同粒度程度的语义层次上建立语义索引；步骤3，监测移动对象的位置信息，根据所述室内空间单元邻接距离矩阵、所述空间索引结构、所述多粒度语义层次树和所述语义索引对建筑物内各移动对象的行为建模。上述室内移动对象索引方法还具有以下特点：所述步骤1中根据各房间单元和开放单元的位置关系将所述初设开放单元划分为至少一个开放单元采用以下方式实现：确定所述初设开放单元的长轴，将穿过各房间单元中的门且与长轴垂直的线与长轴的交点作为节点，根据所述初设开放单元中的各节点将所述初设开放单元划分为至少一个开放单元，每个节点对应于一个开放单元。上述室内移动对象索引方法还具有以下特点：所述步骤1中还包括：检测相邻的两个开放单元沿所述初设开放单元的长轴的长度之和小于预设长度时，将相邻的两个开放单元合并为一个开放单元。上述室内移动对象索引方法还具有以下特点：所述步骤1中，所述建筑物为多层建筑物时，所述空间单元包括房间单元、初设开放单元和楼道单元；将所述楼道单元划分为呈并列关系的上楼单元和下楼单元；将所述上楼单元划分为一个以上的子单元，将所述下楼单元划分为至少一个子单元；设置与所述楼道单元邻接的位于相邻楼层的同一垂直位置的两个单元均与所述上楼单元和所述下楼单元邻接；所述上楼单元的子单元的个数大于所述下楼单元的子单元的个数。上述室内移动对象索引方法还具有以下特点：所述楼道单元中上楼单元的子单元的个数为3，所述下楼单元的子单元的个数为1。上述室内移动对象索引方法还具有以下特点：所述步骤1中，所述建筑物为多层建筑物且包括电梯时，所述空间单元包括房间单元、初设开放单元、楼道单元和电梯单元；设置与所述电梯单元邻接的位于不同楼层的同一垂直位置的两个单元之间的代价均为1。上述室内移动对象索引方法还具有以下特点：所述步骤2还包括：对各空间单元对应于多粒度语义层次树中的叶子节点设置相应的倒排索引关键词。上述室内移动对象索引方法还具有以下特点：所述步骤2还包括：为空间单元增加倒排索引关键词时，在多粒度语义层次树中增加空间单元与增加的倒排索引关键词的映射关系。上述室内移动对象索引方法还具有以下特点：所述步骤2中对各房间单元和各开放单元设置的多层语义关键词至少包括：表示消费类型的首层语义关键词、表示属于消费类型的消费子类型的中间层语义关键词、表示店铺名称的末层语义关键词。上述室内移动对象索引方法还具有以下特点：所述消费类型包括以下至少一种：饮食、购物、娱乐；所述饮食的消费子类型包括以下至少一种：快餐、西餐、中餐、自助、烤肉、东南亚、混合型、素菜；所述购物的消费子类型包括以下至少一种：食品、数字产品、男装、女装、内衣、童装、饰品、运动、家用电器、家居清洁、家居、五金、奢侈品、珠宝、玩具、箱包、手表、化妆品、鞋类、宠物用品、文化用品；所述娱乐的消费子类型包括以下至少一种：游乐刺激、文本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支持复杂语义查询的室内移动对象行为建模方法，包括：步骤1，根据建筑物的建筑结构将建筑物的室内区域划分为多种空间单元，所述空间单元包括房间单元和初设开放单元，根据各房间单元和初设开放单元的位置关系将所述初设开放单元划分为至少一个开放单元；根据空间单元的邻接关系构建室内空间单元邻接距离矩阵和空间索引结构；步骤2，对各房间单元和各开放单元设置不同粒度程度的多层语义关键词，按照语义关键词的语义关系建立多粒度语义层次树；为各房间单元和各开放单元在不同粒度程度的语义层次上建立语义索引；步骤3，监测移动对象的位置信息，根据所述室内空间单元邻接距离矩阵、所述空间索引结构、所述多粒度语义层次树和所述语义索引对建筑物内各移动对象的行为建模。

【技术特征摘要】
1.一种支持复杂语义查询的室内移动对象行为建模方法，包括：步骤1，根据建筑物的建筑结构将建筑物的室内区域划分为多种空间单元，所述空间单元包括房间单元和初设开放单元，根据各房间单元和初设开放单元的位置关系将所述初设开放单元划分为至少一个开放单元；根据空间单元的邻接关系构建室内空间单元邻接距离矩阵和空间索引结构；步骤2，对各房间单元和各开放单元设置不同粒度程度的多层语义关键词，按照语义关键词的语义关系建立多粒度语义层次树；为各房间单元和各开放单元在不同粒度程度的语义层次上建立语义索引；步骤3，监测移动对象的位置信息，根据所述室内空间单元邻接距离矩阵、所述空间索引结构、所述多粒度语义层次树和所述语义索引对建筑物内各移动对象的行为建模。2.如权利要求1所述的室内移动对象索引方法，其特征在于，所述步骤1中根据各房间单元和开放单元的位置关系将所述初设开放单元划分为至少一个开放单元采用以下方式实现：确定所述初设开放单元的长轴，将穿过各房间单元中的门且与长轴垂直的线与长轴的交点作为节点，根据所述初设开放单元中的各节点将所述初设开放单元划分为至少一个开放单元，每个节点对应于一个开放单元。3.如权利要求2所述的室内移动对象索引方法，其特征在于，所述步骤1中还包括：检测相邻的两个开放单元沿所述初设开放单元的长轴的长度之和小于预设长度时，将相邻的两个开放单元合并为一个开放单元。4.如权利要求1所述的室内移动对象索引方法，其特征在于，所述步骤1中，所述建筑物为多层建筑物时，所述空间单元包括房间单元、初设开放单元和楼道单元；将所述楼道单元划分为呈并列关系的上楼单元和下楼单元；将所述上楼单元划分为一个以上的子单元，将所述下楼单元划分为至少一个子单元；设置与所述楼道单元邻接的位于相邻楼层的同一垂直...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晖，彭玲，池天河，刘天悦，姚蓬娟，张丽，
申请(专利权)人：中国科学院遥感与数字地球研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11