一种眼动追踪与虚拟现实相结合的室内导航路网构建方法技术

本发明专利技术公开了一种眼动追踪与虚拟现实相结合的室内导航路网构建方法，该方法将沉浸式虚拟环境与眼睛跟踪系统相结合，采用眼动追踪技术采集和分析行人在室内寻路过程中的视觉搜索行为和身体运动姿态，观察行人对不同地标的注意、使用情况，进行视觉注意的定性和定量分析，研究室内空间不同情境下的导航地标标识使用的有效性，提取具有高适用性的地标标志物，构建高可靠性的室内导航地标认知路网，为不同情境下的路径引导提供有效的导航信息。相较于传统静态眼动追踪技术，本发明专利技术获得连续性思维条件下的三维眼动观测数据，可分析不同导航情境条件下的视觉搜索规律，为地标的选择判别提供依据，为室内导航地标路网的构建及导航寻径优化提供重要帮助。

【技术实现步骤摘要】
一种眼动追踪与虚拟现实相结合的室内导航路网构建方法
本专利技术涉及室内导航路网构建方法，特别是涉及一种三维眼动追踪与虚拟现实技术相结合的室内导航地标路网构建方法。
技术介绍
室内导航路网的构建大多把用于表达室外道路网络的结点—弧段模型引入到室内空间中来，室内空间单元(如房间、办公室等)抽象成结点，走廊、门厅等联系空间抽象为弧段，以此建立室内通道拓扑网络的抽象视图。这种方法虽然可以通过结点、弧段描述室内各个单元之间的相邻性和连通性关系，但忽略了室内空间的拓扑以及语义信息，而且多数路径只能规划到房间，难以满足不同场景下的行人的寻路需求。现有的室内通道路网的构建思路如下：(1)室内单元分割，构建初始的室内空间单元；(2)对室内房间单元、廊道空间、公共设施等地图数据分要素、分专题处理，生成室内建筑地图；(3)根据室内建筑地图，确定出口、楼梯、电梯等关键出入口，同时确定建筑物内各单元所归属的出入口；(4)根据楼梯、电梯、扶梯等数据提取出建筑物垂直方向的连通信息，将连通类型、通道种类、位置等信息生成楼层间连通信息表，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种眼动追踪与虚拟现实相结合的室内导航路网构建方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)基于三维建模技术，对室内构件及空间单元进行构模，构建建筑物室内三维场景模型；/n(2)利用虚拟现实技术、GIS技术，构建室内空间三维虚拟现实系统；/n(3)构建并应用移动眼睛跟踪系统，在虚拟环境中采集被测者的位置和头部姿态信息，以及所述移动眼睛跟踪系统的眼球运动数据；/n(4)将步骤(2)所构建的室内空间三维虚拟现实系统与步骤(3)所构建的用于3D注视分析的移动眼睛跟踪系统相结合，构建沉浸式虚拟环境和移动眼睛跟踪系统；/n(5)基于网络及图论，分析室内区域功能，将室内封闭性单元和联系性单元统一剖分为房间...

【技术特征摘要】
1.一种眼动追踪与虚拟现实相结合的室内导航路网构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)基于三维建模技术，对室内构件及空间单元进行构模，构建建筑物室内三维场景模型；
(2)利用虚拟现实技术、GIS技术，构建室内空间三维虚拟现实系统；
(3)构建并应用移动眼睛跟踪系统，在虚拟环境中采集被测者的位置和头部姿态信息，以及所述移动眼睛跟踪系统的眼球运动数据；
(4)将步骤(2)所构建的室内空间三维虚拟现实系统与步骤(3)所构建的用于3D注视分析的移动眼睛跟踪系统相结合，构建沉浸式虚拟环境和移动眼睛跟踪系统；
(5)基于网络及图论，分析室内区域功能，将室内封闭性单元和联系性单元统一剖分为房间单元，将室内路网简化为建筑物、楼层、区块和房间四个层次，进行室内单元认知分层编码，构建基于空间认知规律的室内跨楼层通道路网；
(6)针对建筑物室内空间，划分室内空间的地标类型，形成地标地物特征信息；
(7)根据不同的地标类型，建立顾及到不同情境下寻路人员心理的情境―地标―动眼参数量表；
(8)利用所述沉浸式虚拟环境和移动眼睛跟踪系统的视觉追踪设备测量眼动信息，记录被测者寻路过程中的眼动数据信息；
(9)对所述眼动数据信息进行处理与可视化分析，得到眼动指标数据；
(10)利用步骤(7)所构建的地标―动眼参数量表分析不同场景下的地标类型，建立基于寻路心理认知的地标场景适应度和动眼指标之间的相互作用模型；
(11)根据所述基于寻路心理认知的地标场景适应度和动眼指标之间的相互作用模型，对步骤(5)所构建的室内通道路网进行优化和分析，构建顾及场景需求的室内导航地标认知路网。


2.根据权利要求1所述的眼动追踪与虚拟现实相结合的室内导航路网构建方法，其特征在于：步骤(3)所构建的移动眼睛追踪系统用于采集和记录被测者的姿态、行为以及连续眼动数据。


3.根据权利要求1所述的眼动追踪与虚拟现实相结合的室内导航路网构建方法，其特征在于，步骤(5)中，所述的室内跨楼层通道路网为：结合锚链理论和室内认知理论，提取室内封闭性空间和室内联系性空间，根据室内单元功能，将室内联系性空间划分为虚拟房间单元，从而对所述空间和室内联系性空间进行统一的房间单元划分，基于室内空间感知规律，将室内路网简化为建筑物、楼层、区块和房间四个层次，采用建筑物—楼层—分区—房间单元，按照从高层级到低层级的顺序进行室内单元认知分层连续编码。


4.根据权利要求1所述的眼动追踪与虚拟现实相结合的室内导航路网构建方法，其特征在于，步骤(6)中，所述地标地物特征包括以下至少一种：地表地物外观、连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王行风，田鹏，王勇，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32