面向室内导航的空间拓扑关系数据组织模型及构建方法技术

本发明专利技术公开了面向室内导航的空间拓扑关系数据组织模型，包括：建筑室内空间语义要素的数据组织部分，包含有楼层与走廊结构，在建筑室内设施的基础上派生出垂直设施类用来建立两楼层之间的连接；建筑室内空间拓扑关系的数据组织部分，用于描述建筑室内空间实体间的逻辑结构以及确定相对位置，设计与所述建筑室内空间语义要素的数据组织部分相应的拓扑表达对象，并将建筑内普遍存在的聚合、相邻和连通关系进行表达。本发明专利技术还公开了面向室内导航的空间拓扑关系数据组织模型的构建方法。本发明专利技术可解决空间拓扑关系隐式存储在模型中，提取与查询较为困难的问题，本发明专利技术提高了空间查询效率，可为室内应急、室内导航与室内场景展示提供数据组织基础。提供数据组织基础。提供数据组织基础。

【技术实现步骤摘要】
面向室内导航的空间拓扑关系数据组织模型及构建方法


[0001]本专利技术属于室内导航
，涉及一种面向室内导航的空间拓扑关系数据组织模型及构建方法。

技术介绍

[0002]随着城市化发展进程加快，城市各型建筑数量的增加也使得室内导航以及基于位置服务 (location
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based service，LBS)显得越来越重要。室内导航正以其弥补室外地图应用局限、拥有潜在的庞大用户群体、具有创新的技术与应用需求驱动等众多优势，而被产业界和学术界所普遍关注，正逐渐成为研究热点。
[0003]据研究表明人类90％左右的时间都处在室内环境中。在建筑物中，复杂的室内环境对于人们的室内空间认知来说是一种负担。人们普遍认为空间认知可以影响导航，因此室内导航需要依靠良好的空间认知方式。地图是人类空间认知的重要工具，空间认知是地图的基本功能。在室内，人们通过室内地图对室内环境进行理解与认识，同时它的一个重要的作用是可以帮助人们在室内寻路。传统的室内地图多为二维平面地图，仅通过简单示意图形式展现室内环境，在导航过程中如遇到室内场景复杂情况本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.面向室内导航的空间拓扑关系数据组织模型，其特征在于，包括：建筑室内空间语义要素的数据组织部分，其包含有楼层与走廊结构，在建筑室内设施的基础上派生出垂直设施类用来建立两楼层之间的连接，将楼层连接起来；建筑室内空间拓扑关系的数据组织部分，其用于描述建筑室内空间实体间的逻辑结构以及确定相对位置，结合节点关系模型与庞加莱对偶理论，使用节点与边表达空间对象之间的关联关系提供与所述建筑室内空间语义要素的数据组织部分相应的拓扑表达对象，同时，利用所述拓扑表达对象将建筑内普遍存在的聚合、相邻和连通关系进行表达。2.如权利要求1所述的面向室内导航的空间拓扑关系数据组织模型，其特征在于，所述建筑室内空间语义要素的数据组织部分包括：建筑室内空间语义要素划分模块，其用于将建筑室内空间语义要素大致划分为空间对象与构件对象，其中，所述空间对象是由多个构件组成的建筑单元，所述构件对象是构成建筑物的基本部件单元，所述构件对象与其它构件对象组合可构成所述空间对象，以此来实现建筑物的基本功能；所述空间对象包括楼层和走廊，所述构件对象包括：边界面、开口和设施；所述边界面包括：天花板、地板与墙面，所述开口包括窗户与门。3.如权利要求1所述的面向室内导航的空间拓扑关系数据组织模型，其特征在于，所述建筑室内空间语义要素的数据组织部分包括：建筑室内空间语义要素模型结构模块，其用于基于抽象基类，将楼层作为一个语义概念，对建筑进行分层约束，统一组织各楼层中走廊与房间，其中，该结构单元中，将走廊要素设计为继承自房间元素，并通过“组成走廊”标签成为楼层要素的组成部分，且所述建筑室内空间语义要素模型结构中，设置了垂直设施类，所述垂直设施类用于描述连接楼层的垂直通道，所述垂直设施类继承自室内建筑设施类作为室内建筑设施的一种，且以所述垂直设施类为基类，设置有如下子类：楼梯、电动扶梯、电梯和坡道。4.如权利要求1所述的面向室内导航的空间拓扑关系数据组织模型，其特征在于，所述建筑室内空间语义要素的数据组织部分还包括：建筑室内空间语义要素语义属性信息模块，其用于以信息表格的形式呈现建筑室内空间语义要素语义属性信息，并将所述空间语义要素以属性的形式按照基本信息与语义位置信息两类分别进行存储。5.如权利要求4所述的面向室内导航的空间拓扑关系数据组织模型，其特征在于，所述建筑室内空间语义要素语义属性信息模块的所述信息表格包括：楼层相关表，其包括楼层信息表和楼层语义位置信息表，所述楼层信息表包含楼层的基本信息，其通过楼层信息类记录楼层名称与编号、楼层的高度信息、楼层所属走廊编号、楼层所属全部房间编号信息、垂直通道口编号和楼层的相对位置描述信息表，所述楼层的相对位置描述信息表通过楼层语义位置信息类实现，所述楼层语义位置信息类属性包括楼层所属建筑编号和楼层的层数信息；房间相关表，其包括房间信息表、房间组成构件信息表和房间语义位置信息表，所述房间信息表对房间的基本信息进行保存，其通过房间信息类，记录房间的编号、房间的名称、房间的功能、代表房间的抽象节点编号和房间所属的构架信息类，其中，房间组成构件信息通过所述房间组成构件信息表进行存储，所述房间组成构件信息表记录了组成构件的编号；所述房间语义位置信息表记录房间所处的建筑物的编号、所属楼层编号、相连接走廊编
号、以及与之相邻的房间编号；走廊相关表，其包括走廊信息表，走廊在继承房间信息的基础上添加存储水平通道编号的属性；垂直设施相关表，其包括垂直连通设施信息表、自动扶梯扩展信息表和楼梯扩展信息表，所述垂直连通设施信息表对垂直连通设施的基本信息进行保存，垂直连通设施作为基类只保存通用属性，记录其设施编号、设施名称、设施类型、设施连接的楼层编号以及代表垂直设施的垂直通道编号；派生类电梯属性继承自垂直连通设施；自动扶梯具有拓展的新属性方向用于描述自动扶梯向上或向下的方向；楼梯根据其类型不同扩展类型属性；坡道扩展有类型属性和坡度信息；房间开口相关表，其包括房间开口信息表和房间开口语义位置信息表，房间开口通过所述房间开口信息表记录其编号、名称、长与宽和连接的房间编号，所述房间开口语义位置信息表记录所处的建筑物的编号、所属楼层编号、所属房间编号和嵌入墙面编号。6.如权利要求1所述的面向室内导航的空间拓扑关系数据组织模型，其特征在于，所述建筑室内空间拓扑关系的数据组织部分包括：建筑对象间关联关系的分析模块，其用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵江洪，董岩，窦新铜，王殷瑞，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：