人员疏散中的导航方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种人员疏散中的导航方法，包括：获取建筑图中每个网格到出口的导航路径；获得疏散对象在建筑图中所处位置的对应网格，根据该网格的导航路径指令所述疏散对象更新其位置；判断是否所有疏散对象完成疏散，如果是，则结束本流程；否则执行上一步。该导航方法通过为每个疏散对象提供导航路径，能够自动指引其在建筑物中的疏散。其导航路径算法基于建筑图的网格化，把对疏散人的导航近似为对网格的导航，在几乎不影响路径精确性的前提下，大大提高了导航算法的运行效率，具有简单精确高效的特点。由于对特定的建筑图，其网格化是确定不变的，故导航路径也确定，在运行中只需要一次计算即可。本发明专利技术还公开了一种人员疏散中的导航装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及导航技术，特别是遇到火灾等灾害时，对建筑物中的人员进行疏散过程中的导航方法及装置。
技术介绍
在遇到火灾等灾害时，需要对建筑物中的人员进行疏散。进行人员疏散的第一步， 就是要明确疏散的路径。不管疏散对象处于建筑物的何种位置，都应该有对应的导航路径 来指引其行走的方向，导航路径都对疏散的决策起着至关重要的作用。对疏散对象来说，导 航路径是一种规范，是一种期望，在理想的情况下(即不受环境各因素影响)，疏散对象将 严格沿着导航路径行进。 从整体来看，疏散导航的目标在于提出一个(或数个)从起点到终点的最佳行走 路径。对"最佳"的理解可以有很多，在本专利技术中等同于"距离最短"，也就是说，导航算法提 供了一条(或数条)从起点到终点的、绕过各种障碍物的最短行走路径。 然而，目前还不存在一种根据疏散对象在建筑物中的位置，自动获得对其疏散的 最佳行走路径，从而对其进行导航的方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供人员疏散中的导航方法及装置，用于对建筑物 中的待疏散对象完成自动导航。本专利技术的实施例提供了一种人员疏散中的导航方法，包括 A、获取建筑图中每个网格到出口的导航矢量路径，具体包括 Al、初始化所述建筑图中所有建筑物出口所处的网格为基本拐点，设置该基本拐 点到出口的距离为0 ;初始化所有其他网格到出口所处网格的距离为正无穷大；创建中心 网格队列，并将所有的基本拐点加入中心网格队列； A2、对所述中心网格队列队首的第一个中心网格进行出队列操作，获得该中心网 格周围与之相邻的全部网格的导航矢量路径，并更新所述相邻网格到出口的距离；将所述 更新距离的网格，加入到所述中心网格队列的队尾； A3、如果所述中心网格队列为空，则结束本流程；否则从所述中心网格队列的队首 中获取一网格，返回步骤A2 ; B、获得疏散对象在建筑图中所处位置的对应网格，根据该网格的导航矢量路径指 令所述疏散对象更新其位置； C、判断是否所有疏散对象完成疏散，如果是，则结束本流程；否则执行上一步。 本专利技术的实施例还提供了一种人员疏散中的导航装置，包括 路径获取单元，用于获取建筑图中每个网格到出口的导航矢量路径； 导航单元，用于获得疏散对象在建筑图中所处位置的对应网格，并根据该网格的导航矢量路径指令所述疏散对象更新其位置； 控制单元，用于判断是否所有疏散对象完成疏散，如果是，则结束导航；否则控制导航单元对未完成疏散的。 本专利技术提供的导航方法，通过为每个疏散对象提供导航矢量路径，能够自动指引 其在建筑物中的疏散。本专利技术提供的导航路径算法基于建筑图的网格化，把对疏散人的导 航近似为对网格的导航，在几乎不影响路径精确性的前提下，大大提高了导航算法的运行 效率，具有实现简单，精确高效的特点。由于对特定的建筑图，其网格化是确定不变的，因此 导航路径也具有确定性，在运行中只需要一次计算即可。附图说明 图1为本专利技术实施例提供的导航方法流程图； 图2为本专利技术实施例中的导航方法示意图； 图3为本专利技术实施例提供的一种人员疏散中的导航装置的结构示意图。 具体实施例方式导航的目标是回答"下一步往哪走"。由于建筑物中各种障碍物的存在，导航路径 往往是由一条条线段连接而成的折线。因此只要每一条线段确定了，就能够确定整个导航 路径。本实施例把两条线段的交点称作"拐点"，本实施例的核心就在于寻找拐点。 具体到建筑图上，导航需要获得图上每一点到出口的导航路径。显然，每一个不同 的点，到出口的导航路径均不相同，因此每个图均存在无数多个导航路径。如果直接对每个 点求各自的导航路径，显然是一种极其消耗时间和资源的做法。为此，本实施例采用了对建 筑图的网格化方法，用 一个个边长为D ( —般取200mm)的正方形网格覆盖整个建筑图，每个 网格内的所有点，均用该网格的中心坐标来表示。这样，建筑图的导航路径就仅与网格相关 了 ，而且个数也是有限的，这大大提高了计算效率。同时，只要D取得足够小，对计算精度的 影响就可以忽略不计。 在建筑图的导航路径算法中，需要针对每一个网格，计算其到出口的导航路径。对 一个特定的网格，无需保存全部的导航路径信息，而只需要保存其下一个拐点即可。当确 认了该网格的下一个拐点之后，从该网格到拐点网格形成的直线段即作为导航路径的一部 分；当拐点为出口时，就获得了整个导航路径。 为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术作进一步 的详细描述。图1为本专利技术实施例提供的导航方法流程图，包括以下步骤 步骤101、获得建筑图中每一网格到建筑物出口的导航路径。疏散对象处于建筑物 中，他位于建筑图上的某个网格中，只需计算该网格到出口的导航路径即可。在获取某个网 格的导航路径前，本实施例提供了一种方法，用于获取建筑图中所有网格到出口的导航路 径，该方法包括 步骤1011、初始化所有建筑物出口所处的网格为基本拐点，该拐点到出口的距离 为0 ;初始化所有其他网格到出口网格的距离为正无穷大，可以以一个极大的正数近似；创 建一个中心网格队列，并将所有的基本拐点加入中心网格队列。 步骤1012、对中心网格队列队首的第一个中心网格进行出队列操作，计算其周围与之相邻的8个网格(网格l)的导航路径(参见图2)，并更新所述相邻网格到出口的距 离；将更新了距离的网格，加入到中心网格队列的队尾。对这8个网格中的任一网格，首先 假定其下一拐点为中心网格的下一拐点(基本拐点)。以图2为例，分两种情况进行说明 A、该网格能够直达它假定的下一拐点，则计算该网格到出口的距离等于该网格 到假定的下一拐点的距离加上该拐点到出口的距离。如果这个距离比原来的距离小(在步 骤1021中，已经初始化所有非基本拐点的网格到出口网格的距离为正无穷大)，则更新该 网格的下一拐点为前述假定的拐点，同时更新距离值；否则不更新。这里所说的直达，指的 是该网格与下一拐点间没有障碍物，可以直线到达。 B、该网格不能直达它假定的下一拐点，则计算该网格到出口的距离等于它到中 心网格的距离加上中心网格到出口的距离。如果这个距离比原来的距离小，则更新下一拐 点为中心网格，同时更新距离；否则不更新。如果一网格不能直达其中心网格的下一拐点， 表明其与出口间有障碍物，其导航路线应该是绕过障碍物，先到达其中心网格，再由中心网格到下一拐点。 步骤1013、如果中心网格队列为空，则结束本流程；否则从中心网格队列的队首 中获取一网格，返回步骤1012。 图2是导航路径的算法示意图，在图2中，按照前述方法，经过3步的计算，可以得 到网格A的下一拐点即为基本拐点E，它可以直达出口 。第4步计算中，网格B是以A为中 心的8个网格之一，首先假设其下一拐点为A的下一拐点E，但是B和E不能直接连通，所以 把中心网格A作为B的下一拐点，然后计算B到出口的距离(等于B到A的距离加上A到 出口的距离)，这个距离是小于原来的距离(B到出口的原始距离为初始化距离，为正无穷 大)的，故确定其下一拐点为A，并且保存B通过A到出口的距离。导航路线如图2中带箭 头实线所示。当然，网格B还处于除A以外的、以其他网格为中心的8个网格中，这个时候 只需要进行距离的比较就可以确定网格B的最佳导航路线了。同理，按以上方法还可以获 取图中带实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人员疏散中的导航方法，其特征在于，包括：Ａ、获取建筑图中每个网格到出口的导航矢量路径，具体包括：Ａ１、初始化所述建筑图中所有建筑物出口所处的网格为基本拐点，设置该基本拐点到出口的距离为０；初始化所有其他网格到出口所处网格的距离为正无穷大；创建中心网格队列，并将所有的基本拐点加入中心网格队列；Ａ２、对所述中心网格队列队首的第一个中心网格进行出队列操作，获得该中心网格周围与之相邻的全部网格的导航矢量路径，并更新所述相邻网格到出口的距离；将所述更新距离的网格，加入到所述中心网格队列的队尾；Ａ３、如果所述中心网格队列为空，则结束本流程；否则从所述中心网格队列的队首中获取一网格，返回步骤Ａ２；Ｂ、获得疏散对象在建筑图中所处位置的对应网格，根据该网格的导航矢量路径指令所述疏散对象更新其位置；Ｃ、判断是否所有疏散对象完成疏散，如果是，则结束本流程；否则执行上一步。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李引擎，彭华，
申请(专利权)人：中国建筑科学研究院建筑防火研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]