【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及室内导航的，尤其涉及一种面向室内行人导航的拓扑模型构建方法。
技术介绍
1、室内空间数据模型可以表达室内建筑环境的几何、语义和拓扑信息，在室内定位和导航、设施管理和维护、安全管理和紧急响应、优化人流管理和资源分配方面发挥了重要作用。随着室内定位技术发展越来越成熟，在面向行人服务的室内建筑复杂环境导航情境中，为了精细化估算行人行走的距离和角度以量化认知负荷，室内空间数据模型的准确性受到挑战。
2、目前，将室内可通行空间转换为网络模型通常有两种方式，一是栅格化可通行空间，构建栅格网络模型，该模型在机器人导航或人群疏散仿真等领域应用较多；二是依据室内空间的连通关系和可见性，构建矢量网络模型，该模型多应用于个人室内路径规划和导航。且依据矢量网络生成原理不同，室内矢量网络模型可主要分为三类，中轴变换法、可视图法和对偶映射法。
3、对于室内行人导航网络模型，现有研究很大一部分集中在中轴图与可视图上。从行人行走习惯来看，狭长的走廊会对行人的视域产生限制，使得行人选择沿走廊轴线行走，采用中轴图表达走廊区域比较符合认知习惯。开放空间中，行人在追求最短路径、节约时间和精力的动机下倾向于根据目的地的位置和可见性选择最佳的路径，采用可视图表达路网更符合行人实际行走路径。从行人导航路径规划分析来看，中轴图可以表达空间的连接关系，但是在表达开放空间时路网形态存在路径迂回的情况，在角度计算、距离计算分析存在精度偏低的缺点；可视图可以较为准确的计算路径长度和角度，但是难以表达空间的连接关系，并且在表达走廊空间时不适合认知习
4、因此，在面向行人服务的室内建筑复杂环境导航情境中，现有导航模型难以有效准确的对室内导航空间进行量化区分，将室内导航空间划分为适合表达为中轴线模型的走廊空间和适合表达为可视图模型的开放空间，进而现有导航网络路径规划易存在局部不符合行人行为习性的问题，其模型的精细化有待进一步提高。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种面向室内行人导航的拓扑模型构建方法，目的在于定义室内导航空间配置特征，可将室内通行空间识别为适合表达为中轴线模型的走廊空间和适合表达为可视图模型的开放空间，创建面向室内行人导航拓扑模型以进行路径规划服务，促进行人导航路径特征的精细化计算。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种面向室内行人导航的拓扑模型构建方法，包括以下步骤：
3、s1:通过在室内导航空间的凹点创建分割线，对室内导航空间进行凸分割处理，形成若干凸空间；
4、s2:根据长宽比ar(ci)、开放度o(ci)、移动方向变异mv(ci)三个特征函数进行统计分析，将室内楼层内的凸空间进行识别分类，分为走廊空间和开放空间；
5、s3:在走廊空间中构建走廊中轴图；在开放空间构建可视图；
6、s4:提取分割线的中点作为决策点，在决策点连接走廊中轴图和可视图，继而创建面向室内行人导航的拓扑模型。
7、进一步，所述长宽比ar(ci)的表达式为其中，lsmbr为凸空间ci的最小面积外接矩形的长度；wsmbr为凸空间ci的最小面积外接矩形的宽度。
8、进一步，所述开放度o(ci)的表达式为其中，no为凸空间ci的邻接凸空间数量加上凸空间ci中的通道门的数量；ao为开口的角度。
9、进一步，所述移动方向变异的表达式为和代表凸空间ci中两个决策点，两个决策点之间互相可通视，当行人通过移动至形成向量为向量与走廊长轴夹角，为[0,90]区间的数值，为向量的模
10、进一步，室内导航空间配置特征函数为：
11、iscpn(ci)＝ωar*far(ci)+ωo*fo(ci)+ωmv*fmv(ci)；
12、其中，far(ci)、fo(ci)、fmv(ci)分别表示长宽比、开放度、移动方向变异的特征函数，ωar、ωo、ωmv分别表示长宽比、开放度、移动方向变异的权重系数，并可根据室内环境配置特征所占比重，按照∑ωi＝1,ωi∈(0,1),i＝(ar,o,mv)公式进行权重分配。
13、进一步，对far(ci)、fo(ci)、fmv(ci)进行归一化处理：
14、将其与室内导航空间配置特征函数结合，得到归一化空间配置特征函数：选择iscpn(ci)数值高的区域作为走廊空间。
15、本专利技术的有益效果：
16、本专利技术一种面向室内行人导航的拓扑模型构建方法，通过将室内楼层内的导航空间进行分割处理成凸空间，定义了长宽比、开放度、移动方向变异三个特征函数对凸空间识别分类并进行统计分析后从而对凸空间进行分类，在走廊空间构建中轴图，开放空间构建可视图，提取分割线的中点做为决策点，在生成的决策点处连接两种形态路网从而创建面向室内行人导航拓扑模型，可更好的面向行人服务的室内建筑复杂环境导航情形中，给出特定空间导航网络的表达模式，促进行人导航路径特征的精细化计算。
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1.一种面向室内行人导航的拓扑模型构建方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种面向室内行人导航的拓扑模型构建方法，其特征在于：所述长宽比AR(Ci)的表达式为其中，LSMBR为凸空间Ci的最小面积外接矩形的长度；WSMBR为凸空间Ci的最小面积外接矩形的宽度。
3.根据权利要求1所述的一种面向室内行人导航的拓扑模型构建方法，其特征在于：所述开放度O(Ci)的表达式为其中，No为凸空间Ci的邻接凸空间数量加上凸空间Ci中的通道门的数量；Ao为开口的角度。
4.根据权利要求1所述的一种面向室内行人导航的拓扑模型构建方法，其特征在于：所述移动方向变异的表达式为和代表凸空间Ci中两个决策点，两个决策点之间互相可通视，当行人通过移动至形成向量为向量与走廊长轴夹角，为[0,90]区间的数值，为向量的模
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种面向室内行人导航的拓扑模型构建方法，其特征在于：室内导航空间配置特征函数为：
6.根据权利要求5所述的一种面向室内行人导航的拓扑模型构建方法，其特征在于：对fAR(Ci)、f
...【技术特征摘要】
1.一种面向室内行人导航的拓扑模型构建方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种面向室内行人导航的拓扑模型构建方法，其特征在于：所述长宽比ar(ci)的表达式为其中，lsmbr为凸空间ci的最小面积外接矩形的长度；wsmbr为凸空间ci的最小面积外接矩形的宽度。
3.根据权利要求1所述的一种面向室内行人导航的拓扑模型构建方法，其特征在于：所述开放度o(ci)的表达式为其中，no为凸空间ci的邻接凸空间数量加上凸空间ci中的通道门的数量；ao为开口的角度。
4.根据权利要求1所述的一种面向室内行人导航的拓扑模型构建...
【专利技术属性】
技术研发人员：田鹏，任可，王勇，阳媛，罗娇，梁苗，
申请(专利权)人：徐州市勘察测绘研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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