室內(nèi)空間數(shù)據(jù)獲取與生成研究.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)及新型定位技術(shù)的發(fā)展，室內(nèi)定位成為可能，室內(nèi)位置服務(wù)與移動對象數(shù)據(jù)管理也成為了近年來的研究熱點。以往面向室外空間的移動對象數(shù)據(jù)管理在數(shù)據(jù)集、算法、系統(tǒng)等層面均已有較多的研究，但對于室內(nèi)空間而言，由于室內(nèi)空間與室外空間在空間組成元素、定位技術(shù)等方面存在著較大的差異，不能直接應(yīng)用已有的面向室外空間的研究成果，需要研究全新的理論和方法。
　　本文主要研究室內(nèi)數(shù)據(jù)管理中的一個基礎(chǔ)性問題:室內(nèi)空間數(shù)據(jù)獲取與生成。在室外空間（如路網(wǎng)

2、）中，現(xiàn)有的GIS地圖和GPS軌跡數(shù)據(jù)可以為相關(guān)研究提供較充分的數(shù)據(jù)支持，但在室內(nèi)空間中，無論是基礎(chǔ)的室內(nèi)空間地圖還是室內(nèi)軌跡數(shù)據(jù)都沒有現(xiàn)成的數(shù)據(jù)集，因此極大地限制了室內(nèi)移動對象數(shù)據(jù)管理研究的進(jìn)展。
　　本文旨在初步解決目前室內(nèi)空間數(shù)據(jù)缺乏的問題，主要從兩個方面開展室內(nèi)空間數(shù)據(jù)獲取與生成的研究，即室內(nèi)空間地圖獲取和室內(nèi)移動對象軌跡生成?？傮w而言，本文的工作和主要貢獻(xiàn)可總結(jié)為以下兩個方面:
　　(1)研究了室內(nèi)空間地圖數(shù)據(jù)獲取

3、問題，提出了一個從CAD模型抽取室內(nèi)實體以構(gòu)建室內(nèi)地圖的算法，設(shè)計和實現(xiàn)了一個基于Web的室內(nèi)地圖抽取與校正系統(tǒng)，并設(shè)計與室內(nèi)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)IndoorDB集成的方法。針對包含室內(nèi)空間布局信息的CAD文件一般是可得到的這一特性，我們提出了從CAD模型抽取室內(nèi)實體的幾何信息和拓?fù)湫畔⒁詷?gòu)建室內(nèi)地圖的思想。算法對CAD模型中點、線段、弧線等低級別的圖元進(jìn)行分類、聚類、簡化、求交等預(yù)處理，從而保證了算法的適用性和魯棒性，即與已存在的方法相比，對

4、CAD文件的質(zhì)量要求降低。對比實驗證明了算法的有效性。此外，由于抽取算法不可能達(dá)到100％的準(zhǔn)確率，為保證方法更具實用性，我們還實現(xiàn)了一個基于Web的校正系統(tǒng)，用以刪除錯誤識別的實體、增加漏檢的實體，以及對復(fù)雜多邊形進(jìn)行有效細(xì)分。最后，我們以實驗樓的CAD文件為例，在抽取室內(nèi)實體并通過校正系統(tǒng)校正和劃分后，將數(shù)據(jù)與IndoorDB室內(nèi)數(shù)據(jù)管理原型系統(tǒng)進(jìn)行了集成，實現(xiàn)了室內(nèi)導(dǎo)航、室內(nèi)熱點查詢等應(yīng)用驗證。
　　(2)研究了室內(nèi)移動軌跡

5、生成問題，提出了基于語義規(guī)則的室內(nèi)移動對象仿真軌跡生成方法，設(shè)計和實現(xiàn)了能夠模擬不同室內(nèi)場景、生成室內(nèi)移動對象軌跡數(shù)據(jù)的工具。針對在室內(nèi)真實場景中部署定位設(shè)備具有的代價花費高、部署復(fù)雜、可擴(kuò)展性差等劣勢，我們提出了模擬移動對象在室內(nèi)空間中的運動以產(chǎn)生仿真軌跡的思想。我們通過對移動對象、室內(nèi)位置進(jìn)行分類，綜合考慮兩者間的關(guān)系，來模擬移動對象在室內(nèi)場景中不同模式的運動。為了使我們的方法更具擴(kuò)展性以及進(jìn)行可視化，我們設(shè)計和實現(xiàn)了一個基于該語義