【摘要】：作為室內(nèi)導(dǎo)航基礎(chǔ)數(shù)據(jù),導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)的生成對(duì)于獲取建筑物內(nèi)部環(huán)境及表達(dá)物體位置十分重要。但是,傳統(tǒng)的導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)生成方法研究多基于建筑物二維平面圖展開,缺少對(duì)三維幾何信息和語義的綜合運(yùn)用。作為一種富含語義信息的三維室內(nèi)模型,CityGML LOD4模型的出現(xiàn)為室內(nèi)導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建提供了全新的解決方案。本文從室內(nèi)導(dǎo)航的實(shí)際需求出發(fā),利用CityGML LOD4豐富的室內(nèi)幾何和語義信息,提出一種基于CityGML LOD4的室內(nèi)三維導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)生成方法。針對(duì)此過程中出現(xiàn)的特殊形狀導(dǎo)航空間內(nèi)路徑生成錯(cuò)誤問題,采用計(jì)算幾何三維剖分算法對(duì)凹多面體進(jìn)行凸剖分,并對(duì)室內(nèi)導(dǎo)航拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化重構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,該方法所提取的室內(nèi)導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò),能夠解決當(dāng)前室內(nèi)導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)在構(gòu)建過程中存在的自動(dòng)化程度較低、忽略語義及三維幾何信息、導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)難以共享等問題,為室內(nèi)導(dǎo)航與位置服務(wù)的更好實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。本文主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)室內(nèi)導(dǎo)航數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)介紹。簡(jiǎn)要介紹了CityGML和IndoorGML,結(jié)合二者對(duì)室內(nèi)空間的各類信息表達(dá)進(jìn)行了詳細(xì)的描述,以說明其在自動(dòng)生成室內(nèi)導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)過程中所起到的重要作用。(2)室內(nèi)導(dǎo)航需求分析與CityGML LOD4數(shù)據(jù)解析。從室內(nèi)導(dǎo)航用例場(chǎng)景和需求出發(fā)探討了CityGML LOD4中可用于室內(nèi)導(dǎo)航的關(guān)鍵類,并分別介紹了可導(dǎo)航區(qū)域、空間連接、垂直空間和不可導(dǎo)航區(qū)域的具體解析過程。(3)三維室內(nèi)導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化構(gòu)建方法�；谑覂�(nèi)空間的網(wǎng)絡(luò)化表達(dá)原理,介紹了從CityGML LOD4自動(dòng)構(gòu)建三維導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)路徑的方法,并針對(duì)其中存在著凹多面體中心點(diǎn)落于其外部的問題,采用相關(guān)計(jì)算幾何算法對(duì)凹多面體進(jìn)行凸剖分,并綜合考慮幾何和語義信息重構(gòu)導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò),最后基于CGAL實(shí)現(xiàn)了凹多面體的凸剖分。(4)室內(nèi)導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化構(gòu)建實(shí)驗(yàn)與導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)的共享及可視化表達(dá)。利用三維語義建模與轉(zhuǎn)換工具建立CityGML LOD4三維室內(nèi)語義模型,基于三維室內(nèi)導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù),采用相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)手段實(shí)現(xiàn)了三維導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化構(gòu)建,并導(dǎo)出為便于共享交換的室內(nèi)導(dǎo)航數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式IndoorGML,最終利用開源技術(shù)實(shí)現(xiàn)了三維模型和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)的在線可視化。
[Abstract]:As the basic data of indoor navigation, the generation of navigation network is very important to obtain the internal environment of buildings and express the position of objects. However, the traditional methods of navigation network generation are mostly based on the two-dimensional plan of buildings, and lack of comprehensive application of 3D geometric information and semantics. As a three-dimensional indoor model rich in semantic information, the emergence of CityGML LOD4 model provides a new solution for the construction of indoor navigation network. Based on the practical requirements of indoor navigation and the abundant indoor geometry and semantic information of CityGML LOD4, this paper presents an automatic generation method of indoor 3D navigation network based on CityGML LOD4. In order to solve the problem of path generation error in special shape navigation space, the concave polyhedron is subdivided by computational geometry algorithm, and the topological network of indoor navigation is optimized and reconstructed. The experimental results show that the indoor navigation network extracted by this method can solve the problems such as low degree of automation, ignoring semantic and 3D geometric information, and difficult to share navigation network data. It lays a foundation for better realization of indoor navigation and location service. The main contents of this paper are as follows: (1) Indoor navigation data standard introduction. In this paper, CityGML and IndoorGML, are introduced in detail to describe all kinds of information expression in indoor space. In order to illustrate its important role in the automatic generation of indoor navigation network. (2) Indoor navigation requirement analysis and CityGML LOD4 data analysis. Based on the scene and requirement of indoor navigation, this paper discusses the key classes of indoor navigation in CityGML LOD4, and introduces the navigable area and spatial connection, respectively. The analytical process of vertical space and unnavigable area. (3) the automatic construction method of 3D indoor navigation network. Based on the networked representation principle of indoor space, this paper introduces the method of automatically constructing 3D navigation network path from CityGML LOD4, and aiming at the problem of concave polyhedron center falling on its exterior, The concave polyhedron is subdivided by correlation computational geometry algorithm, and the navigation network is reconstructed by taking geometric and semantic information into account. Finally, the convex partition of concave polyhedron is realized based on CGAL. (4) the experiment of building indoor navigation network automatically and the sharing and visualization of navigation network. The 3D indoor semantic model of CityGML LOD4 is established by using 3D semantic modeling and transformation tools. Based on the key technology of automatic construction of 3D indoor navigation network, the automatic construction of 3D navigation network is realized by corresponding experimental means. The standard format of indoor navigation data, IndoorGML, which is easy to share and exchange, is derived. Finally, the online visualization of 3D model and navigation network is realized by using open source technology.
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P208

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2352917