發(fā)布時(shí)間：2020-10-09 05:42

　　 室內(nèi)導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)的提取是室內(nèi)導(dǎo)航路徑規(guī)劃的基礎(chǔ),傳統(tǒng)基于建筑二維平面圖的導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)無(wú)法準(zhǔn)確表達(dá)建筑內(nèi)部三維幾何環(huán)境信息,而基于IFC和CityGML的導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)提取,其數(shù)據(jù)源較難獲得,且不易更新。因此,點(diǎn)云作為一種近年來(lái)逐漸被廣泛應(yīng)用的數(shù)據(jù)源,以其易獲得、高精度、真三維等特點(diǎn),為室內(nèi)導(dǎo)航元素的提取與網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建提供了新源泉。本文以服務(wù)于室內(nèi)導(dǎo)航為出發(fā)點(diǎn),利用建筑整體點(diǎn)云呈現(xiàn)出的幾何特征和統(tǒng)計(jì)特征,提出一種基于點(diǎn)云的室內(nèi)導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)生成方法。針對(duì)散亂點(diǎn)云中語(yǔ)義信息和拓?fù)湫畔⑻崛±щy的問(wèn)題,采用了自頂向下逐級(jí)提取室內(nèi)導(dǎo)航元素,同時(shí)定義拓?fù)潢P(guān)系的思路。特別針對(duì)房間的提取,提出了細(xì)化空間分隔的思想,利用點(diǎn)云密度二值圖進(jìn)行區(qū)域生長(zhǎng)獲得保留了室內(nèi)細(xì)節(jié)的房間表達(dá),同時(shí)利用一面墻上的兩個(gè)墻面對(duì)應(yīng)位置的點(diǎn)云密度信息比對(duì)來(lái)規(guī)避了門(mén)窗提取中障礙物帶來(lái)的錯(cuò)誤,提升了拓?fù)潢P(guān)系定義的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,利用本文所述的方法提取的室內(nèi)三維導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò),解決了傳統(tǒng)方法中語(yǔ)義和拓?fù)湫畔⒉蛔愕葐?wèn)題,能夠?yàn)槭覂?nèi)實(shí)時(shí)定位和導(dǎo)航提供模型基礎(chǔ)。本文主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)建筑室內(nèi)導(dǎo)航元素提取與語(yǔ)義標(biāo)注:在深入分析現(xiàn)有室內(nèi)導(dǎo)航元素算法的基礎(chǔ)上,研究逐層級(jí)對(duì)大場(chǎng)景室內(nèi)點(diǎn)云進(jìn)行解析的方法,逐步提取出各個(gè)層級(jí)的導(dǎo)航元素,主要包括樓層、墻體、房間、門(mén)窗,對(duì)其進(jìn)行語(yǔ)義標(biāo)注,其中樓層分割采用點(diǎn)云密度直方圖中的峰值來(lái)進(jìn)行;房間提取是通過(guò)對(duì)單層樓格網(wǎng)化后生成二值圖,對(duì)二值圖利用區(qū)域生長(zhǎng)算法得到房間角點(diǎn)從而形成房間的幾何和拓?fù)浔磉_(dá)的;門(mén)窗提取則是通過(guò)一面墻上兩個(gè)墻面的點(diǎn)云密度值比對(duì)得到的。最后為了實(shí)現(xiàn)對(duì)所提取導(dǎo)航元素的存儲(chǔ),設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型。(2)在自上而下逐步提取的過(guò)程中對(duì)提取出的導(dǎo)航元素進(jìn)行拓?fù)潢P(guān)系定義,主要包括拓?fù)浒P(guān)系(樓層與房間之間),拓?fù)溧徑雨P(guān)系(如各個(gè)樓層之間,各個(gè)房間之間)和拓?fù)溥B通關(guān)系(如各個(gè)樓層之間和各個(gè)房間)。在逐層級(jí)解析的時(shí)候自動(dòng)定義子空間和上層空間的包含的關(guān)系,共享空間分隔的子空間定義為鄰接關(guān)系,共享的空間分隔上存在開(kāi)放區(qū)域的兩個(gè)子空間被定義為連通關(guān)系。(3)依據(jù)提取出的導(dǎo)航元素以及各自之間的拓?fù)潢P(guān)系,自動(dòng)生成包含導(dǎo)航元素節(jié)點(diǎn)和拓?fù)潢P(guān)系的室內(nèi)導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)和表達(dá)。
【學(xué)位單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：P208;TP393.09
【部分圖文】：

第 1 章 緒論第 1 章 緒論1.1 研究背景和意義近年來(lái)地理信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得基于位置的服定位與導(dǎo)航技術(shù)也得益于此，取得了很大的進(jìn)步。目前室外的定位與品化，然而絕大多數(shù)技術(shù)手段在室內(nèi)環(huán)境下無(wú)法提供有效的位置信息成為研究的熱點(diǎn)。隨著城市發(fā)展進(jìn)程不斷加快，機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院、購(gòu)物中心、會(huì)展中心建筑群逐漸成為人類(lèi)活動(dòng)的的重要載體，人類(lèi)在室內(nèi)活動(dòng)的時(shí)間遠(yuǎn)超些建筑群內(nèi)部結(jié)構(gòu)往往復(fù)雜多樣，其內(nèi)部通常存在許多建筑，每個(gè)建個(gè)樓層和眾多功能性區(qū)域，如圖 1-1，這加重了人的空間認(rèn)知負(fù)擔(dān)[3]，規(guī)劃變得困難，由此催生了對(duì)于室內(nèi)外一體化無(wú)縫導(dǎo)航的迫切需求。

第 1 章 緒論（2）在自上而下逐步提取的過(guò)程中對(duì)提取出的導(dǎo)航元素進(jìn)行拓?fù)潢P(guān)系定義，主要包括拓?fù)浒P(guān)系（如，建筑與樓層之間，樓層與房間之間，房間與墻之間，墻與門(mén)窗之間），拓?fù)溧徑雨P(guān)系（如各個(gè)樓層之間，各個(gè)房間之間）和拓?fù)溥B通關(guān)系（如各個(gè)樓層之間和各個(gè)房間）。（3）依據(jù)提取出的導(dǎo)航元素以及各自之間的拓?fù)潢P(guān)系，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)和關(guān)系，并據(jù)此自動(dòng)生成包含導(dǎo)航元素節(jié)點(diǎn)和拓?fù)潢P(guān)系的室內(nèi)導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)。1.4.2 技術(shù)路線

第 2 章 室內(nèi)點(diǎn)云的獲取和預(yù)處理室內(nèi)數(shù)據(jù)的獲取和預(yù)處理是室內(nèi)導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)提取的前提和基礎(chǔ)，不同的室內(nèi)點(diǎn)獲取技術(shù)能提供的數(shù)據(jù)是不用的，不同點(diǎn)云數(shù)據(jù)中包含的信息為不同的提取方提供支持。而對(duì)室內(nèi)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行的預(yù)處理是導(dǎo)航元素提取之前的必要手段，處理工作使得點(diǎn)云數(shù)據(jù)更加還原真實(shí)世界，幾何和統(tǒng)計(jì)特征都更加明顯。.1 室內(nèi)點(diǎn)云獲取技術(shù)比較三維激光掃描儀的發(fā)展為三維逆向工程的發(fā)展提供了數(shù)據(jù)支持。三維激光掃系統(tǒng)從承載平臺(tái)可以劃分為機(jī)載型激光掃描系統(tǒng)、地面激光掃描測(cè)量系統(tǒng)、手型激光掃描系統(tǒng)和星載激光掃描系統(tǒng)�；诳臻g位置的考慮，室內(nèi)點(diǎn)云獲取中用的是地面激光掃描測(cè)量系統(tǒng)，分為移動(dòng)式掃描系統(tǒng)（如圖 2-1a）和固定式掃系統(tǒng)(如圖 2-1b)兩種。此外計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)中深度相機(jī)(如圖 2-1c)也可以作為內(nèi)三維重建的數(shù)據(jù)源。不同數(shù)據(jù)源能提供的三維信息是不一樣的，三種下面對(duì)種數(shù)據(jù)源的系統(tǒng)特性和技術(shù)指標(biāo)做比較。

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本文編號(hào)：2833299