本文關(guān)鍵詞：基于通道與功能單元的盲人室內(nèi)導(dǎo)航空間數(shù)據(jù)模型及實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：中國(guó)作為全世界盲人最多的國(guó)家,目前盲人的數(shù)量約為550萬(wàn),并且每年以新增約45萬(wàn)盲人的數(shù)量增加。由于盲人無法像正常人一樣通過視覺獲取和感知環(huán)境信息,給這一特殊人群造成了日常生活的困難和不便。近年來隨著現(xiàn)代空間信息技術(shù)的不斷發(fā)展,利用現(xiàn)代空間技術(shù)彌補(bǔ)盲人在行走過程中視覺信息的缺失成為解決盲人出行問題的熱點(diǎn)。本文在詳細(xì)分析了盲人出行的心理特征和對(duì)空間信息的需求特征的基礎(chǔ)上,以盲人室內(nèi)導(dǎo)航為目標(biāo),圍繞室內(nèi)空間數(shù)據(jù)建模、基于Shapefile文件向本文建立的數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法、基于本文提出的數(shù)據(jù)模型構(gòu)建室內(nèi)路徑模型、盲人路徑規(guī)劃算法等展開研究。⑴本文就盲人室內(nèi)行走空間信息需求及室內(nèi)導(dǎo)航數(shù)據(jù)建模進(jìn)行了分析,將盲人室內(nèi)行走的空間信息分為宏觀環(huán)境、微觀環(huán)境,并在此基礎(chǔ)上對(duì)特殊空間信息需求進(jìn)行歸納,指出建模時(shí)還需要考慮以上特殊信息、拓?fù)潢P(guān)系和語(yǔ)義信息描述。⑵基于面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)組織方式,以“通道-功能單元”為核心思想,設(shè)計(jì)了服務(wù)于盲人室內(nèi)導(dǎo)航的空間數(shù)據(jù)模型,其主要特點(diǎn)為:(1)整個(gè)室內(nèi)空間由一系列空間單元組成,室內(nèi)空間單元可分為通道和通用單元;(2)除障礙物和附屬物之外,其他通用單元都被賦予滿足盲人出行需求的功能,并通過入口與道路進(jìn)行連接;(3)設(shè)計(jì)了用于描述室內(nèi)空間單元的語(yǔ)義擴(kuò)展策略,為盲人導(dǎo)航提供更詳細(xì)信息;(4)通過道路與功能單元入口的關(guān)聯(lián),保存了室內(nèi)空間單元的拓?fù)湫畔?為盲人導(dǎo)航路徑的生成提供基礎(chǔ)。⑶基于以上設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)模型,設(shè)計(jì)了基于Shapefile數(shù)據(jù)的室內(nèi)空間單元生成規(guī)則,將Shapefile轉(zhuǎn)換為盲人室內(nèi)導(dǎo)航數(shù)據(jù)模型,并將生成的數(shù)據(jù)模型存儲(chǔ)在空間數(shù)據(jù)庫(kù)中。⑷對(duì)障礙物危險(xiǎn)度系數(shù)進(jìn)行了探討,并基于層次信息、拓?fù)湫畔⒑臀ｋU(xiǎn)度計(jì)算規(guī)則,設(shè)計(jì)了全局路徑尋優(yōu)算法和局部路徑尋優(yōu)算法,為盲人在室內(nèi)空間安全行走提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：室內(nèi)導(dǎo)盲 通道-功能單元 空間建模 路徑規(guī)劃 原型系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P208
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景10
• 1.2 研究意義10-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 室內(nèi)空間數(shù)據(jù)組織11
• 1.3.2 盲人室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)研究11-13
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容、主要技術(shù)路線及其章節(jié)安排13-16
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容13
• 1.4.2 技術(shù)路線13-14
• 1.4.3 章節(jié)安排14-16
• 第二章 盲人室內(nèi)行走心理及空間信息需求特征分析16-19
• 2.1 盲人室內(nèi)行走心理特征16
• 2.2 盲人出行對(duì)地理空間信息的需求特征16-19
• 第三章 盲人室內(nèi)導(dǎo)航空間數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)19-43
• 3.1 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)組織方式19-20
• 3.1.1 面向?qū)ο笾械幕靖拍?/span>19
• 3.1.2 面向?qū)ο蟮奶匦?/span>19-20
• 3.2 開源GIS開發(fā)平臺(tái)20-22
• 3.2.1 目前主流的開源GIS20-22
• 3.2.2 Geotools22
• 3.3 盲人室內(nèi)導(dǎo)航空間數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)22-36
• 3.3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)23-29
• 3.3.2 語(yǔ)義擴(kuò)展策略設(shè)計(jì)29-31
• 3.3.3 拓?fù)潢P(guān)系保存策略31-36
• 3.4 空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)36-43
• 3.4.1 空間數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介36-37
• 3.4.2 PostGIS37
• 3.4.3 空間數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)37-43
• 第四章 盲人室內(nèi)導(dǎo)航路徑規(guī)劃及局部引導(dǎo)算法設(shè)計(jì)43-54
• 4.1 基于Wi-Fi的室內(nèi)定位算法43-45
• 4.1.1 信號(hào)傳播模型43-44
• 4.1.2 基于四邊體的定位算法44-45
• 4.2 路徑規(guī)劃算法45-48
• 4.3 導(dǎo)盲算法設(shè)計(jì)48-54
• 4.3.1 盲人室內(nèi)行走全局最優(yōu)尋徑算法50-51
• 4.3.2 盲人出行局部最優(yōu)尋徑算法51-54
• 第五章 實(shí)驗(yàn)原型系統(tǒng)構(gòu)建及測(cè)試54-69
• 5.1 系統(tǒng)分析54
• 5.2 原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)54-58
• 5.2.1 原型系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境54-55
• 5.2.2 原型系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建55-57
• 5.2.3 原型系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)57-58
• 5.2.4 原型系統(tǒng)內(nèi)部模塊結(jié)構(gòu)58
• 5.3 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與預(yù)處理58-61
• 5.4 系統(tǒng)主要功能模塊及實(shí)驗(yàn)案例61-69
• 5.4.1 構(gòu)建盲人室內(nèi)導(dǎo)航數(shù)據(jù)模型61-66
• 5.4.2 基于數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)盲人室內(nèi)導(dǎo)航66-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69
• 6.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 致謝74-75
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果75-76

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