室內空間數(shù)據獲取與生成研究.pdf

1、隨著物聯(lián)網及新型定位技術的發(fā)展，室內定位成為可能，室內位置服務與移動對象數(shù)據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)據管理在數(shù)據集、算法、系統(tǒng)等層面均已有較多的研究，但對于室內空間而言，由于室內空間與室外空間在空間組成元素、定位技術等方面存在著較大的差異，不能直接應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。
　　本文主要研究室內數(shù)據管理中的一個基礎性問題:室內空間數(shù)據獲取與生成。在室外空間（如路網

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

3、問題，提出了一個從CAD模型抽取室內實體以構建室內地圖的算法，設計和實現(xiàn)了一個基于Web的室內地圖抽取與校正系統(tǒng)，并設計與室內數(shù)據管理系統(tǒng)IndoorDB集成的方法。針對包含室內空間布局信息的CAD文件一般是可得到的這一特性，我們提出了從CAD模型抽取室內實體的幾何信息和拓撲信息以構建室內地圖的思想。算法對CAD模型中點、線段、弧線等低級別的圖元進行分類、聚類、簡化、求交等預處理，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到100％的準確率，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，以及對復雜多邊形進行有效細分。最后，我們以實驗樓的CAD文件為例，在抽取室內實體并通過校正系統(tǒng)校正和劃分后，將數(shù)據與IndoorDB室內數(shù)據管理原型系統(tǒng)進行了集成，實現(xiàn)了室內導航、室內熱點查詢等應用驗證。
　　(2)研究了室內移動軌跡

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