[發(fā)明專利]一種建筑物室內(nèi)真三維導(dǎo)航空間數(shù)據(jù)模型

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111100708.0
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN114169037A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王永君;楊玉嬌;張桓源;陳學(xué)業(yè);梁沖;張林淇;陳青燕
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市數(shù)字城市工程研究中心;南京師范大學(xué)
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06T17/00;G06T17/05
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

1.一種建筑物室內(nèi)真三維導(dǎo)航空間數(shù)據(jù)模型，其特征在于，包括如下模型及算法步驟：

(1)針對建筑物三維部件表達以及室內(nèi)可導(dǎo)航空間進行抽象和界定，將建筑物室內(nèi)真三維可達空間納入建筑物室內(nèi)真三維導(dǎo)航空間數(shù)據(jù)模型，設(shè)計建筑物室內(nèi)真三維導(dǎo)航空間數(shù)據(jù)模型的語義模型；

(2)針對建筑物室內(nèi)真三維空間結(jié)構(gòu)的幾何表達方式，設(shè)計基于邊界表達(B-Rep)方式的空間幾何結(jié)構(gòu)模型；

(3)針對建筑物室內(nèi)真三維的可達空間，設(shè)計八叉樹表達與剖分方法；

(4)研發(fā)室內(nèi)三維連通網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法，可達空間路徑規(guī)劃方法。

2.如權(quán)利要求1所述的建筑物室內(nèi)真三維導(dǎo)航空間數(shù)據(jù)模型，其特征在于：步驟(1)中，針對建筑物三維部件表達以及室內(nèi)可導(dǎo)航空間進行抽象和界定，將建筑物室內(nèi)真三維可達空間納入建筑物室內(nèi)真三維導(dǎo)航空間數(shù)據(jù)模型，設(shè)計建筑物室內(nèi)真三維導(dǎo)航空間數(shù)據(jù)模型的語義模型具體包括如下步驟：

(11)從幾何表達與語義屬性出發(fā)，設(shè)計建筑物空間所涵蓋的各種建筑結(jié)構(gòu)語義類及關(guān)系類，其中，抽象類包括：外表面(_OuterSurface)類、邊界面(_BoundarySurface)類、內(nèi)表面(_InnerSurface)類、開口(_Opening類)；實現(xiàn)類包括：建筑物(Building)類、樓層(Storey)類、建筑物內(nèi)部設(shè)施(InnerBuildingInstallation)類、建筑物外延(BuildingExtension)類、房間(Room)類、房頂(Roof)類、樓梯(Stairs)類、樓梯段(StairFlight)類、窗戶(Window)類、門(Door)類、家具(BuildingFurniture)類、虛擬表面(ClosureSurface)類、內(nèi)墻(InnerWall)類、內(nèi)天花板(InnerCeiling)類、房間內(nèi)地面(InnerFloor)類、外墻(OuterWall)類、外墻底面(OuterGround)類、外墻頂面(OuterCeiling)類、外墻地板(OuterFloor)類、房頂表面(RoofSurface)類、開口表面關(guān)系類(RelOpeningSurface)；建立上述類之間的關(guān)系；

(12)納入室內(nèi)可達三維空間，設(shè)計導(dǎo)航相關(guān)類及其之間的關(guān)系，所設(shè)計的類包括抽象的空間(_Space)類，以及實現(xiàn)類包括：過渡空間(TransitionSpace)類、連接空間(ConnectionSpace)類、一般空間(GeneralSpace)類、包圍盒(BoundingBox)類、八叉樹(Octree)類；建立上述類之間的關(guān)系。

3.如權(quán)利要求1所述的建筑物室內(nèi)真三維導(dǎo)航空間數(shù)據(jù)模型，其特征在于：步驟(2)中，針對建筑物室內(nèi)真三維空間結(jié)構(gòu)的幾何表達方式，設(shè)計基于邊界表達(B-Rep)方式的空間幾何結(jié)構(gòu)模型具體包括如下步驟：

(21)采用B-Rep表達方式，定義幾何抽象類及其屬性與方法，包括：幾何(_Geometry)抽象類、幾何要素(_GeometryPrimitive)抽象類；

(22)采用B-Rep表達方式，以抽象類為父類，定義幾何要素類及其屬性與方法，包括：實體(Solid)類、面(Surface)類、多面(MultiSurface)類、多邊形(Polygon)類、環(huán)(Ring)類、點(Point)類；建立上述類之間關(guān)系。

4.如權(quán)利要求(1)所述的建筑物室內(nèi)真三維導(dǎo)航空間數(shù)據(jù)模型，其特征在于：步驟(3)中，針對建筑物室內(nèi)真三維的可達空間，設(shè)計八叉樹表達與剖分方法具體包括如下步驟：

(31)采用Morton碼結(jié)合Z排序的空間填充曲線對八叉樹進行線性編碼和剖分結(jié)果八叉樹的表達，設(shè)計八叉樹節(jié)點結(jié)構(gòu)與基于體空間構(gòu)造八叉樹的算法，八叉樹節(jié)點坐標(biāo)與Morton碼相互轉(zhuǎn)換的算法；

(32)設(shè)計八叉樹差運算方法；

(33)設(shè)計八叉樹查詢算法。

5.如權(quán)利要求(1)所述的建筑物室內(nèi)真三維導(dǎo)航空間數(shù)據(jù)模型，其特征在于：步驟(4)中，研發(fā)室內(nèi)三維連通網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法，可達空間路徑規(guī)劃方法具體包括如下步驟：

(41)對Room、Door、Stairs類，采用龐加萊對偶構(gòu)建并優(yōu)化其節(jié)點點集，設(shè)計網(wǎng)絡(luò)節(jié)點聯(lián)結(jié)方法，通過多層空間模型，將同一樓層和不同樓層可達空間網(wǎng)絡(luò)組合為一個整體；

(42)采用權(quán)利要求(3)中的算法，對GeneralSpace、TransitionSpace、ConnectionSpace三個類表達的空間進行八叉樹剖分和運算，采用八叉樹的26-鄰接矩陣，結(jié)合Dijkstra算法計算起始位置到終止位置的最短路徑；

(43)根據(jù)權(quán)利要求(2)中導(dǎo)航空間數(shù)據(jù)模型的語義類間邏輯關(guān)系和拓?fù)溥B通性，先找到語義層面的路徑，獲取不同導(dǎo)航類的室內(nèi)可達空間連接關(guān)系，與(41)(42)中所述網(wǎng)絡(luò)連通與空間剖分方法相結(jié)合，獲取整個目標(biāo)空間的路徑規(guī)劃。