[发明专利]障碍物环境中可视移动近邻的查询方法

权利要求书

1.一种障碍物环境中可视移动近邻的查询方法，其特征在于其特征在于该方法的步骤如下：

步骤1)对静止的障碍物对象采用R树索引，对移动对象采用TPR树索引；

步骤2)维护一个存放TPR树索引节点的采用度量的优先队列以及一个结果列表，列表中存放了当前满足可视近邻条件的候选对象；

步骤3)将TPR树的根节点放入优先队列，循环访问队列中度量最小的索引节点，度量计算方法与步骤2)相同；

步骤4)利用R树索引来判断TPR树索引节点的可视性；

步骤5)将可视的索引节点中下面的每个子节点加入到优先队列里，忽略不可视的索引节点；

步骤6)直到优先队列中不存在索引节点，结果列表中的对象就是得到的在障碍物环境中移动对象的近邻。

2.根据权利要求1所述的一种障碍物环境中可视移动近邻的查询方法，其特征在于：所述的步骤2)中的度量指的是在一段时间内优先队列中的索引节点跟查询点之间的最小距离；该度量的计算，分两种情况考虑：

1)当索引节点是个移动对象的情况下，计算跟查询点之间在一段时间内的最小距离；由于移动对象表示为关于时间的线性函数，根据数学原理，这两者之间的距离表示为关于时间的二次函数，于是该度量则为这一个二次函数在这段时间内的最小值；

2)当索引节点是TPR树上的中间索引节点时，由于其是个移动的四边形，综合考虑各条边，得到该索引节点跟查询点的距离是个分段函数，并且在每个是基于时间的二次函数，于是该度量是该分段函数在这段时间内的最小值。

3.根据权利要求1所述的一种障碍物环境中可视移动近邻的查询方法，其特征在于：所述的步骤4)中可视性计算的步骤包括：

1)得到当前索引节点的方位以及速度信息；

2)根据该索引节点在这段时间内扫过的范围，在R树索引中寻找相应有效的遮挡体；

3)根据这些有效的遮挡体，计算该TPR树索引节点的可视效果；

4)这里的有效的遮挡体是指相对于查询点，能影响索引节点和移动对象的可视效果的遮挡体。

4.根据权利要求1所述的一种障碍物环境中可视移动近邻的查询方法，其特征在于：所述的步骤5)对于被判为不可视的索引节点，在其索引下的所有索引子节点，肯定是不可视的，因此无需再访问下去；而对于被判为可视的索引节点，说明在其下的索引子节点中存在可视的情况；这种情况下，需分两种情况考虑：

1)该节点是中间索引节点：这种状况下对于其下的索引子节点分三步处理：

a)比较该索引子节点跟查询点之间距离同结果列表中的该时间段的候选对象跟查询点之间的距离；获取前者距离较小的时间段，如若得不到，则说明该索引子节点在这段时间内不可能是个近邻，也无需下面的步骤b)；

b)求取步骤4)得到的可视时间段以及上一步骤中得到的距离时间段的交集，在该交集中，该索引子节点才有可能是查询点的可视近邻；

c)计算在该交集下的该索引子节点跟查询点的最小距离，作为其度量，再将该索引子节点添加到优先队列里；

2)该索引节点是移动对象：这种状况对于该节点的处理分三步：

a)比较该节点跟查询点之间距离同结果列表中的该时间段的候选对象跟查询点之间的距离；获取前者距离较小的时间段，如若得不到，则说明该索引节点在这段时间内不可能是个近邻，也无需下面的步骤b)。

b)求取步骤4)得到的可视时间段以及上一步骤中得到的距离时间段的交集，在该交集中，该索引节点才有可能是查询点的可视近邻。

c)在前一步中得到的时间段交集中，该索引节点是当前的可视最近邻居，于是更新结果列表中这段时间的候选近邻。

5.根据权利要求4所述的一种障碍物环境中可视移动近邻的查询方法，其特征在于：所述的两个步骤1)、2)中a)中比较索引节点跟查询点之间距离同结果列表中该时间段的候选对象跟查询点之间的距离分为三步：

1)根据结果列表，确定各个分段时间及其对应的候选对象；

2)根据权利要求2中第二种情况下所述的方法，计算索引节点跟查询点在各个分段的距离；

3)求取索引节点跟查询点距离小于候选对象的时间段。

6.根据权利要求4所述的一种障碍物环境中可视移动近邻的查询方法，其特征在于：所述的在第二步骤中的c)中得到的当前最近邻居的候选对象，将其更新到结果列表中；这一更新分为四步：

1)根据结果列表，确定各个分段时间及其对应的候选对象；

2)确定第二步中的b)得到的时间段交集；

3)计算上面两步时间段的交集；

4)以新的候选对象更新在得到的时间段交集下的结果列表。