[发明专利]基于动态视域的公共建筑引导系统设计方法

说明书

本发明是基于动态视域的公共建筑引导系统设计方法。通过收集公共建筑室内空间和引导系统的特征参数，使用人群的基本属性及移动特征参数；基于建筑空间和引导系统的特征数据建立三维模型组，构建虚拟现实场景；在虚拟现实场景平台中，根据使用者视域特征和引导元素的属性计算引导元素的可见范围；运用启发函数计算Agent群组搜索路径，运用避障算法预测并躲避静止和移动的障碍物，模拟Agent的最优速度；对引导元素可见覆盖范围和Agent个体动态视域进行叠加计算，获得引导元素的动态可见率，对动态可见率进行数据比较分析，获得引导系统位置布局方案进行评估和指导建议。本发明成本低，更接近真实情况的设计依据，具有较强的操作性和适用性。

技术领域

本发明涉及建筑引导系统设计技术领域，是一种基于动态视域的公共建筑引导系统设计方法。

背景技术

公共建筑室内空间呈现复杂化与多样化的发展趋势，在提高使用者体验丰富性的同时，增加了寻路难度，提高了人员密集建筑的风险等级。虽然近年来导航技术已得到快速发展，但是建筑室内导航系统仍存在定位准确度较低、无法匹配楼层等问题。因此，引导系统在建筑室内的寻路过程中仍起到主导作用，其设计效果的提升对于提高使用者寻路效率和空间体验具有重要意义。

通过实地调研发现，现存建筑中的引导系统在使用过程中暴露出以下问题：由于障碍物遮挡、位置摆放不当等原因，有时使用者难以在寻路过程中找到公共场所中的引导元素，这为紧急情况下的有效疏散带来隐患，且会极大地破坏使用者的空间体验感受。现行引导系统相关规范多从易读性和可辨性方面，对其颜色、寸尺、图案或文字等做出规定。对其空间布置的规定较为匮乏，且其指导多来自经验数据，操作性较差，缺少从整体层面对使用人群移动特征和规律进行考虑，无法对现有建筑中出现的相关问题或新建建筑中引导系统的设计效果进行有效改进和预测评估。因此，从更加真实客观的角度，综合考虑使用者的动态观察行为，准确预测或评估设计的有效性，是引导系统优化设计的关键问题之一。

发明内容

本发明为上述问题，提供了一种基于动态视域的公共建筑引导系统设计方法，本发明提供了以下技术方案：

一种基于动态视域的公共建筑引导系统设计方法，包括以下步骤：

步骤一：通过实地调研收集公共建筑室内空间和引导系统的特征数据，以及使用人群的基本属性及移动特征数据；

步骤二：基于所述建筑空间和引导系统的特征数据建立三维模型组，设置相关环境和使用者Agent群组参数，构建虚拟现实场景；

步骤三：在虚拟现实场景平台中，根据使用者视域特征和引导元素的属性特征计算引导元素的可见覆盖范围；

步骤四：针对虚拟现实平台中建立的具有不同特征的所述Agent，运用启发函数A*算法计算场景中所述Agent的搜索路径，并运用RVO避障算法预测并躲避静止和移动的障碍物，模拟所述Agent的最优速度；

步骤五：对引导元素可见覆盖范围和Agent个体动态视域的模拟结果进行叠加计算，获得引导元素的可见率，对所述引导元素的可见率进行数据比较与分析，获得引导系统的位置布局的最优方案。

优选地，所述步骤一具体为：

第一步：选取人员密集的大型商业综合体为调研的公共建筑对象；

第二步：通过案例分析和实地测量记录的方式获取公共建筑的平面布局形式和空间设计尺寸的参数，以及引导系统特征数据；

第三步：采用问卷和录像的方式获得使用者的基本属性信息和移动特征数据。

优选地，所述步骤二具体为：

第一步：根据所述建筑空间和引导系统的特征数据，利用Revit和3ds Max三维建模软件创建建筑基本模型；