[发明专利]面向综合体导航应用的室内多层次语义拓扑索引构建方法

说明书

本发明提供了一种面向综合体导航应用的室内多层次语义拓扑索引构建方法。所述方法包括获取目标综合体的实景三维模型，同步匹配空间建筑对象中语义与几何部件之间的对应关系，得到完备拓扑一致性的室内单元模型；提取可通行区域，将可通行区域抽象为叶子结点；构建面向场景相似性的多维关联函数，将所述叶子结点进行分组处理，生成聚合单元；通过对聚合单元的内部进行拆分和叠加，得到室内单元模型室内单元模型之间的连通关系以及聚合单元之间的连接关系，由内向外构建连通性图索引。以此方式，可以弥补了单一拓扑结构表达的连通关系错乱问题，能更简化索引的逻辑关系，提高路径规划任务中目标搜索的时间效率和准确程度。

技术领域

本发明的实施例一般涉及地理空间数据处理技术领域，并且更具体地，涉及面向综合体导航应用的室内多层次语义拓扑索引构建方法。

背景技术

复杂综合体是大规模、大体量、高综合性及多设备系统复杂统一的建筑体，表现为空间内部单元形态、结构和功能表现的繁复冗杂：①在大体量的建筑内部，实体单元在空间中呈现嵌套分布并且部分边界交错扭合在一起，产生形态繁多的实景模型；②各楼层之间互相穿插以及与外部建筑相互渗透的现象，并且具有较大的室内通行空间，形成重复冗余的连通结构；③室内建筑的功能多样性导致室内POI信息爆炸式增长，溢出大量杂乱无章的语义数据。因此，面向复杂综合体的导航应用在模型构建、数据存储以及信息搜索等方面仍面临着巨大的挑战。

现有室内三维模型数据组织主要面向规则的室内建筑体(如居民住宅楼、学校教学楼等)，强调从空间距离的角度对几何信息表达与组织，仅构建单层的室内拓扑索引，难以解决复杂综合体中模型繁多、连通关系冗余及语义杂乱导致的信息不匹配、搜索效率低和存储复杂度过高等问题。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种面向综合体导航应用的室内多层次语义拓扑索引构建方案。该方案顾及室内场景语义的有效关联表达与多层次数据组织，解决了单一拓扑结构表达连通关系不足的问题，以及复杂综合体中模型繁多、连通关系冗余及语义杂乱导致的信息不匹配、搜索效率低和存储复杂度过高等问题。

在本发明的第一方面，提供了一种面向综合体导航应用的室内多层次语义拓扑索引构建方法。该方法包括：

获取目标综合体的实景三维模型，根据室内建筑物的构建规则，同步匹配空间建筑对象中语义与几何部件之间的对应关系，得到完备拓扑一致性的室内单元模型；

将所述室内单元模型叠加到空间格网层，提取所述室内单元模型周围向外延展的可通行区域，并搭建树状结构作为模型索引框架，将所述可通行区域抽象为叶子结点；

根据所述叶子结点构建面向场景相似性的多维关联函数，将所述叶子结点进行分组处理，生成聚合单元；所述聚合单元用于在面向室内路径导航中进行空间搜索；所述多维关联函数包括定量指标：空间相似度、结构相似度和语义相似度；

通过对聚合单元的内部进行拆分，得到室内单元模型室内单元模型之间的连通关系；通过对聚合单元外部进行叠加分析，得到所述聚合单元之间的连接关系，由内向外构建连通性图索引。

进一步地，所述根据室内建筑物的构建规则，同步匹配空间建筑对象中语义与几何部件之间的对应关系，包括：

对所述实景三维模型内部构件元素的边界不封闭的情况，通过增加虚拟元素进行几何的延展性补全，并同步添加所述虚拟元素的语义信息；

对所述实景三维模型中重复的几何部分进行删除，同时消除对应的重复语义信息。

进一步地，所述提取所述室内单元模型周围向外延展的可通行区域，包括：

将一个室内单元模型的轮廓投影作为起始面进行八方向搜索，直至当前搜索与另一个室内单元模型发生碰撞时停止；

跳转至下一个室内单元模型进行搜索，直至遍历全部室内单元模型，得到所述室内单元模型周围向外延展的可通行区域。