[发明专利]一种建筑物室内真三维导航空间数据模型

权利要求书

1.一种建筑物室内真三维导航空间数据模型，其特征在于，包括如下模型及算法步骤：

(1)针对建筑物三维部件表达以及室内可导航空间进行抽象和界定，将建筑物室内真三维可达空间纳入建筑物室内真三维导航空间数据模型，设计建筑物室内真三维导航空间数据模型的语义模型；

(2)针对建筑物室内真三维空间结构的几何表达方式，设计基于边界表达(B-Rep)方式的空间几何结构模型；

(3)针对建筑物室内真三维的可达空间，设计八叉树表达与剖分方法；

(4)研发室内三维连通网络构建方法，可达空间路径规划方法。

2.如权利要求1所述的建筑物室内真三维导航空间数据模型，其特征在于：步骤(1)中，针对建筑物三维部件表达以及室内可导航空间进行抽象和界定，将建筑物室内真三维可达空间纳入建筑物室内真三维导航空间数据模型，设计建筑物室内真三维导航空间数据模型的语义模型具体包括如下步骤：

(11)从几何表达与语义属性出发，设计建筑物空间所涵盖的各种建筑结构语义类及关系类，其中，抽象类包括：外表面(_OuterSurface)类、边界面(_BoundarySurface)类、内表面(_InnerSurface)类、开口(_Opening类)；实现类包括：建筑物(Building)类、楼层(Storey)类、建筑物内部设施(InnerBuildingInstallation)类、建筑物外延(BuildingExtension)类、房间(Room)类、房顶(Roof)类、楼梯(Stairs)类、楼梯段(StairFlight)类、窗户(Window)类、门(Door)类、家具(BuildingFurniture)类、虚拟表面(ClosureSurface)类、内墙(InnerWall)类、内天花板(InnerCeiling)类、房间内地面(InnerFloor)类、外墙(OuterWall)类、外墙底面(OuterGround)类、外墙顶面(OuterCeiling)类、外墙地板(OuterFloor)类、房顶表面(RoofSurface)类、开口表面关系类(RelOpeningSurface)；建立上述类之间的关系；

(12)纳入室内可达三维空间，设计导航相关类及其之间的关系，所设计的类包括抽象的空间(_Space)类，以及实现类包括：过渡空间(TransitionSpace)类、连接空间(ConnectionSpace)类、一般空间(GeneralSpace)类、包围盒(BoundingBox)类、八叉树(Octree)类；建立上述类之间的关系。

3.如权利要求1所述的建筑物室内真三维导航空间数据模型，其特征在于：步骤(2)中，针对建筑物室内真三维空间结构的几何表达方式，设计基于边界表达(B-Rep)方式的空间几何结构模型具体包括如下步骤：

(21)采用B-Rep表达方式，定义几何抽象类及其属性与方法，包括：几何(_Geometry)抽象类、几何要素(_GeometryPrimitive)抽象类；

(22)采用B-Rep表达方式，以抽象类为父类，定义几何要素类及其属性与方法，包括：实体(Solid)类、面(Surface)类、多面(MultiSurface)类、多边形(Polygon)类、环(Ring)类、点(Point)类；建立上述类之间关系。

4.如权利要求(1)所述的建筑物室内真三维导航空间数据模型，其特征在于：步骤(3)中，针对建筑物室内真三维的可达空间，设计八叉树表达与剖分方法具体包括如下步骤：

(31)采用Morton码结合Z排序的空间填充曲线对八叉树进行线性编码和剖分结果八叉树的表达，设计八叉树节点结构与基于体空间构造八叉树的算法，八叉树节点坐标与Morton码相互转换的算法；

(32)设计八叉树差运算方法；

(33)设计八叉树查询算法。

5.如权利要求(1)所述的建筑物室内真三维导航空间数据模型，其特征在于：步骤(4)中，研发室内三维连通网络构建方法，可达空间路径规划方法具体包括如下步骤：

(41)对Room、Door、Stairs类，采用庞加莱对偶构建并优化其节点点集，设计网络节点联结方法，通过多层空间模型，将同一楼层和不同楼层可达空间网络组合为一个整体；

(42)采用权利要求(3)中的算法，对GeneralSpace、TransitionSpace、ConnectionSpace三个类表达的空间进行八叉树剖分和运算，采用八叉树的26-邻接矩阵，结合Dijkstra算法计算起始位置到终止位置的最短路径；

(43)根据权利要求(2)中导航空间数据模型的语义类间逻辑关系和拓扑连通性，先找到语义层面的路径，获取不同导航类的室内可达空间连接关系，与(41)(42)中所述网络连通与空间剖分方法相结合，获取整个目标空间的路径规划。