本發(fā)明涉及室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種顧及障礙物和子空間剖分的室內(nèi)導(dǎo)航方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，戶(hù)外環(huán)境中定位問(wèn)題已經(jīng)解決，因?yàn)橄馟PS全球定位技術(shù)以及利用遙感和攝影測(cè)量技術(shù)獲得大量的道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集已經(jīng)成為可能。像手機(jī)、汽車(chē)上都裝有導(dǎo)航系統(tǒng)，這些都是成熟的室外導(dǎo)航領(lǐng)域。它的原理主要利用GPS定位，利用導(dǎo)航電子地圖進(jìn)行引導(dǎo)，結(jié)合相關(guān)的導(dǎo)航軟件完成導(dǎo)航服務(wù)。但是GPS在室內(nèi)不能定位，主要是通過(guò)WiFi、藍(lán)牙等無(wú)線(xiàn)信號(hào)進(jìn)行室內(nèi)定位。隨著城市化進(jìn)程加快，在公共建筑如購(gòu)物中心、機(jī)場(chǎng)和音樂(lè)廳變得更大、更復(fù)雜的情況下，即使是熟悉這些環(huán)境的人們也很難到達(dá)一些特定的房間或地點(diǎn)。由此室內(nèi)導(dǎo)航得到更多的關(guān)注。

現(xiàn)在好多商家已經(jīng)意識(shí)到室內(nèi)導(dǎo)航的許多商業(yè)價(jià)值，比如商場(chǎng)促銷(xiāo)活動(dòng)消息結(jié)合顧客位置進(jìn)行推送；車(chē)庫(kù)內(nèi)定位導(dǎo)航找到停車(chē)位等。但是明顯存在一些難點(diǎn)，比如商場(chǎng)的平面圖數(shù)據(jù)、品牌數(shù)據(jù)沒(méi)法獲得；室內(nèi)導(dǎo)航圖的設(shè)計(jì)不易；室內(nèi)定位還不是很精確；用戶(hù)可以在建筑內(nèi)部邊緣之間自由移動(dòng)；由于復(fù)雜的室內(nèi)空間環(huán)境，不容易直接構(gòu)建導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)。要實(shí)現(xiàn)室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)仍存在很多需要研究和解決的問(wèn)題，例如：如何在室內(nèi)提供優(yōu)秀的定位信息；室內(nèi)環(huán)境導(dǎo)航圖的設(shè)計(jì)；最短路徑規(guī)劃算法等等。這些問(wèn)題需要做進(jìn)一步的驗(yàn)證和研究。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)室內(nèi)導(dǎo)航算法的研究有很多，其中建立室內(nèi)空間模型是實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。室內(nèi)實(shí)體或現(xiàn)象在空間上會(huì)受到各類(lèi)構(gòu)件的約束，如門(mén)、墻、走廊和樓梯等，如此就使得室內(nèi)空間非連續(xù)化，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，越來(lái)越多的學(xué)者開(kāi)始研究建立有效的模型將室內(nèi)非連續(xù)空間連續(xù)化。其中包括建筑規(guī)劃延伸模型、語(yǔ)義模型、拓?fù)淠Ｐ秃途W(wǎng)格模型。在地理空間中，使用單純的語(yǔ)義模型來(lái)描述室內(nèi)空間是不夠全面、直接的，因此，更多的研究趨向于在語(yǔ)義模型中加入拓?fù)湫畔?lái)優(yōu)化模型。或者是在拓?fù)淠Ｐ突A(chǔ)上計(jì)入其他信息的混合模型。因?yàn)橥負(fù)淠Ｐ椭械墓?jié)點(diǎn)和弧段類(lèi)似于圖論中的元素，而且圖論有成熟的數(shù)學(xué)體系為支撐。

在目前許多的室內(nèi)空間模型中，大多數(shù)是對(duì)建筑物室內(nèi)某區(qū)域空間的粗粒度抽象，缺少對(duì)室內(nèi)障礙物等細(xì)節(jié)的描述。也有一些學(xué)者，雖然考慮了障礙物的存在，但是只是針對(duì)固定存在的并且影響起止點(diǎn)通視性的障礙物，對(duì)路徑圖進(jìn)行手動(dòng)添加可視點(diǎn)，從而形成起止點(diǎn)的路徑。現(xiàn)有技術(shù)中將障礙物描述為簡(jiǎn)單的矩形，但是不涉及復(fù)雜圖形的處理，根據(jù)用戶(hù)的尺寸計(jì)算障礙物間最小距離并建立障礙物組，在尋找起止點(diǎn)的路徑時(shí)，選擇涉及到的障礙物組從而減少了計(jì)算量。

中軸變換(Medial Axis Transform，簡(jiǎn)稱(chēng)MAT)和可見(jiàn)性圖表(Visibility Graph,簡(jiǎn)稱(chēng)VG)是室內(nèi)路徑計(jì)算的兩個(gè)主要貢獻(xiàn),促使導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)的生成。直中軸變換(Straight Medial Axis Transform，簡(jiǎn)稱(chēng)S-MAT)不適合處理較大的形狀任意的空間，在開(kāi)放空間，S-MAT生成的路徑會(huì)產(chǎn)生扭曲，這顯然是中軸變換的弱點(diǎn)。基于VG引入的門(mén)到門(mén)“door-to-door”方法，圖中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)點(diǎn)的位置，以及它們之間每個(gè)邊緣代表一個(gè)可見(jiàn)的連接。這種方法存在兩個(gè)問(wèn)題：邊的數(shù)量迅速增加，即使在凸空間沒(méi)有障礙物情況下，可能的組合數(shù)量也是二次的，而且隨之而來(lái)的路線(xiàn)描述解讀對(duì)于人來(lái)說(shuō)特別復(fù)雜。

鑒于此，如何克服現(xiàn)有算法的局限性，從室內(nèi)存在障礙物的角度出發(fā)提供一種室內(nèi)導(dǎo)航方法，以實(shí)現(xiàn)顧及障礙物的最短路徑的查找成為目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種顧及障礙物和子空間剖分的室內(nèi)導(dǎo)航方法及系統(tǒng)，針對(duì)現(xiàn)有算法的局限性，從室內(nèi)存在障礙物的角度出發(fā)，構(gòu)建一個(gè)合適的室內(nèi)空間模型，建立室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了顧及障礙物的最短路徑的查找，以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)導(dǎo)航，本方法可以處理凹形空間中不規(guī)則物體，并且生成的路徑不會(huì)穿過(guò)障礙物而且不會(huì)發(fā)生彎曲。

第一方面，本發(fā)明提供一種顧及障礙物和子空間剖分的室內(nèi)導(dǎo)航方法，包括：

根據(jù)目標(biāo)區(qū)域中障礙物與非障礙物在室內(nèi)的布局，對(duì)目標(biāo)區(qū)域的原始室內(nèi)圖進(jìn)行處理，獲取目標(biāo)區(qū)域的室內(nèi)簡(jiǎn)化圖；

對(duì)所述室內(nèi)簡(jiǎn)化圖中存在障礙物的室內(nèi)空間進(jìn)行Delaunay三角剖分，構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)模型；

選取所述不規(guī)則三角網(wǎng)模型中各三角形的特征點(diǎn)，將所述特征點(diǎn)作為路徑點(diǎn)構(gòu)建室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖；

根據(jù)預(yù)設(shè)限制條件優(yōu)化所述室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖，所述預(yù)設(shè)限制條件包括：如果表示障礙物的節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)與特征點(diǎn)連線(xiàn)相交，則在所述室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖中刪除該特征點(diǎn)連線(xiàn)；

利用Dijkstra算法，計(jì)算優(yōu)化后的室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖中預(yù)設(shè)起點(diǎn)與預(yù)設(shè)終點(diǎn)之間的最短路徑。

可選地，所述根據(jù)目標(biāo)區(qū)域中障礙物與非障礙物在室內(nèi)的布局，對(duì)目標(biāo)區(qū)域的原始室內(nèi)圖進(jìn)行處理，獲取目標(biāo)區(qū)域的室內(nèi)簡(jiǎn)化圖，包括：

所述目標(biāo)區(qū)域的原始室內(nèi)圖中包含障礙物和非障礙物，根據(jù)所述障礙物和非障礙物的形狀、所述障礙物和非障礙物與房間的比例大小，將所述障礙物和非障礙物用點(diǎn)線(xiàn)形式表示；

對(duì)所述原始室內(nèi)圖中室內(nèi)空間存在的公共區(qū)域、不可直接進(jìn)入以及不可通行的區(qū)域添加標(biāo)識(shí)，所述標(biāo)識(shí)用于表示該區(qū)域是否授權(quán)以及通行方式的屬性；

其中，所述室內(nèi)簡(jiǎn)化圖是指反映目標(biāo)區(qū)域的室內(nèi)空間信息布局情況的空間信息圖，既簡(jiǎn)潔地描述了周?chē)h(huán)境又包含了幾何、語(yǔ)義和拓?fù)湫畔ⅰ?/p>

可選地，將所述障礙物和非障礙物用點(diǎn)線(xiàn)形式表示，包括：

將門(mén)用中間點(diǎn)表示；將墻體用連接端點(diǎn)的線(xiàn)表示；將障礙物按其與房間的比例大小用點(diǎn)線(xiàn)狀物體表示，該點(diǎn)線(xiàn)狀物體包括：直線(xiàn)段、三角形和多邊形。

可選地，所述對(duì)所述室內(nèi)簡(jiǎn)化圖中存在障礙物的室內(nèi)空間進(jìn)行Delaunay三角剖分，構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)模型，包括：

遵循最小角最大準(zhǔn)則和空外接圓準(zhǔn)則，對(duì)所述室內(nèi)簡(jiǎn)化圖中存在障礙物的室內(nèi)空間進(jìn)行Delaunay三角剖分，構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)模型，且在構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)模型時(shí)滿(mǎn)足圖中的線(xiàn)段長(zhǎng)均小于預(yù)設(shè)閾值；

其中，所述最小角最大準(zhǔn)則為所有最小內(nèi)角之和最大；所述空外接圓準(zhǔn)則為在Delaunay三角剖分中任意三角形的外接圓范圍內(nèi)不會(huì)存在其他點(diǎn)。

可選地，所述選取所述不規(guī)則三角網(wǎng)模型中各三角形的特征點(diǎn)，將所述特征點(diǎn)作為路徑點(diǎn)構(gòu)建室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖，包括：

選擇所述不規(guī)則三角網(wǎng)模型中各三角形的重心作為特征點(diǎn)，將這些特征點(diǎn)連接起來(lái)，構(gòu)建室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖；

其中，這些特征點(diǎn)連接起來(lái)構(gòu)成的線(xiàn)段為室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)的邊，表示各個(gè)區(qū)域之間通行的路徑。

可選地，所述根據(jù)預(yù)設(shè)限制條件優(yōu)化所述室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖中的路徑，包括：

將所有特征點(diǎn)連線(xiàn)與表示障礙物的節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)逐一進(jìn)行比較，若某一特征點(diǎn)連線(xiàn)與某一表示障礙物的節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)在一條線(xiàn)段的兩邊，則確定該特征點(diǎn)連線(xiàn)與該表示障礙物的節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)相交，則在所述室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖中刪除該特征點(diǎn)連線(xiàn)。

第二方面，本發(fā)明提供一種顧及障礙物和子空間剖分的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)，包括：

室內(nèi)簡(jiǎn)化圖獲取模塊，用于根據(jù)目標(biāo)區(qū)域中障礙物與非障礙物在室內(nèi)的布局，對(duì)目標(biāo)區(qū)域的原始室內(nèi)圖進(jìn)行處理，獲取目標(biāo)區(qū)域的室內(nèi)簡(jiǎn)化圖；

三角剖分模塊，用于對(duì)所述室內(nèi)簡(jiǎn)化圖中存在障礙物的室內(nèi)空間進(jìn)行Delaunay三角剖分，構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)模型；

室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖構(gòu)建模塊，用于選取所述不規(guī)則三角網(wǎng)模型中各三角形的特征點(diǎn)，將所述特征點(diǎn)作為路徑點(diǎn)構(gòu)建室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖；

室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖優(yōu)化模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)限制條件優(yōu)化所述室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖，所述預(yù)設(shè)限制條件包括：如果表示障礙物的節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)與特征點(diǎn)連線(xiàn)相交，則在所述室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖中刪除該特征點(diǎn)連線(xiàn)；

最短路徑計(jì)算模塊，用于利用Dijkstra算法，計(jì)算優(yōu)化后的室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖中預(yù)設(shè)起點(diǎn)與預(yù)設(shè)終點(diǎn)之間的最短路徑。

可選地，所述室內(nèi)簡(jiǎn)化圖獲取模塊，具體用于

所述目標(biāo)區(qū)域的原始室內(nèi)圖中包含障礙物和非障礙物，根據(jù)所述障礙物和非障礙物的形狀、所述障礙物和非障礙物與房間的比例大小，將所述障礙物和非障礙物用點(diǎn)線(xiàn)形式表示；

對(duì)所述原始室內(nèi)圖中室內(nèi)空間存在的公共區(qū)域、不可直接進(jìn)入以及不可通行的區(qū)域添加標(biāo)識(shí)，所述標(biāo)識(shí)用于表示該區(qū)域是否授權(quán)以及通行方式的屬性；

其中，所述室內(nèi)簡(jiǎn)化圖是指反映目標(biāo)區(qū)域的室內(nèi)空間信息布局情況的空間信息圖，既簡(jiǎn)潔地描述了周?chē)h(huán)境又包含了幾何、語(yǔ)義和拓?fù)湫畔ⅰ?/p>

可選地，所述三角剖分模塊，具體用于

遵循最小角最大準(zhǔn)則和空外接圓準(zhǔn)則，對(duì)所述室內(nèi)簡(jiǎn)化圖中存在障礙物的室內(nèi)空間進(jìn)行Delaunay三角剖分，構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)模型，且在構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)模型時(shí)滿(mǎn)足圖中的線(xiàn)段長(zhǎng)均小于預(yù)設(shè)閾值；

其中，所述最小角最大準(zhǔn)則為所有最小內(nèi)角之和最大；所述空外接圓準(zhǔn)則為在Delaunay三角剖分中任意三角形的外接圓范圍內(nèi)不會(huì)存在其他點(diǎn)。

可選地，所述室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖構(gòu)建模塊，具體用于

選擇所述不規(guī)則三角網(wǎng)模型中各三角形的重心作為特征點(diǎn)，將這些特征點(diǎn)連接起來(lái)，構(gòu)建室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖；

其中，這些特征點(diǎn)連接起來(lái)構(gòu)成的線(xiàn)段為室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)的邊，表示各個(gè)區(qū)域之間通行的路徑；

和/或，

所述室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖優(yōu)化模塊，具體用于

將所有特征點(diǎn)連線(xiàn)與表示障礙物的節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)逐一進(jìn)行比較，若某一特征點(diǎn)連線(xiàn)與某一表示障礙物的節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)在一條線(xiàn)段的兩邊，則確定該特征點(diǎn)連線(xiàn)與該表示障礙物的節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)相交，則在所述室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖中刪除該特征點(diǎn)連線(xiàn)。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的顧及障礙物和子空間剖分的室內(nèi)導(dǎo)航方法及系統(tǒng)，在總結(jié)當(dāng)前室內(nèi)導(dǎo)航路徑圖生成算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)有算法的局限性，從室內(nèi)存在障礙物的角度出發(fā)，構(gòu)建一個(gè)合適的室內(nèi)空間模型，建立室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了顧及障礙物的最短路徑的查找，相比于S-MAT和“door-to-door”方法，S-MAT不適合處理較大的形狀任意的空間，本發(fā)明可以克服此類(lèi)問(wèn)題，生成的路徑不會(huì)穿過(guò)障礙物而且不會(huì)發(fā)生彎曲；并且本發(fā)明可以處理凹形空間中不規(guī)則物體，而且包含了“door-to-door”方法的優(yōu)點(diǎn)，即有效地處理了不通視的情況。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種顧及障礙物和子空間剖分的室內(nèi)導(dǎo)航方法的流程示意圖；

圖2為圖1所示方法的一案例的原始室內(nèi)圖；

圖3為圖2所示案例的室內(nèi)簡(jiǎn)化圖；

圖4為圖2所示案例的室內(nèi)空間區(qū)域剖分及特征點(diǎn)顯示圖；

圖5為本實(shí)施例圖1所示方法提供的一種線(xiàn)段相交示意圖；

圖6為圖2所示案例的路徑網(wǎng)絡(luò)圖及起止點(diǎn)最短路徑；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種顧及障礙物和子空間剖分的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他的實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1示出了本發(fā)明一實(shí)施例提供的顧及障礙物和子空間剖分的室內(nèi)導(dǎo)航方法的流程示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例的顧及障礙物和子空間剖分的室內(nèi)導(dǎo)航方法，包括下述步驟101-105：

101、根據(jù)目標(biāo)區(qū)域中障礙物與非障礙物在室內(nèi)的布局，對(duì)目標(biāo)區(qū)域的原始室內(nèi)圖進(jìn)行處理，獲取目標(biāo)區(qū)域的室內(nèi)簡(jiǎn)化圖。

可理解的是，一般的室內(nèi)圖，如某建筑的二維平面布置圖，該圖的信息不能直接為用戶(hù)所用，而且還未出現(xiàn)可以直接應(yīng)用的存儲(chǔ)信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，因此需要根據(jù)原始的室內(nèi)圖，根據(jù)障礙物與非障礙物在室內(nèi)的布局，通過(guò)適當(dāng)處理得到可利用的室內(nèi)簡(jiǎn)化圖。所述室內(nèi)簡(jiǎn)化圖是指反映目標(biāo)區(qū)域的室內(nèi)空間信息布局情況的空間信息圖，既簡(jiǎn)潔地描述了周?chē)h(huán)境又包含了幾何、語(yǔ)義和拓?fù)湫畔ⅰ?/p>

室內(nèi)空間一般會(huì)由阻礙通行的結(jié)構(gòu)物隔開(kāi)，比如墻體，桌椅等，這些常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)物也稱(chēng)為障礙物，它們將空間劃分成功能不同的房間。在構(gòu)造室內(nèi)簡(jiǎn)化圖時(shí)，我們必須解決障礙物及各個(gè)物體的表示問(wèn)題。一般室內(nèi)物體都可以描述成不同形狀的圖形，我們將室內(nèi)物體用點(diǎn)線(xiàn)形式表示，在具體應(yīng)用中，所述步驟101可具體包括：

所述目標(biāo)區(qū)域的原始室內(nèi)圖中包含障礙物和非障礙物，根據(jù)所述障礙物和非障礙物的形狀、所述障礙物和非障礙物與房間的比例大小，將所述障礙物和非障礙物用點(diǎn)線(xiàn)形式表示；舉例來(lái)說(shuō)，可以將門(mén)用中間點(diǎn)表示；將墻體用連接端點(diǎn)的線(xiàn)表示；將障礙物按其與房間的比例大小用直線(xiàn)段、三角形和多邊形等點(diǎn)線(xiàn)狀物體表示；

對(duì)所述原始室內(nèi)圖中室內(nèi)空間存在的公共區(qū)域、不可直接進(jìn)入以及不可通行的區(qū)域添加標(biāo)識(shí)，所述標(biāo)識(shí)用于表示該區(qū)域是否授權(quán)以及通行方式的屬性，用如此的語(yǔ)義信息增強(qiáng)室內(nèi)簡(jiǎn)化圖；舉例來(lái)說(shuō)，出入口可以直接通過(guò)，有些房間需要鑰匙才可以進(jìn)入，窗戶(hù)和緊急出口在一般情況下不可以使用。

102、對(duì)所述室內(nèi)簡(jiǎn)化圖中存在障礙物的室內(nèi)空間進(jìn)行Delaunay三角剖分，構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)模型。

可理解的是，所述室內(nèi)簡(jiǎn)化圖中，對(duì)于有些區(qū)域即室內(nèi)無(wú)障礙物直接可達(dá)的房間無(wú)需剖分，用直線(xiàn)段連接出發(fā)點(diǎn)與目的地即為最短路徑；另一方面，有些區(qū)域存在障礙物，需要將其剖分之后進(jìn)行路徑規(guī)劃，如客廳、商場(chǎng)大廳等，得到的路徑需要繞開(kāi)障礙物并且滿(mǎn)足最短條件。

在具體應(yīng)用中，所述步驟102遵循最小角最大準(zhǔn)則和空外接圓準(zhǔn)則，對(duì)所述室內(nèi)簡(jiǎn)化圖中存在障礙物的室內(nèi)空間進(jìn)行Delaunay三角剖分，即將較大的室內(nèi)空間分解成多個(gè)小空間區(qū)域，構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)模型，且在構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)模型時(shí)滿(mǎn)足圖中的線(xiàn)段長(zhǎng)均小于預(yù)設(shè)閾值；

其中，所述最小角最大準(zhǔn)則為所有最小內(nèi)角之和最大；所述空外接圓準(zhǔn)則為在Delaunay三角剖分中任意三角形的外接圓范圍內(nèi)不會(huì)存在其他點(diǎn)。

可理解的是，Delaunay三角剖分用于生成非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，對(duì)于任意給定的平面點(diǎn)集，只存在著唯一的一種三角剖分方法，該剖分方法遵循最小角最大準(zhǔn)則和空外接圓準(zhǔn)則?；谶@兩種準(zhǔn)則，以及其對(duì)于區(qū)域邊界線(xiàn)和內(nèi)部媒質(zhì)分界線(xiàn)形狀不規(guī)則的情況和場(chǎng)的分布變化較大的情況都能較好的適應(yīng)，和其他二維三角剖分比較得出，只有Delaunay三角剖分才同時(shí)滿(mǎn)足全局和局部最優(yōu)。在構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)函數(shù)pTRI＝Create_Tri()中，為了獲得高質(zhì)量的三角網(wǎng)需要預(yù)設(shè)一個(gè)閾值，確保圖中的線(xiàn)段長(zhǎng)均小于這個(gè)預(yù)設(shè)閾值，這樣所有邊才能出現(xiàn)在三角網(wǎng)中。但是在障礙物內(nèi)存在多余的三角形時(shí)，需要將其刪掉才能得到最終的三角網(wǎng)。

103、選取所述不規(guī)則三角網(wǎng)模型中各三角形的特征點(diǎn)，將所述特征點(diǎn)作為路徑點(diǎn)構(gòu)建室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖。

在具體應(yīng)用中，所述步驟103可以具體包括：

選擇所述不規(guī)則三角網(wǎng)模型中各三角形的重心作為特征點(diǎn)，將這些特征點(diǎn)連接起來(lái)，構(gòu)建室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖；

其中，這些特征點(diǎn)連接起來(lái)構(gòu)成的線(xiàn)段為室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)的邊，表示各個(gè)區(qū)域之間通行的路徑。

可理解的是，剖分后的室內(nèi)空間由許多三角形構(gòu)成，所述不規(guī)則三角網(wǎng)模型中每個(gè)三角形可用一個(gè)點(diǎn)來(lái)表示，而這些點(diǎn)是不規(guī)則三角網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)。選擇三角形的重心作為特征點(diǎn)，當(dāng)處于該三角形內(nèi)時(shí)，均用代表這個(gè)三角形的特征點(diǎn)來(lái)表示，換句話(huà)說(shuō)，從該區(qū)域走到另一個(gè)區(qū)域，實(shí)則點(diǎn)到點(diǎn)的移動(dòng)，將這些特征點(diǎn)連接起來(lái)構(gòu)成的線(xiàn)段表示各個(gè)區(qū)域之間通行的路徑，也就是路徑網(wǎng)絡(luò)的邊。

可理解的是，特征點(diǎn)的選取簡(jiǎn)單而直接，本實(shí)施例優(yōu)先選擇三角形的重心作為特征點(diǎn)。在具體應(yīng)用中，本實(shí)施例也可以選擇一些容易辨認(rèn)的代表某種功能的點(diǎn)作為特征點(diǎn)，比如某個(gè)植物或者地面上的地標(biāo)等。

104、根據(jù)預(yù)設(shè)限制條件優(yōu)化所述室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖，所述預(yù)設(shè)限制條件包括：如果表示障礙物的節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)與特征點(diǎn)連線(xiàn)相交，則在所述室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖中刪除該特征點(diǎn)連線(xiàn)。

在具體應(yīng)用中，在創(chuàng)建室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要避免相鄰三角形的連接，因?yàn)檫@樣會(huì)生成鋸齒形的路徑。因此，障礙物存在的情況下，所述步驟104中需增加構(gòu)建路徑的預(yù)設(shè)限制條件，因此所述步驟104可以具體包括：

將所有特征點(diǎn)連線(xiàn)與表示障礙物的節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)逐一進(jìn)行比較，若某一特征點(diǎn)連線(xiàn)與某一表示障礙物的節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)在一條線(xiàn)段的兩邊，則確定該特征點(diǎn)連線(xiàn)與該表示障礙物的節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)相交，則在所述室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖中刪除該特征點(diǎn)連線(xiàn)。

105、利用迪克斯特拉Dijkstra算法，計(jì)算優(yōu)化后的室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖中預(yù)設(shè)起點(diǎn)與預(yù)設(shè)終點(diǎn)之間的最短路徑。

可理解的是，Dijkstra算法的基本思路是：Dijkstra是一個(gè)按權(quán)值大小遞增的次序產(chǎn)生最短路徑的算法，它可用于計(jì)算從有向圖中任意一節(jié)點(diǎn)到其他節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)路徑，不僅包括起點(diǎn)和終點(diǎn)。它是目前公認(rèn)的求解最短路徑問(wèn)題的最經(jīng)典算法，只要圖中所有弧的權(quán)為非負(fù)，它都適用。因此本實(shí)施例利用Dijkstra算法解決圖中任意兩個(gè)頂點(diǎn)之間的最短路徑問(wèn)題，所述最短路徑為優(yōu)化后的室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖中預(yù)設(shè)起點(diǎn)與預(yù)設(shè)終點(diǎn)之間繞開(kāi)室內(nèi)障礙物的最短路徑，步驟105可實(shí)現(xiàn)繞開(kāi)室內(nèi)障礙物，并通過(guò)判斷室內(nèi)空間該區(qū)域是否授權(quán)通過(guò)以及通行方式的屬性，基于路徑網(wǎng)絡(luò)圖尋找最短路徑。

下面舉一個(gè)具體的例子來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)施例。

圖2為圖1所示方法的一案例的原始室內(nèi)圖，該原始室內(nèi)圖為室內(nèi)布局圖，包括出入口、教室，以及特殊用途的房間(包括教室、辦公室、會(huì)議室、儲(chǔ)藏室和衛(wèi)生間等)。這些室內(nèi)空間包括一些桌椅、板凳和障礙物等。其中最右邊的大廳內(nèi)設(shè)置了一些不規(guī)則的障礙物。對(duì)圖2所示案例執(zhí)行上述步驟101之后，可以得到如圖3所示的室內(nèi)簡(jiǎn)化圖，圖3中表示開(kāi)口信息的節(jié)點(diǎn)被賦予不同的“可進(jìn)入”信息，其中2個(gè)出口(E1&E2)、16個(gè)房門(mén)(其中有4個(gè)房門(mén)需要鑰匙才可進(jìn)入，包括D1、D2、D4、D14，其他可直接進(jìn)入)以及14扇窗戶(hù)(W1-W14)，出口可以隨意通行，房間需要有進(jìn)入的鑰匙，窗口一般情況下不可通行，用如此的語(yǔ)義信息增強(qiáng)室內(nèi)簡(jiǎn)化圖。對(duì)圖2所示案例執(zhí)行上述步驟102之后，可以得到如圖4所示的室內(nèi)空間區(qū)域剖分及特征點(diǎn)顯示圖，圖4中最終構(gòu)建出的三角形個(gè)數(shù)是304個(gè)。執(zhí)行上述步驟103遍歷圖4中全部三角形之后可得到所有的路徑點(diǎn)，加上出發(fā)點(diǎn)(E1)和目的地(W9)兩個(gè)點(diǎn)組成了特征點(diǎn)集合(見(jiàn)圖4)，將這些特征點(diǎn)連接起來(lái)構(gòu)成路徑網(wǎng)絡(luò)的邊。執(zhí)行上述步驟104，可參考圖5，如圖5所示，令只要d₁×d₂<0并且d₃×d₄<0，則p₁p₂和p₃p₄這兩條線(xiàn)段必然相交，但是結(jié)果等于0則要判斷對(duì)應(yīng)的點(diǎn)是否在線(xiàn)段上。圖4的特征點(diǎn)之間可以連接46665條線(xiàn)段。根據(jù)上述預(yù)設(shè)限制條件，將所有特征點(diǎn)連線(xiàn)與表示障礙物的節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)進(jìn)行比較，如果滿(mǎn)足以上相交條件則需將該路線(xiàn)刪除，最終圖6還剩下3732條線(xiàn)段。執(zhí)行上述步驟105，假若一個(gè)學(xué)生從出口E1進(jìn)入，需要到自習(xí)教室的靠窗位置自習(xí)，對(duì)于圖6，將出口E1和窗戶(hù)W9預(yù)設(shè)為起點(diǎn)和終點(diǎn)，通過(guò)Dijkstra算法，可以找到兩點(diǎn)間的最短路徑，圖6中最黑的一條線(xiàn)給出了繞過(guò)走廊上的障礙物以及教室內(nèi)的桌椅到達(dá)窗戶(hù)W9的最短路徑。

本實(shí)施例的顧及障礙物和子空間剖分的室內(nèi)導(dǎo)航方法，在總結(jié)當(dāng)前室內(nèi)導(dǎo)航路徑圖生成算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)有算法的局限性，從室內(nèi)存在障礙物的角度出發(fā)，構(gòu)建一個(gè)合適的室內(nèi)空間模型，建立室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了顧及障礙物的最短路徑的查找，相比于S-MAT和“door-to-door”方法，S-MAT不適合處理較大的形狀任意的空間，本發(fā)明可以克服此類(lèi)問(wèn)題，生成的路徑不會(huì)穿過(guò)障礙物而且不會(huì)發(fā)生彎曲；并且本發(fā)明可以處理凹形空間中不規(guī)則物體，而且包含了“door-to-door”方法的優(yōu)點(diǎn)，即有效地處理了不通視的情況。

圖7示出了本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種顧及障礙物和子空間剖分的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示，本實(shí)施例的顧及障礙物和子空間剖分的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)，包括：室內(nèi)簡(jiǎn)化圖獲取模塊71、三角剖分模塊72、室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖構(gòu)建模塊73、室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖優(yōu)化模塊74和最短路徑計(jì)算模塊75；其中：

室內(nèi)簡(jiǎn)化圖獲取模塊71，用于根據(jù)目標(biāo)區(qū)域中障礙物與非障礙物在室內(nèi)的布局，對(duì)目標(biāo)區(qū)域的原始室內(nèi)圖進(jìn)行處理，獲取目標(biāo)區(qū)域的室內(nèi)簡(jiǎn)化圖；

三角剖分模塊72，用于對(duì)所述室內(nèi)簡(jiǎn)化圖中存在障礙物的室內(nèi)空間進(jìn)行Delaunay三角剖分，構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)模型；

室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖構(gòu)建模塊73，用于選取所述不規(guī)則三角網(wǎng)模型中各三角形的特征點(diǎn)，將所述特征點(diǎn)作為路徑點(diǎn)構(gòu)建室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖；

室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖優(yōu)化模塊74，用于根據(jù)預(yù)設(shè)限制條件優(yōu)化所述室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖，所述預(yù)設(shè)限制條件包括：如果表示障礙物的節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)與特征點(diǎn)連線(xiàn)相交，則在所述室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖中刪除該特征點(diǎn)連線(xiàn)；

最短路徑計(jì)算模塊75，用于利用Dijkstra算法，計(jì)算優(yōu)化后的室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖中預(yù)設(shè)起點(diǎn)與預(yù)設(shè)終點(diǎn)之間的最短路徑。

在具體應(yīng)用中，所述室內(nèi)簡(jiǎn)化圖獲取模塊71，可具體用于

所述目標(biāo)區(qū)域的原始室內(nèi)圖中包含障礙物和非障礙物，根據(jù)所述障礙物和非障礙物的形狀、所述障礙物和非障礙物與房間的比例大小，將所述障礙物和非障礙物用點(diǎn)線(xiàn)形式表示；

對(duì)所述原始室內(nèi)圖中室內(nèi)空間存在的公共區(qū)域、不可直接進(jìn)入以及不可通行的區(qū)域添加標(biāo)識(shí)，所述標(biāo)識(shí)用于表示該區(qū)域是否授權(quán)以及通行方式的屬性；

其中，所述室內(nèi)簡(jiǎn)化圖是指反映目標(biāo)區(qū)域的室內(nèi)空間信息布局情況的空間信息圖，既簡(jiǎn)潔地描述了周?chē)h(huán)境又包含了幾何、語(yǔ)義和拓?fù)湫畔ⅰ?/p>

在具體應(yīng)用中，所述三角剖分模塊72，可具體用于

遵循最小角最大準(zhǔn)則和空外接圓準(zhǔn)則，對(duì)所述室內(nèi)簡(jiǎn)化圖中存在障礙物的室內(nèi)空間進(jìn)行Delaunay三角剖分，構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)模型，且在構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)模型時(shí)滿(mǎn)足圖中的線(xiàn)段長(zhǎng)均小于預(yù)設(shè)閾值；

其中，所述最小角最大準(zhǔn)則為所有最小內(nèi)角之和最大；所述空外接圓準(zhǔn)則為在Delaunay三角剖分中任意三角形的外接圓范圍內(nèi)不會(huì)存在其他點(diǎn)。

在具體應(yīng)用中，所述室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖構(gòu)建模塊73，可具體用于

選擇所述不規(guī)則三角網(wǎng)模型中各三角形的重心作為特征點(diǎn)，將這些特征點(diǎn)連接起來(lái)，構(gòu)建室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖；

其中，這些特征點(diǎn)連接起來(lái)構(gòu)成的線(xiàn)段為室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)的邊，表示各個(gè)區(qū)域之間通行的路徑。

在具體應(yīng)用中所述室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖優(yōu)化模塊74，可具體用于

將所有特征點(diǎn)連線(xiàn)與表示障礙物的節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)逐一進(jìn)行比較，若某一特征點(diǎn)連線(xiàn)與某一表示障礙物的節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)在一條線(xiàn)段的兩邊，則確定該特征點(diǎn)連線(xiàn)與該表示障礙物的節(jié)點(diǎn)連線(xiàn)相交，則在所述室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)圖中刪除該特征點(diǎn)連線(xiàn)。

可理解的是，所述最短路徑計(jì)算模塊75可利用Dijkstra算法，實(shí)現(xiàn)繞開(kāi)室內(nèi)障礙物，并通過(guò)判斷室內(nèi)空間該區(qū)域是否授權(quán)通過(guò)以及通行方式的屬性，基于路徑網(wǎng)絡(luò)圖尋找最短路徑。

本實(shí)施例的顧及障礙物和子空間剖分的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)，在總結(jié)當(dāng)前室內(nèi)導(dǎo)航路徑圖生成算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)有算法的局限性，從室內(nèi)存在障礙物的角度出發(fā)，構(gòu)建一個(gè)合適的室內(nèi)空間模型，建立室內(nèi)路徑網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了顧及障礙物的最短路徑的查找，相比于S-MAT和“door-to-door”方法，S-MAT不適合處理較大的形狀任意的空間，本發(fā)明可以克服此類(lèi)問(wèn)題，生成的路徑不會(huì)穿過(guò)障礙物而且不會(huì)發(fā)生彎曲；并且本發(fā)明可以處理凹形空間中不規(guī)則物體，而且包含了“door-to-door”方法的優(yōu)點(diǎn)，即有效地處理了不通視的情況。

本實(shí)施例所述的系統(tǒng)可以用于執(zhí)行上述方法實(shí)施例，其原理和技術(shù)效果類(lèi)似，此處不再贅述。

需要說(shuō)明的是，對(duì)于系統(tǒng)實(shí)施例而言，由于其與方法實(shí)施例基本相似，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。

本實(shí)施例的基于大數(shù)據(jù)與市價(jià)匹配的農(nóng)業(yè)科技成果估價(jià)系統(tǒng)，可避免過(guò)多的人為參與帶來(lái)的主觀(guān)誤差，以網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，通過(guò)篩選，然后運(yùn)用市場(chǎng)價(jià)格匹配模型進(jìn)行分析，能夠保證得到的農(nóng)業(yè)科技成果的價(jià)格不脫離市場(chǎng)，更具有可參考性。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò)程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成。前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。