CN109855626B - 一种基于扫描线的室内地图路网生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于扫描线的室内地图路网生成方法，该方法利用地图扫描线对室内地图平面进行全幅扫描，根据所述地图扫描线与所述室内地图平面内的障碍物的碰撞检测结果，识别出连通区域内的道路节点，连接所述道路节点生成室内地图路网。与现有技术相比，本发明具有效率高、精确度高等优点。

Description

一种基于扫描线的室内地图路网生成方法

技术领域

本发明涉及室内路线导航技术领域，尤其是涉及一种基于扫描线的室内地图路网生成方法。

背景技术

在室内地图应用领域，室内地图的道路路网的绘制，是其中的一项重要内容之一，是进行室内路线导航的基础。目前的室内导航应用中，导航路线的运算，是以室内道路路网数据作为基础的。

在传统的室内道路路网数据绘制方法中，以手工绘制为主。主要通过人的主观判断，在室内地图中没有障碍物的通道区域绘制道路路线和节点，将可以相互连通的相邻道路的首尾节点进行连接，最终绘制成一个完整的室内道路路网数据。

在上述描述的传统室内地图道路路网绘制技术中，整个过程都是需要人为参与和主观判断的。这种路网数据绘制方法，需要较大的工作量，当面对数量较大的室内地图的时候，会消耗大量的人力和时间，效率极低。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于扫描线的室内地图路网生成方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于扫描线的室内地图路网生成方法，该方法利用地图扫描线对室内地图平面进行全幅扫描，根据所述地图扫描线与所述室内地图平面内的障碍物的碰撞检测结果，识别出连通区域内的道路节点，连接所述道路节点生成室内地图路网。

进一步地，该方法包括以下步骤：

1）获取实际的室内地图平面，基于该室内地图平面划分一矩形区域，沿着所述矩形区域的一个方向生成多条地图扫描线，该地图扫描线垂直于所述矩形区域的另一个方向；

2）在每一条地图扫描线上随机生成多个扫描点；

3）基于各扫描点与室内地图平面内的障碍物的关系对扫描点进行碰撞检测过滤，删除位于障碍物区域范围内的扫描点；

4）对过滤后的扫描点进行分组，以每组扫描点的坐标平均值作为由该组扫描点识别的道路节点；

5）连接所述道路节点生成室内地图路网。

进一步地，所述矩形区域的划分方法是：获取室内地图平面在横向和纵向的最大值和最小值，由横向和纵向的最大值和最小值组成一个矩形区域，方便以直线进行扫描，提高碰撞检测结果精度。

进一步地，所述多条地图扫描线按固定间隔分布。

进一步地，所述步骤3）中的碰撞检测过滤具体为：

依次遍历所有扫描点与室内地图平面内的所有障碍物的空间关系，若某一扫描点不在任何一个障碍物的区域范围内，则保留该扫描点，否则删除该扫描点。

进一步地，所述步骤4）中的分组具体为：

对每一条地图扫描线，按照扫描点生成的自然顺序，将剩余的扫描点中序号连续的一系列扫描点划分为一组。

进一步地，所述步骤5）中，连接相邻地图扫描线上的道路节点生成室内地图路网。

进一步地，所述相邻地图扫描线上的道路节点连接时同时满足以下条件：

a、每个道路节点最多与相邻地图扫描线上的一个道路节点相连；

b、每个道路节点选择相邻地图扫描线上与该道路节点的直线距离最短的一个道路节点相连；

c、每个道路节点与相邻地图扫描线上的另一个道路节点的连线，与任何一个障碍物都不相交。

通过上述条件，使得各道路节点的连接更加可靠，最终生成若干个独立的道路线段，这些道路线段，都位于地图区域的空白连通区域内，不经过任何一个障碍物。

与传统的室内地图道路绘制的方法相比，本发明所设计的方法，在以下两个方面有突出优势：

1、绘制效率高：本发明可自动生成室内地图道路路网数据，处理时间是秒级的。传统的手工绘制等方法，动辄数个小时甚至数天的耗时时间，效率方面相比之下有了本质的区别和飞跃。

2、数据准确度高：传统的手工绘制路线的方法，受制于人为主观的判断，容易发生由于主观判断错误造成的绘制错误。本发明可自动生成核心道路路网数据，故障碰撞检测结果准确高，避免了由于人为主观失误造成的错误发生，提升了数据准确度。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明扫描线及扫描点示意图；

图3为本发明的道路节点生成示意图。

实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种基于扫描线的室内地图路网生成方法，该方法利用地图扫描线对室内地图平面进行全幅扫描，根据所述地图扫描线与所述室内地图平面内的障碍物的碰撞检测结果，识别出连通区域内的道路节点，连接所述道路节点生成室内地图路网。

如图1所示，该方法包括以下步骤：

S101，获取实际的室内地图平面，基于该室内地图平面划分一矩形区域，沿着所述矩形区域的一个方向生成多条地图扫描线，该地图扫描线垂直于所述矩形区域的另一个方向。

矩形区域的划分方法是：获取室内地图平面在横向和纵向的最大值和最小值，由横向和纵向的最大值和最小值组成一个矩形区域。

在生成地图扫描线时可沿着该区域的横向方向，生成N条与横向垂直的纵向直线，假设其中的某一条直线为L(n)。相邻两条直线之间的距离间隔为：地图区域的横向宽度/直线的数量N。在实际操作构成中，可以根据实际情况设置N的值。这N条直线，即为地图扫描线。也可以沿着地图区域的纵向方向，生成N条与纵向垂直的横向直线。其原理与上述生成的纵向直线雷同。

S102，在每一条地图扫描线上随机生成多个扫描点。

在步骤S101中生成的地图扫描线的基础上，在每一条扫描线L(n)上，生成K个扫描点。扫描点K的数值可以根据实际情况进行设置，K值变大，扫描点的数量多，扫描点之间的间隔距离小；反之，K值变小，扫描点的数量少，扫描点之间的间隔距离大。

S103，基于各扫描点与室内地图平面内的障碍物的关系对扫描点进行碰撞检测过滤，识别各扫描点的性质，删除位于障碍物区域范围内的扫描点。

碰撞检测过滤具体为：依次遍历所有扫描点与室内地图平面内的所有障碍物的空间关系，若某一扫描点不在任何一个障碍物的区域范围内，则保留该扫描点，否则删除该扫描点。

如图2中的障碍物Area。判断扫描点P(k)与该障碍物Area的空间关系，如果P(k)在该障碍物的区域范围内，则删除该扫描点P(k)。如果P(k)不在任何一个障碍物的区域范围内，则保留该扫描点。按照上述扫描点的过滤规则，P(k1)不在任何一个障碍物范围内，应该予以保留，P(k2)在障碍物Area范围内，应该予以过滤删除。

S104，对过滤后的扫描点进行分组，以每组扫描点的坐标平均值作为由该组扫描点识别的道路节点。

经过步骤S103的扫描点过滤，每条地图扫描线上，保留了一系列的扫描点。针对保留下来的扫描点，按照其生成的自然顺序，进行分组。序号连续的一系列扫描点，归为一个组。这样，一条扫描线上的扫描点，就被划分为了一个或多个组。如图3所示，一条扫描线上的扫描点，划分为了2个组。

针对每一个扫描点组，取该组内的所有扫描点的坐标的平均值，生成一个新的点，该点即道路节点P(n)。如图3所示，两个组生成了两个道路节点P(n1)和P(n2)。

S105，遍历每一条地图扫描线上的每一个节点P(n)，连接相邻地图扫描线上的道路节点生成室内地图路网。

相邻地图扫描线上的道路节点连接时同时满足以下条件：

a、每个道路节点最多与相邻地图扫描线上的一个道路节点相连；

b、每个道路节点选择相邻地图扫描线上与该道路节点的直线距离最短的一个道路节点相连；

c、每个道路节点与相邻地图扫描线上的另一个道路节点的连线，与任何一个障碍物都不相交。

按照上述做法，最终生成了若干个独立的道路线段，从而形成道路路网。这些道路线段，都位于地图区域的空白连通区域内，不经过任何一个障碍物。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于扫描线的室内地图路网生成方法，其特征在于，该方法利用地图扫描线对室内地图平面进行全幅扫描，根据所述地图扫描线与所述室内地图平面内的障碍物的碰撞检测结果，识别出连通区域内的道路节点，连接所述道路节点生成室内地图路网；

该方法包括以下步骤：

1）获取实际的室内地图平面，基于该室内地图平面划分一矩形区域，沿着所述矩形区域的一个方向生成多条地图扫描线，该地图扫描线垂直于所述矩形区域的另一个方向；

2）在每一条地图扫描线上随机生成多个扫描点；

3）基于各扫描点与室内地图平面内的障碍物的关系对扫描点进行碰撞检测过滤，删除位于障碍物区域范围内的扫描点；

4）对过滤后的扫描点进行分组，以每组扫描点的坐标平均值作为由该组扫描点识别的道路节点；

5）连接所述道路节点生成室内地图路网；

所述步骤3）中的碰撞检测过滤具体为：

依次遍历所有扫描点与室内地图平面内的所有障碍物的空间关系，若某一扫描点不在任何一个障碍物的区域范围内，则保留该扫描点，否则删除该扫描点。

2.根据权利要求1所述的基于扫描线的室内地图路网生成方法，其特征在于，所述矩形区域的划分方法是：获取室内地图平面在横向和纵向的最大值和最小值，由横向和纵向的最大值和最小值组成一个矩形区域。

3.根据权利要求1所述的基于扫描线的室内地图路网生成方法，其特征在于，所述多条地图扫描线按固定间隔分布。

4.根据权利要求1所述的基于扫描线的室内地图路网生成方法，其特征在于，所述步骤4）中的分组具体为：

对每一条地图扫描线，按照扫描点生成的自然顺序，将剩余的扫描点中序号连续的一系列扫描点划分为一组。

5.根据权利要求1所述的基于扫描线的室内地图路网生成方法，其特征在于，所述步骤5）中，连接相邻地图扫描线上的道路节点生成室内地图路网。

6.根据权利要求5所述的基于扫描线的室内地图路网生成方法，其特征在于，所述相邻地图扫描线上的道路节点连接时同时满足以下条件：

a、每个道路节点最多与相邻地图扫描线上的一个道路节点相连；

b、每个道路节点选择相邻地图扫描线上与该道路节点的直线距离最短的一个道路节点相连；

c、每个道路节点与相邻地图扫描线上的另一个道路节点的连线，与任何一个障碍物都不相交。

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