CN112149217A - 三维室内导航场景的生成方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种三维室内导航场景的生成方法、装置、电子设备及存储介质，涉及室内导航技术领域。具体实现方案为：对室内空间第一要素进行拓扑分析修正后得到各层的有效面域；提取室内空间第二要素的几何中心点作为各层的导航关键节点；基于该有效面域与该导航关键节点的拓扑邻接关系，得到各层的通道区域；对该通道区域提取中心线后结合该导航关键点，生成各层的室内导航路网；结合该室内导航路网和各层之间的联通区域数据，生成多层导航路网；将该多层导航路网与三维室内模型结合，生成三维室内导航场景。采用本申请实施例，可以基于室内空间数字数据快速、准确、实时地生成三维导航场景，节省成本，提高使用者的体验感。
Description
技术领域
本申请涉及室内导航技术领域，尤其涉及一种三维室内导航场景的生成方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
近年来，随着智慧城市和新基建浪潮的兴起，各类便捷智能的城市服务应运而生，其中，与人们生活出行息息相关的城市室内外一体化位置导航服务受到越来越多的关注。目前，室外定位导航技术及产品较为成熟，基本可以满足人们出行需求。然而，人们却很少能够在室内享受满意的位置导航服务，尤其是伴随着城市中各种大型商场，综合体建筑，机场等的涌现，人们对室内导航位置服务的需求越来越强烈。
现有技术中，室内导航通常是二维的，不够形象直观，导航使用体验感不佳；而在三维室内导航场景构建的研究中，其室内导航数据获取有采用BIM或者激光扫描的方法，虽然能够得到较好的室内数据质量，但是对于一般的建筑而言，通常不具备BIM和激光扫描的基础数据，需再次投入成本获取，且BIM所构建的组件化建筑信息较为精细，数据量庞大，满足生产大众室内导航场景的数据信息所占比例较少；采用激光雷达设备扫描室内的数据成本代价相对更高，且后续需要的数据处理工作较多，不适合大范围推广。
发明内容
本申请实施例提供一种三维室内导航场景的生成方法、装置、电子设备及存储介质，以解决相关技术存在的问题，技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种三维室内导航场景的生成方法，包括：
对室内空间第一要素进行拓扑分析修正后得到各层的有效面域；
提取室内空间第二要素的几何中心点作为各层的导航关键节点；
基于该有效面域与该导航关键节点的拓扑邻接关系，得到各层的通道区域；
对该通道区域提取中心线后结合该导航关键点，生成各层的室内导航路网；
结合该室内导航路网和各层之间的联通区域数据，生成多层导航路网；
将该多层导航路网与三维室内模型结合，生成三维室内导航场景。
第二方面，本申请实施例提供了一种三维室内导航场景的生成装置，包括：
有效面域获得模块，用于对室内空间第一要素进行拓扑分析修正后得到各层的有效面域；
导航关键节点提取模块，用于提取室内空间第二要素的几何中心点作为各层的导航关键节点；
通道区域生成模块，用于基于有效面域与导航关键节点的拓扑邻接关系，得到各层的通道区域；
导航路网生成模块，用于对通道区域提取中心线后结合导航关键点，生成各层的室内导航路网；
多层导航路网生成模块，用于结合室内导航路网和各层之间的联通区域数据，生成多层导航路网；
三维室内导航场景生成模块，用于将多层导航路网与三维室内模型结合，生成三维室内导航场景。
第三方面，本申请实施例提供了一种三维室内导航场景的生成设备，该设备包括：存储器和处理器。其中，该存储器和该处理器通过内部连接通路互相通信，该存储器用于存储指令，该处理器用于执行该存储器存储的指令，并且当该处理器执行该存储器存储的指令时，使得该处理器执行上述各方面任一种实施方式中的方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储计算机程序，当计算机程序在计算机上运行时，上述各方面任一种实施方式中的方法被执行。
上述技术方案中的优点或有益效果至少包括：本申请生成导航路网的方式精确、快速，能够保证室内导航的实时性，将多层室内导航路网与基于室内空间数据生成的三维室内模型相结合，产生三维导航场景，导航效果更加准确，为使用者带来更加清晰的导航指引新体验。
上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本申请进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。
图1为根据本申请实施例的三维室内导航场景的生成方法的流程图；
图2为根据本申请实施例的获得各层有效面域的一种实现方法流程图；
图3为根据本申请实施例的获得各层通道区域的一种实现方法流程图；
图4为根据本申请实施例的获得各层通道区域的一种实现方法示意图；
图5为根据本申请实施例的生成各层的室内导航路网的一种实现方法流程图；
图6为根据本申请实施例的生成各层的室内导航路网的一种实现方法示意图；
图7为根据本申请实施例的生成各层的室内导航路网的另一种实现方法示意图；
图8为根据本申请实施例的生成多层导航路网的一种实现方法流程图；
图9为根据本申请实施例的三维室内导航场景的生成装置的结构框图；
图10为根据本申请实施例的有效面域获得模块结构框图；
图11为根据本申请实施例的通道区域生成模块结构框图；
图12为根据本申请实施例的导航路网生成模块结构框图；
图13为根据本申请实施例的多层导航路网生成模块结构框图；
图14为根据本申请实施例的三维室内导航场景的生成设备的结构框图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施方式。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施方式。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
随着我国建筑领域新技术和新业态的发展，几乎所有的建筑都有对应的CAD或GIS电子数据，CAD和GIS数据之间还可以相互转换，具有大范围应用的优势。有人提出了采用提取CAD中的信息生成室内地图的方法，但其方法只是把CAD信息提取出来，没有建立严格的室内建筑空间关系，不利于数据的查询和管理，且主要通过对具有相同室内设计和房间布局的场景进行地图数据的复制来提高效率，具有一定的局限性；此外，还有人提出一种基于CAD和GIS生成室内地图的方法和电子装置，该方法虽然建立了室内空间关系，但最终未形成完整的室内导航数据，不能直接进行应用。因此，现有的技术和研究并不能完全满足室内导航数据的精准高效生产，其方法还有待改进和提升。
另一方面，现有的室内导航地图多以二维形式呈现，在二维图上，所有信息数据都被抽象化表达，室内家具、隔断或是有坡度的道路，都无法被完整地表达，使用者观感也不好，因此，在进行室内导航时，需要一种更加精细化的三维导航场景，提供高低起伏、错落有致的真实的导航场景，提升用户体验。
图1示出根据本申请一实施例的三维室内导航场景的生成方法的流程图。如图1所示，该方法可以包括：
S101、对室内空间第一要素进行拓扑分析修正后得到各层的有效面域；
一示例中，对可以生成室内空间布局图的室内空间第一要素进行拓扑分析。室内空间第一要素包括但不限于墙、隔断、门、窗等等，室内空间第一要素可以从对应的室内空间数字数据——如房屋的CAD数据或是房屋的GIS数据中抽取；拓扑定义了空间要素之间如何共享空间的规则，对拓扑关系异常的室内空间第一要素进行修改或删除，具体可以包括：去除互相重叠的墙面、隔断，修正产生相交区域的两个房间等等，修正之后，得到各层的有效室内空间布局二维图，并从中得到各层的有效面域，此有效面域是二维的，每一个有效面域都代表着一个完整的室内空间，如一个房间是一个有效面域。
S102、提取室内空间第二要素的几何中心点作为各层的导航关键节点；
一示例中，室内空间第二要素包括但不限于门、电梯、步梯和扶梯，该室内空间第二要素也可以从室内空间数字数据——具体比如房屋的CAD数据图、房屋的GIS数据中抽取；几何中心点可以理解为图形的内点，比如门的内点可以取二维布局图中门框宽度的中点，电梯的内点可以取二维布局图中电梯天井的中心点，将室内空间第二要素的内点作为导航关键节点。
S103、基于该有效面域与该导航关键节点的拓扑邻接关系，得到各层的通道区域；
一示例中，当某一有效面域内，包括两个或两个以上导航关键节点，则将该有效面域划分为通道区域。
S104、对该通道区域提取中心线后结合该导航关键点，生成各层的室内导航路网；
一示例中，利用限定Delaunay三角剖分算法提取出通道中心线，再根据策略生成导航关键点与通道中心线的最短可通行连接线，上述通道区域的中心线以及与中心线联通的最短可通行连接线组成每个楼层的导航路线，即导航路网。
S105、结合该室内导航路网和各层之间的联通区域数据，生成多层导航路网；
一示例中，各层之间联通区域的数据包括电梯、扶梯、步梯的出口、入口位置数据以及联通模式数据，该联通模式数据包括电梯、扶梯或步梯的联通方式，比如双向联通、上行联通、下行联通等。基于电梯、扶梯、步梯的出、入口位置生成与上述导航路网联通的位置点，根据联通模式数据生成联通线，将各层的导航路网联通起来，生成多层导航路网。
S106、将该多层导航路网与三维室内模型结合，生成三维室内导航场景。
一示例中，由室内GIS数据建模生成三维室内模型，将其与多层导航路网进行匹配、结合，生成三维的室内导航场景。本申请基于室内空间的数字数据，借助室内空间拓扑关系进行修正处理后生成各层室内导航路网，并结合联通区域数据形成完整的多层室内导航路网，该生成方式精确、快速，能够保证室内导航的实时性；进一步地，将多层室内导航路网与基于室内空间数据生成的三维室内模型相结合，产生三维导航场景，将原来简单显示的平面二维地图变成有立体感的三维地图，更加准确、易懂，解决了传统室内二维导航在复杂场景中因遮盖、视觉错误等问题而导致的路线错误，为使用者带来更加清晰的导航指引新体验。
图2为本申请实施例的一种三维室内导航场景的生成方法中，获得各层有效面域的一种实现方法流程图。如图2所示，在一些实施方式中，上述步骤S101中对室内空间第一要素进行拓扑分析修正后得到各层的有效面域的过程包括：
S201、利用该室内空间第一要素构成线图层，其中，该室内空间第一要素包括：墙、窗、门以及隔断；
示例性地，可以将CAD中的数据转换成GIS数据，利用GIS数据中的墙、窗、门、隔断等与室内空间轮廓相关的要素构成线图层，用于后续步骤中的拓扑分析。转成GIS数据是为了后面的拓扑分析做铺垫，因为CAD数据不具备拓扑分析的条件。
S202、对该线图层进行拓扑分析，剔除拓扑结构不合理的部分后，得到有效链数据；
示例性地，采用共点、悬挂、求交等拓扑分析检查处理方法，对线图层进行空间拓扑检查，检查线图层中的点、线、面在拓扑关系上是否合理，如利用共点检查点是否落在线之上，线的端点是否和非端点接触，利用悬挂检查线段的端点是否孤立，利用求交检查图层中相邻房间的轮廓之间是否重叠或是出现空隙等等。从点、线、面要素之间的相邻关系、连接关系、覆盖关系、相交关系、重叠关系等入手进行拓扑关系检查，基于检查结果，对不合理的部分进行修正或是剔除，最终得到有效链数据。链数据是经过拓扑分析的线数据，链数据不存在伪节点的现象，它所有的线条都是连续完整的，不是断开或者重叠的，比如：两条线如果相交，那么交点那个地方就是断开的，是4条链数据，而不是2个线数据，链数据中的线条数据更规则，有利于进行面空间的提取，对后面的拓扑分析打下了良好基础。
S203、将该有效链数据转换为各层的有效面域。
示例性地，对有效链数据进行拓扑关系转换后得到室内空间各层的有效面域，该有效面域包括多个封闭的二维区域，每个二维区域代表一块室内空间，如一个房间是一个有效面域。采用上述实施方式，利用室内空间第一要素，经过拓扑分析检测之后，对不符合拓扑关系的数据进行剔除或修正处理，保证了最后生成的有效面域的准确性，增加了后续数据的可用性。
图3为本申请实施例的一种三维室内导航场景的生成方法中，获得各层通道区域的一种实现方法流程图。如图3所示，在一些实施方式中，上述步骤S103中基于有效面域与导航关键节点的拓扑邻接关系，得到各层的通道区域的过程包括：
S301、对该有效面域与该导航关键节点进行拓扑分析；
示例性地，对S101中得到的有效面域和导航关键节点进行拓扑分析，得到二者之间的拓扑关系，具体可以是：判断导航关键节点是否落在有效面域内，或是否落在有效面域的边界线上。
S302、基于该拓扑分析的结果，提取包含至少两个导航关键节点的该有效面域作为各层的通道区域。
示例性地，如果有两个以及两个以上的导航关键节点落在某一有效面域内或其边界线上，则将该有效面域标定为通道区域。如图4所示，首先，基于门的位置，生成导航关键节点A1-A5；然后，判断导航关键节点和有效面域之间的拓扑关系，其中，因为A1-A5落在某一有效面域的边界线上，因此将此有效面域标定为通道区域A；因为A2和A4落在另一有效面域的边界线上，因此该有效面域定义为通道区域B。其余的有效面域中，因为不符合包括两个及两个以上的关键节点，因此不标定为通道区域。采用此方法，提取包括至少两个导航关键节点的有效面域，通过较为简单的逻辑关系，达到快速、精准提取通道区域的效果。
图5为本申请实施例的一种三维室内导航场景的生成方法中，生成各层的室内导航路网的一种实现方法流程图。如图5所示，在一些实施方式中，上述步骤S104中对该通道区域提取中心线后结合该导航关键点，生成各层的室内导航路网的过程包括：
S401、利用限定Delaunay三角剖分算法，提取该通道区域的中心线；
示例性地，将该通道区域利用限定Delaunay三角剖分算法进行三角剖分，形成通道区域的中心线，主要分为以下几步：
第一步，以通道区域边缘为限制条件，采用逐点插入法,构建室内通道区域限定Delaunay三角网。具体地，首先获取通道的所有边界节点，构建一个多边形凸壳，将所有的节点包含在内；然后，从凸壳边界开始，以边界为三角形的边建立初始三角网；之后，根据限定Delaunay三角形特性，逐个将凸壳点以外的点加入到三角网中；判断新加入的三角形是否位于道路范围内，如果不在则舍弃；重复“逐个将凸壳点以外的点加入到三角网中”和“判断新加入的三角形是否位于道路范围内，如果不在则舍弃”，直至所有数据点处理完毕。
第二步，基于上述通道区域限定Delaunay三角网中的三角形集，区分单个三角形与邻近三角形的关系，按照如下方式对其进行分类和划定：
只有一边有邻近三角形的为A类，两边有邻近三角形的为B类，三边均有邻近三角形的为C类。其中判定A类三角形出现在该通道区域的入口或出口，C类三角形出现在通道区域的交叉口，其他处出现的则划分为B类三角形。
第三步，通道区域中心线的提取。采用如下方法对三种类别的三角形进行连接，从而构建通道区域的中心线：
A类三角形连接唯一邻近边(两邻近三角形的公用边)的中点，B类三角形连接两条邻近边的中点，C类三角形连接重心与三边的中点。
第四步，中心线网络优化。第三步中生成的中心线，采用最小二乘法进行直线拟合，从而得到平直光滑的中心线，对交叉口进行裁剪、拉直等处理，使其平滑，符合逻辑。
S402、对该中心线及该导航关键点进行分析，在该导航关键点不落在该中心线上的情况下，选取符合路径最短策略的连接线，得到最短可通行线；
示例性地，如图6所示，生成通道区域中心线之后，判断导航关键节点是否落在通道区域中心线上，如在通道区域中心线之外，如图6中基于门生成的导航关键点A，落在通道中心线B之外，则生成链接导航关键点A与通道中心线B之间的最短可通行线C；最短可通行线可以为经过导航关键点A，垂直于通道中心线B的直线。
S403、该导航关键点、该中心线和该最短可通行线构成室内导航路网。
如图7所示，导航关键点、通道中心线和链接上述二者的最短可通行线组成室内导航路网。使用三角剖分算法可以在通道区域中生成连续、平滑的通道线；生成连接该导航关键点和该中心线的最短可通行线，可以保证最终生成的导航路网是出发点与目的地之间距离最短的导航路线，可以提供直接、精准的导航信息。
图8为本申请实施例的一种三维室内导航场景的生成方法中，生成多层导航路网的一种实现方法流程图。如图8所示，在一些实施方式中，上述步骤S105结合该室内导航路网和各层之间的联通区域数据，生成多层导航路网的过程包括：
S501、根据该联通模式数据，得到各层之间的联通线；
一示例中，联通模式数据包括步梯、扶梯和电梯的联通方式，比如双向联通、上行联通、下行联通等，基于此生成单向通行或可双向通行的联通线。一示例中，基于电梯生成的联通线是垂直的，基于步梯和扶梯生成的联通线是倾斜的。
S502、基于该出口、入口位置数据，将该联通线连接到各层的该室内导航路网中，生成多层导航路网。
示例性地，基于步梯的出口，入口数据，分别找到步梯与上下两个层平台相接的位置的中心点，作为步梯导航关键点，在该步梯导航关键点不落在中心线的情况下，分别生成步梯导航关键点与对应楼层的中心线之间的最短可通行线，步梯导航关键点、通道中心线和链接上述二者的最短可通行线组成室内导航路网，基于扶梯连接室内导航路网的方法类似，此处不多做赘述。基于电梯的出口，入口数据，分别找到每一层电梯门的几何中心点，然后将其连接到对应各层的导航路网中。用此连接方式，可以快速、精确地将各层的导航路网连接起来，生成多层导航路网。
图9示出根据本申请一实施例的三维室内导航场景的生成装置100的结构框图。如图9所示，该装置可以包括：
有效面域获得模块110，用于对室内空间第一要素进行拓扑分析修正后得到各层的有效面域；
导航关键节点提取模块120，用于提取室内空间第二要素的几何中心点作为各层的导航关键节点；
通道区域生成模块130，用于基于该有效面域与该导航关键节点的拓扑邻接关系，得到各层的通道区域；
导航路网生成模块140，用于对该通道区域提取中心线后结合该导航关键点，生成各层的室内导航路网；
多层导航路网生成模块150，用于结合该室内导航路网和各层之间的联通区域数据，生成多层导航路网；
三维室内导航场景生成模块160，用于将该多层导航路网与三维室内模型结合，生成三维室内导航场景。
本申请实施例各装置中的各模块的功能可以参见上述方法中的对应描述，在此不再赘述。
图10示出根据本申请一实施例的有效面域获得模块110结构框图。如图10所示，该模块可以包括：
线图层单元111，用于利用该室内空间第一要素构成线图层，其中，该室内空间第一要素包括：墙、窗、门以及隔断；
链数据单元112，用于对该线图层进行拓扑分析，剔除拓扑结构不合理的部分后，得到有效链数据；
有效面域单元113，用于将该有效链数据转换为各层的有效面域。
本申请实施例各装置中的各单元的功能可以参见上述方法中的对应描述，在此不再赘述。
图11示出根据本申请一实施例的通道区域生成模块130结构框图。如图11所示，该模块可以包括：
拓扑分析单元131，用于对该有效面域与该导航关键节点进行拓扑分析；
单层通道区域生成单元132，用于基于该拓扑分析的结果，提取包含至少两个该导航关键节点的该有效面域作为各层的该通道区域。
本申请实施例各装置中的各单元的功能可以参见上述方法中的对应描述，在此不再赘述。
图12示出根据本申请一实施例的导航路网生成模块140结构框图。如图12所示，该模块可以包括：
中心线单元141，用于利用限定Delaunay三角剖分算法，提取该通道区域的中心线；
最短可通行线单元142，用于对该中心线及该导航关键点进行分析，在该导航关键点不落在该中心线上的情况下，选取符合路径最短策略的连接线，得到最短可通行线；
单层室内导航路网构成单元143，用于基于该导航关键点、该中心线和该最短可通行线构成室内导航路网。
本申请实施例各装置中的各单元的功能可以参见上述方法中的对应描述，在此不再赘述。
图13示出根据本申请一实施例的多层导航路网生成模块150结构框图。如图13所示，该模块可以包括：
联通线生成单元151，用于根据该联通模式数据，得到各层之间的联通线；
单层导航路网合并单元152，用于基于该出口、入口位置数据，将该联通线连接到各层的该室内导航路网中，生成多层导航路网。
本申请实施例各装置中的各单元的功能可以参见上述方法中的对应描述，在此不再赘述。
图14示出根据本申请一实施例的三维室内导航场景的生成设备的结构框图。如图14所示，该三维室内导航场景的生成设备包括：存储器910和处理器920，存储器910内存储有可在处理器920上运行的计算机程序。处理器920执行该计算机程序时实现上述实施例中的三维室内导航场景的生成方法。存储器910和处理器920的数量可以为一个或多个。
该三维室内导航场景的生成设备还包括：
通信接口930，用于与外界设备进行通信，进行数据交互传输。
如果存储器910、处理器920和通信接口930独立实现，则存储器910、处理器920和通信接口930可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。该总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部设备互连(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图14中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选地，在具体实现上，如果存储器910、处理器920及通信接口930集成在一块芯片上，则存储器910、处理器920及通信接口930可以通过内部接口完成相互间的通信。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本申请实施例中提供的方法。
本申请实施例还提供了一种芯片，该芯片包括，包括处理器，用于从存储器中调用并运行存储器中存储的指令，使得安装有芯片的通信设备执行本申请实施例提供的方法。
本申请实施例还提供了一种芯片，包括：输入接口、输出接口、处理器和存储器，输入接口、输出接口、处理器以及存储器之间通过内部连接通路相连，处理器用于执行存储器中的代码，当代码被执行时，处理器用于执行申请实施例提供的方法。
应理解的是，上述处理器可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processing，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(fieldprogrammablegate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者是任何常规的处理器等。值得说明的是，处理器可以是支持进阶精简指令集机器(advanced RISC machines，ARM)架构的处理器。
进一步地，可选地，上述存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，还可以包括非易失性随机存取存储器。该存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以包括只读存储器(read-onlymemory，ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以包括随机存取存储器(random access memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用。例如，静态随机存取存储器(static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data date SDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhancedSDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus RAM，DR RAM)。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包括于本申请的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分。并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。
应理解的是，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。上述实施例方法的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，该程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。上述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。该存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (20)
1.一种三维室内导航场景的生成方法，其中，所述方法包括：
对室内空间第一要素进行拓扑分析修正后得到各层的有效面域；
提取室内空间第二要素的几何中心点作为各层的导航关键节点；
基于所述有效面域与所述导航关键节点的拓扑邻接关系，得到各层的通道区域；
对所述通道区域提取中心线后结合所述导航关键点，生成各层的室内导航路网；
结合所述室内导航路网和各层之间的联通区域数据，生成多层导航路网；
将所述多层导航路网与三维室内模型结合，生成三维室内导航场景。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对室内空间第一要素进行拓扑分析修正后得到各层的有效面域，包括：
利用所述室内空间第一要素构成线图层，其中，所述室内空间第一要素包括：墙、窗、门以及隔断；
对所述线图层进行拓扑分析，剔除拓扑结构不合理的部分后，得到有效链数据；
将所述有效链数据转换为各层的有效面域。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述室内空间第二要素包括：门、电梯、步梯、扶梯。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述有效面域与所述导航关键节点的拓扑邻接关系，得到各层的通道区域，包括：
对所述有效面域与所述导航关键节点进行拓扑分析；
基于所述拓扑分析的结果，提取包含至少两个所述导航关键节点的所述有效面域作为各层的所述通道区域。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对所述通道区域提取中心线后结合所述导航关键点，生成各层的室内导航路网，包括：
利用限定Delaunay三角剖分算法，提取所述通道区域的中心线；
对所述中心线及所述导航关键点进行分析，在所述导航关键点不落在所述中心线上的情况下，选取符合路径最短策略的连接线，得到最短可通行线；
所述导航关键点、所述中心线和所述最短可通行线构成室内导航路网。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述联通区域数据，包括：电梯、步梯、扶梯的出口、入口位置数据，以及联通模式数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述结合所述室内导航路网和各层之间的联通区域数据，生成多层导航路网，包括：
根据所述联通模式数据，得到各层之间的联通线；
基于所述出口、入口位置数据，将所述联通线连接到各层的所述室内导航路网中，生成多层导航路网。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括：
所述室内空间第一要素和所述室内空间第二要素抽取自室内空间数字数据。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括：
所述三维室内模型，由室内GIS数据建模生成。
10.一种三维室内导航场景的生成装置，所述装置包括：
有效面域获得模块，用于对室内空间第一要素进行拓扑分析修正后得到各层的有效面域；
导航关键节点提取模块，用于提取室内空间第二要素的几何中心点作为各层的导航关键节点；
通道区域生成模块，用于基于所述有效面域与所述导航关键节点的拓扑邻接关系，得到各层的通道区域；
导航路网生成模块，用于对所述通道区域提取中心线后结合所述导航关键点，生成各层的室内导航路网；
多层导航路网生成模块，用于结合所述室内导航路网和各层之间的联通区域数据，生成多层导航路网；
三维室内导航场景生成模块，用于将所述多层导航路网与三维室内模型结合，生成三维室内导航场景。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述有效面域获得模块，包括：
线图层单元，用于利用所述室内空间第一要素构成线图层，其中，所述室内空间第一要素包括：墙、窗、门以及隔断；
链数据单元，用于对所述线图层进行拓扑分析，剔除拓扑结构不合理的部分后，得到有效链数据；
有效面域单元，用于将所述有效链数据转换为各层的有效面域。
12.根据权利要求10所述的装置，其中，所述室内空间第二要素包括：门、电梯、步梯、扶梯。
13.根据权利要求10所述的装置，其中，所述通道区域生成模块包括：
拓扑分析单元，用于对所述有效面域与所述导航关键节点进行拓扑分析；
单层通道区域生成单元，用于基于所述拓扑分析的结果，提取包含至少两个所述导航关键节点的所述有效面域作为各层的所述通道区域。
14.根据权利要求10所述的装置，其中，所述导航路网生成模块包括：
中心线单元，用于利用限定Delaunay三角剖分算法，提取所述通道区域的中心线；
最短可通行线单元，用于对所述中心线及所述导航关键点进行分析，在所述导航关键点不落在所述中心线上的情况下，选取符合路径最短策略的连接线，得到最短可通行线；
单层室内导航路网构成单元，用于基于所述导航关键点、所述中心线和所述最短可通行线构成室内导航路网。
15.根据权利要求10所述的装置，其中，所述联通区域数据，包括：电梯、步梯、扶梯的出口、入口位置数据，以及联通模式数据。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述多层导航路网生成模块，包括：
联通线生成单元，用于根据所述联通模式数据，得到各层之间的联通线；
单层导航路网合并单元，用于基于所述出口、入口位置数据，将所述联通线连接到各层的所述室内导航路网中，生成多层导航路网。
17.根据权利要求10所述的装置，其中，还包括：
所述室内空间第一要素和所述室内空间第二要素抽取自室内空间数字数据。
18.根据权利要求10所述的装置，其中，还包括：所述三维室内模型，由室内GIS数据建模生成。
19.一种三维室内导航场景的生成设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器中存储指令，所述指令由处理器加载并执行，以实现如权利要求1-9任一项所述的方法。
20.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-9中任一项所述的方法。
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