CN107103061B - 一种室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法及装置 - Google Patents

一种室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法及装置。所述方法包括：确定建筑物内各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系，根据所述室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系构建动态室内地图；根据所述动态室内地图内各室内空间单元的拓扑关系确定任意两室内空间单元之间的距离，根据所述距离构建动态邻接矩阵。本发明提供的技术方案，能够构建动态邻接矩阵，为移动对象位置数据库中的室内索引、位置更新策略及室内位置服务(LBS)等提供室内底图支撑，还能够实现楼层和房间的自动更新和重构，为室内空间大规模人流位置检索及更新提供基础室内底图支撑，进一步提高当前主流室内索引及位置更新策略的效率。

Description

一种室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法及装置
技术领域
本发明涉及室内位置服务领域，尤其涉及一种室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法及装置。
背景技术
随着位置服务的快速发展与大型建筑的日益增多，人们在室内活动愈加频繁，室内位置服务的需求也越来越迫切。目前，室内位置服务已经广泛应用在室内导航、室内应急疏散和室内物品位置监控等领域，另外，我国数亿空巢老人和学龄儿童的监护问题迫切需要室内位置服务。室内空间位置不需要像室外那样用精确的坐标位置(x,y,z)，室内空间有单元的概念，可划分不同楼层，用楼层值(或高度)取代(z)；楼层又可分为“房间单元”(或功能分区等)和“走廊单元”(前室、大厅等)两类单元结构，用单元号取代(x,y)。
室内单元空间由Ci(i＝1,2...n)标识，如图1所示。Fi表示所在楼层，B表示楼宇名称。整个单元空间被分成房间单元和走廊单元两类，且单元和单元之间不重叠。
由于室内结构比较复杂，划分的单元会比较多，造成邻接矩阵可能会很大，在检索任意两个单元时效率会极大地降低；
室内可达空间容易发生改变，比如说某个门被人为地关闭或者发生火灾时该门被浓烟封住等，静态的邻接矩阵显然不符合实际检索需求。
发明内容
本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的目的是提供解决以上问题的一种室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法及装置。
本发明提供了一种室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法，包括：确定建筑物内各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系，根据所述室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系构建动态室内地图；
根据所述动态室内地图内各室内空间单元的拓扑关系确定任意两室内空间单元之间的距离，根据所述距离构建动态邻接矩阵。
上述室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法还具有以下特点：
所述确定建筑物内各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系，根据所述室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系构建动态室内地图包括：
建筑物内发生影响室内空间单元划分结果的几何结构变化和/或不影响室内空间单元划分结果的同时影响室内空间单元的拓扑关系的属性信息变化后，根据所述几何结构变化和所述属性信息变化确定变化后的各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系，根据变化后的各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系构建所述动态室内地图。
上述室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法还具有以下特点：所述几何结构变化包括以下至少一种：增加室内空间单元、将一室内空间单元划分为一个以上室内空间单元、合并室内空间单元、删除室内空间单元；
所述属性信息变化包括以下至少一种：新开通行通道、封堵通行通道。
上述室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法还具有以下特点：所述影响室内空间单元划分结果的几何结构变化为增加室内空间单元或将一室内空间单元划分为一个以上室内空间单元时，确定此新的室内空间单元与其它室内空间单元的拓扑关系和距离，在所述动态邻接矩阵的横坐标和纵坐标中增加所述新的室内空间单元的标识，并增加所述新的室内空间单元与其它室内空间单元的距离；
所述影响室内空间单元划分结果的几何结构变化为合并室内空间单元或删除室内空间单元时，确定需删除的室内空间单元，在所述动态邻接矩阵的横坐标和纵坐标中删除此室内空间单元的标识以及此室内空间单元与其它室内空间单元的距离。
上述室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法还具有以下特点：所述室内空间单元是所述建筑物的各楼层内的房间单元，或者是走廊单元，或者是部分走廊单元。
上述室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法还具有以下特点：所述拓扑关系中相邻两室内空间单元的关系是以下关系中的一种：连通关系、邻接关系和分割关系，其中，所述连通关系是指房间单元和房间单元之间、房间单元和走廊单元之间、房间单元和部分走廊单元之间无需经过其它室内空间单元便可直达的关系，所述邻接关系是指相邻两室内空间单元之间需要经过其它室内空间单元才可到达的关系，所述分割关系是相邻的部分走廊单元之间的关系。
上述室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法还具有以下特点：所述动态邻接矩阵中两室内空间单元之间的距离是两者之间最短可达路径所经过的室内空间单元的个数。
本发明还提供了一种室内空间单元的动态邻接矩阵的构建装置，包括：拓扑关系确定模块，用于确定建筑物内各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系；
动态室内地图构建模块，用于根据所述室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系构建动态室内地图；
动态邻接矩阵构建模块，用于根据所述动态室内地图内各室内空间单元的拓扑关系确定任意两室内空间单元之间的距离，根据所述距离构建动态邻接矩阵。
上述室内空间单元的动态邻接矩阵的构建装置还具有以下特点：所述拓扑关系确定模块，用于建筑物内发生影响室内空间单元划分结果的几何结构变化和/或不影响室内空间单元划分结果的同时影响室内空间单元的拓扑关系的属性信息变化后，根据所述几何结构变化和所述属性信息变化确定变化后的各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系；
所述动态室内地图构建模块，用于根据变化后的各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系构建所述动态室内地图，所述动态邻接矩阵中两室内空间单元之间的距离是两者之间最短可达路径所经过的室内空间单元的个数。
上述室内空间单元的动态邻接矩阵的构建装置还具有以下特点：所述几何结构变化包括以下至少一种：增加室内空间单元、将一室内空间单元划分为一个以上室内空间单元、合并室内空间单元、删除室内空间单元；
所述影响室内空间单元划分结果的几何结构变化为增加室内空间单元或将一室内空间单元划分为一个以上室内空间单元时，确定此新的室内空间单元与其它室内空间单元的拓扑关系和距离，在所述动态邻接矩阵的横坐标和纵坐标中增加所述新的室内空间单元的标识，并增加所述新的室内空间单元与其它室内空间单元的距离；
所述影响室内空间单元划分结果的几何结构变化为合并室内空间单元或删除室内空间单元时，确定需删除的室内空间单元，在所述动态邻接矩阵的横坐标和纵坐标中删除此室内空间单元的标识以及此室内空间单元与其它室内空间单元的距离；
所述属性信息变化包括以下至少一种：新开通行通道、封堵通行通道。
本发明提供的室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法及装置，能够构建动态邻接矩阵，为移动对象位置数据库中的室内索引、位置更新策略及室内位置服务(LBS)等提供室内底图支撑。还能够实现楼层和房间的自动更新和重构，为室内空间大规模人流位置检索及更新提供基础室内底图支撑，进一步提高当前主流室内索引及位置更新策略的效率。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是室内空间单元划分方式的示意图；
图2是根据本发明的实施例一提供的室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法的流程图；
图3是根据本发明的实施例一提供的室内空间单元分布结构示意图和室内空间单元间的拓扑关系示意图；
图4是根据本发明的实施例一提供的动态邻接矩阵示意图；
图5是根据本发明的实施例一提供的动态邻接矩阵更新过程示意图；
图6是根据本发明的实施例二提供的室内空间单元的动态邻接矩阵的构建装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
下面结合附图详细描述本发明的示例性实施例室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法及装置。
实施例一
图2是示出根据本发明实施例一的室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法的流程图。参照图2，所述方法包括：
步骤101，确定建筑物内各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系，根据室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系构建动态室内地图；
步骤102，根据动态室内地图内各室内空间单元的拓扑关系确定任意两室内空间单元之间的距离，根据距离构建动态邻接矩阵。
上述步骤101中，室内空间单元是所述建筑物的各楼层内的房间单元，或者是走廊单元，或者是部分走廊单元，如图3(a)所示，C1～C7是划分的7个室内空间单元，其中，走廊被划分为C1、C4和C5三个室内空间单元，其它4个室内空间单元为房间，M1～M6为房门。
拓扑关系中相邻两室内空间单元的关系是以下关系中的一种：连通关系、邻接关系和分割关系，其中，连通关系是指房间单元和房间单元之间、房间单元和走廊单元之间、房间单元和部分走廊单元之间无需经过其它室内空间单元便可直达的关系，邻接关系是指相邻两室内空间单元之间需要经过其它室内空间单元才可到达的关系，分割关系是相邻的部分走廊单元之间的关系。图3(b)示出了如图3(a)的室内空间单元的拓扑关系。
建筑物内发生影响室内空间单元划分结果的几何结构变化和/或不影响室内空间单元划分结果的同时影响室内空间单元的拓扑关系的属性信息变化后，根据几何结构变化和属性信息变化确定变化后的各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系，根据变化后的各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系构建动态室内地图。
其中，几何结构变化包括以下至少一种：增加室内空间单元、将一室内空间单元划分为一个以上室内空间单元、合并室内空间单元、删除室内空间单元；属性信息变化包括以下至少一种：新开通行通道、封堵通行通道。
在上述步骤102中，当增加室内空间单元或将一室内空间单元划分为一个以上室内空间单元时，确定此新的室内空间单元与其它室内空间单元的拓扑关系和距离，在动态邻接矩阵的横坐标和纵坐标中增加新的室内空间单元的标识，并增加新的室内空间单元与其它室内空间单元的距离；
当合并室内空间单元或删除室内空间单元时，确定需删除的室内空间单元，在动态邻接矩阵的横坐标和纵坐标中删除此室内空间单元的标识以及此室内空间单元与其它室内空间单元的距离。
其中，动态邻接矩阵中两室内空间单元之间的距离是两者之间最短可达路径所经过的室内空间单元的个数，相比于欧氏距离，本发明采用的两室内空间单元之间的距离可以近似表达动态地图中移动对象间的实际距离。例如，如图3(a)所示的动态地图中有三个移动对象O1、O2和O3，在T1时刻，对象O1，O2在C2单元，O3在C6单元，O2与O3间的欧氏距离比O2距O1的欧氏距离短，即EDist(O2,O3)<EDist(O2,O1)，但O2距O3的实际距离比O2距O1的实际距离长，即RDist(O2,O3)>RDist(O2,O1)，因此，欧式距离在室内空间不再适用，而采用移动对象所在的两室内空间单元的距离代替移动对象间的欧式距离。
图4示出了根据图3所示的室内空间单元的拓扑关系构建的动态邻接矩阵，其中，邻接矩阵的行和列分别表示7个室内单元，矩阵内的元素表示对应两个室内空间单元的距离。
例如，当室内的移动对象从室内空间单元C2移动至室内空间单元C6，经过的室内空间单元顺序为C2-C1-C4-C6，及从C2移动至C6需要经历3次室内空间单元的转换，则C2与C6之间的距离为3，将动态邻接矩阵中横坐标为C2，纵坐标为C6对应的元素填写为3。
当室内空间单元C5封闭或发生严重拥堵时，在动态邻接矩阵中，将C5对应的行和列删除，如图5所示。
实施例二
图6是示出根据本发明实施例二的室内空间单元的动态邻接矩阵的构建装置的结构图。参照图6，所述装置包括：
拓扑关系确定模块，用于确定建筑物内各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系；
动态室内地图构建模块，用于根据所述室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系构建动态室内地图；
动态邻接矩阵构建模块，用于根据所述动态室内地图内各室内空间单元的拓扑关系确定任意两室内空间单元之间的距离，根据所述距离构建动态邻接矩阵。
拓扑关系确定模块，用于建筑物内发生影响室内空间单元划分结果的几何结构变化和/或不影响室内空间单元划分结果的同时影响室内空间单元的拓扑关系的属性信息变化后，根据几何结构变化和属性信息变化确定变化后的各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系；
动态室内地图构建模块，用于根据变化后的各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系构建动态室内地图，动态邻接矩阵中两室内空间单元之间的距离是两者之间最短可达路径所经过的室内空间单元的个数。
几何结构变化包括以下至少一种：增加室内空间单元、将一室内空间单元划分为一个以上室内空间单元、合并室内空间单元、删除室内空间单元；
影响室内空间单元划分结果的几何结构变化为增加室内空间单元或将一室内空间单元划分为一个以上室内空间单元时，确定此新的室内空间单元与其它室内空间单元的拓扑关系和距离，在动态邻接矩阵的横坐标和纵坐标中增加新的室内空间单元的标识，并增加新的室内空间单元与其它室内空间单元的距离；
影响室内空间单元划分结果的几何结构变化为合并室内空间单元或删除室内空间单元时，确定需删除的室内空间单元，在动态邻接矩阵的横坐标和纵坐标中删除此室内空间单元的标识以及此室内空间单元与其它室内空间单元的距离。
属性信息变化包括以下至少一种：新开通行通道、封堵通行通道。
综上所述，本发明提供的室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法及装置，能够构建动态邻接矩阵，为移动对象位置数据库中的室内索引、位置更新策略及室内位置服务(LBS)等提供室内底图支撑。还能够实现楼层和房间的自动更新和重构，为室内空间大规模人流位置检索及更新提供基础室内底图支撑，进一步提高当前主流室内索引及位置更新策略的效率。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各装置/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能装置的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种室内空间单元的动态邻接矩阵的构建方法，其特征在于，所述方法包括：
确定建筑物内各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系，根据所述室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系构建动态室内地图；
其中，所述确定建筑物内各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系，根据所述室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系构建动态室内地图包括：
建筑物内发生影响室内空间单元划分结果的几何结构变化和/或不影响室内空间单元划分结果的同时影响室内空间单元的拓扑关系的属性信息变化后，根据所述几何结构变化和所述属性信息变化确定变化后的各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系，根据变化后的各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系构建所述动态室内地图；
根据所述动态室内地图内各室内空间单元的拓扑关系确定任意两室内空间单元之间的距离，根据所述距离构建动态邻接矩阵。
2.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，
所述几何结构变化包括以下至少一种：增加室内空间单元、将一室内空间单元划分为一个以上室内空间单元、合并室内空间单元、删除室内空间单元；
所述属性信息变化包括以下至少一种：新开通行通道、封堵通行通道。
3.如权利要求2所述的构建方法，其特征在于，
所述影响室内空间单元划分结果的几何结构变化为增加室内空间单元或将一室内空间单元划分为一个以上室内空间单元时，确定此新的室内空间单元与其它室内空间单元的拓扑关系和距离，在所述动态邻接矩阵的横坐标和纵坐标中增加所述新的室内空间单元的标识，并增加所述新的室内空间单元与其它室内空间单元的距离；
所述影响室内空间单元划分结果的几何结构变化为合并室内空间单元或删除室内空间单元时，确定需删除的室内空间单元，在所述动态邻接矩阵的横坐标和纵坐标中删除此室内空间单元的标识以及此室内空间单元与其它室内空间单元的距离。
4.如权利要求1、2或3所述的构建方法，其特征在于，
所述室内空间单元是所述建筑物的各楼层内的房间单元，或者是走廊单元，或者是部分走廊单元。
5.如权利要求4所述的构建方法，其特征在于，
所述拓扑关系中相邻两室内空间单元的关系是以下关系中的一种：连通关系、邻接关系和分割关系，其中，所述连通关系是指房间单元和房间单元之间、房间单元和走廊单元之间、房间单元和部分走廊单元之间无需经过其它室内空间单元便可直达的关系，所述邻接关系是指相邻两室内空间单元之间需要经过其它室内空间单元才可到达的关系，所述分割关系是相邻的部分走廊单元之间的关系。
6.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，
所述动态邻接矩阵中两室内空间单元之间的距离是两者之间最短可达路径所经过的室内空间单元的个数。
7.一种室内空间单元的动态邻接矩阵的构建装置，其特征在于，所述装置包括：
拓扑关系确定模块，用于确定建筑物内各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系，具体的，用于建筑物内发生影响室内空间单元划分结果的几何结构变化和/或不影响室内空间单元划分结果的同时影响室内空间单元的拓扑关系的属性信息变化后，根据所述几何结构变化和所述属性信息变化确定变化后的各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系；
动态室内地图构建模块，用于根据所述室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系构建动态室内地图，具体的，用于根据变化后的各室内空间单元的位置以及各室内空间单元的拓扑关系构建所述动态室内地图，所述动态邻接矩阵中两室内空间单元之间的距离是两者之间最短可达路径所经过的室内空间单元的个数；
动态邻接矩阵构建模块，用于根据所述动态室内地图内各室内空间单元的拓扑关系确定任意两室内空间单元之间的距离，根据所述距离构建动态邻接矩阵。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述几何结构变化包括以下至少一种：增加室内空间单元、将一室内空间单元划分为一个以上室内空间单元、合并室内空间单元、删除室内空间单元；
所述影响室内空间单元划分结果的几何结构变化为增加室内空间单元或将一室内空间单元划分为一个以上室内空间单元时，确定此新的室内空间单元与其它室内空间单元的拓扑关系和距离，在所述动态邻接矩阵的横坐标和纵坐标中增加所述新的室内空间单元的标识，并增加所述新的室内空间单元与其它室内空间单元的距离；
所述影响室内空间单元划分结果的几何结构变化为合并室内空间单元或删除室内空间单元时，确定需删除的室内空间单元，在所述动态邻接矩阵的横坐标和纵坐标中删除此室内空间单元的标识以及此室内空间单元与其它室内空间单元的距离；
所述属性信息变化包括以下至少一种：新开通行通道、封堵通行通道。
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