[发明专利]一种室内导航动态避障寻径方法

说明书

本发明涉及一种室内导航动态避障寻径方法，步骤：(a)在目标建筑内根据室内地图，基于双层混合数据模型对室内可通行区域进行建模，该模型分为第一层拓扑网络和第二层栅格网络；(b)划分建筑第一层拓扑网络；(c)划分建筑第二层栅格网络；(d)划分障碍物；(e)采用步骤(d)方法统计每个房间的拥堵程度，并将其作为属性数据存储在步骤(b)中第一层拓扑网络的节点上；(f)根据输入的当前用户位置和目标位置，为指定用户计算最佳的避障路径；(g)根据实时监测的人群密度分布，确定是否调整计算新的最佳避障路径；本发明实时得到可通行的路径，大大地提高了导航路径计算的准确性。

技术领域

本发明涉及行人室内导航领域，具体涉及一种室内导航动态避障寻径方法。

技术背景

室内导航服务如今得到了长足的发展，此类技术为室内基于位置的服务奠定了基础。作为提供导航信息的重要组成部分，路径规划(即寻径)是室内导航的核心任务之一。针对常规场景中的行人导航，室内导航网络被用于抽象地表达用户所处空间及其相互位置关系，并被用于室内寻径计算。主流的计算方法是根据室内地图，预先生成室内通行网络并计算路径，或在已有的室内路网上预先标注路径。

针对行人室内导航，目前国内外对室内导航寻径都有不同的解决方案。地图厂商如谷歌、百度和高德等已能为部分公共建筑提供矢量格式的室内地图，但其往往采用固定的室内导航网络或不提供室内网络。这些相应的路径均是面向静态环境的指示路径，且最优路径的计算往往以最短距离为标准。虽然目前尚有少量针对室内导航网络动态更新的技术方案，但其对路网更新的条件和具体导航效果的描述仍不够清晰，且应用的场景较小(如写字楼)。

总的来说，当前大部分室内行人导航网络的构建主要针对静态室内环境，且常忽略了静态障碍物，因而其相应的寻径计算结果提供的是未考虑避障的指示路径。此外，现有导航网络的构建和寻径方法中还缺乏对动态障碍物的描述和表达。动态障碍物是指可移动的、或边界随时间变化的障碍物(如人群和设备编组的移动)，准确的寻径计算需要根据动态障碍物实时调整规划路径，例如室内人群在不同时段的拥堵程度会影响用户的导航路径选择。由于普遍忽略了动态障碍物的影响，现有的室内导航模型和寻径方法并不能完全反映建筑中的动态变化，因而降低了其准确性和可用性。

发明内容

针对上述提到的问题，本发明的目的在于提出一种基于双层混合数据模型的室内导航动态避障寻径方法，解决目前室内导航模型构建中动态信息难以实时准确更新、全局路径规划中较少顾及动态障碍物等问题。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案实现：

一种基于双层混合模型的室内导航动态避障寻径方法，其特征在于，包含以下步骤：

(a)在目标建筑内根据室内地图，基于双层混合数据模型对室内可通行区域进行建模。该模型分为第一层拓扑网络和第二层栅格网络，所述第一层拓扑网络表达房间的连通性；而所述第二层栅格网络由规则网格单元组成，表达房间内部的空间及其状态。

(b)划分建筑第一层拓扑网络，动态维护各个房间的连通性图(一种表达房间可达性的拓扑结构)。其中每个节点代表房间，每条边代表两个房间的连通性。第一层拓扑网络表示为：G_t＝{N_t,E_t},N_t＝{n₁,n₂…n_k,k为房间序号}，E_t＝{(n_i,n_j)|(n_i,n_j∈N_t)∩(n_i与n_j连通)，1≤i,j≤k且i≠j}。对E_t中的每条边(n_i,n_j)，存储其距离d_ij和拥堵程度b_ij。