[发明专利]一种基于BIM的室内导航数据构建方法及导航系统

权利要求书

1.一种室内导航数据构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、提取建筑物的BIM模型中的空间信息要素，获得包括导航要素的BIM简化模型，打印出各楼层的平面格栅图像；具体包括：

S11、基于BIM模型文件，提取BIM模型中的空间信息要素，过滤与导航无关的要素，获得BIM简化模型；

S12、以顶视图对每个楼层进行动态切图，打印出楼层动态切图的平面格栅图像，记录每层的三维坐标范围；定义要素样式表，对每类要素定义不同的颜色，根据要素样式表对每类要素设置对应的颜色样式；过滤要素的颜色记录于Ac，障碍要素的标识颜色记录于Bc，室内行走区域的颜色记录于Lc；

S2、对平面格栅图像进行处理获得室内行走区域，并获取室内行走区域的连接要素中心点及方向角；所述空间信息要素的类型包括障碍要素，所述步骤S2具体包括：

S21、对平面格栅图像进行图像处理，从每层平面格栅图像出入口位置的像素开始进行泛洪填充，获得该楼层的室内行走区域；具体的，若当前像素点为P(X，Y)，其四邻域像素点M(n),n＝1，2，3，4为：

M(1)＝P(X+1,Y)

M(2)＝P(X-1,Y)

M(3)＝P(X,Y+1)

M(4)＝P(X,Y-1)

如果M(n)＝Lc，跳过该像素；

如果M(n)∈Ac||M(n)≠Lc,该邻域像素属于未访问的障碍要素，则不做处理；否则

将该邻域像素设置为当前像素，并设置M(n)＝Lc，并重复该步骤中的判断，直到递归结束，最终获得室内行走区域；递归结束后，室内行走区域的将用Lc颜色标识；

S22、扫描平面格栅图像，确定连接要素对象的像素集合，标识连接要素中心到室内行走区域的垂线的角度；若当前连接要素对象的起点像素为S(X1，Y1)，终点像素为T(X2，Y2)，中心点像素为标识颜色Mc；

如果X1≠X2，起点像素S和终点像素T构成的要素的倾斜角否则θ＝90°；

连接要素中心到行走区域的角度a＝θ±90°，从M点出发分别判断θ±90°的相邻像素是否在行走区域，即颜色值是否为Lc，如果是则表示该角度是垂线角度；

S23、对平面格栅图像进行边缘提取，获得室内行走区域的矢量边界和连接要素中心点，计算出室内行走区域的中心线；

S3、将室内行走区域与BIM简化模型相贴合，形成水平网络拓扑数据和垂直网络拓扑数据；

S4、综合水平网络拓扑数据和垂直网络拓扑数据，生成用于室内导航的网络数据集。

2.根据权利要求1所述的室内导航数据构建方法，其特征在于，在步骤S1中，所述空间信息要素包括门、窗、梁柱、楼梯、电梯、墙和地板要素中的一个或者多个。

3.根据权利要求1所述的室内导航数据构建方法，其特征在于，所述步骤S21前还包括步骤S211：

逐一访问各平面格栅图像，将在后处理图像与在前处理图像进行比较，若图像重复则直接读取在前处理图像的结果并进入步骤S3，若不重复则返回步骤S21。

4.根据权利要求1所述的室内导航数据构建方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

获取与矢量边界相交连接要素对象，将连接要素对象从中心点沿垂直方向作直线，与室内行走区域的中心线相交，并以相交点和中心点作为结点，形成水平网络拓扑数据。

5.根据权利要求4所述的室内导航数据构建方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

通过碰撞识别出与矢量边界相交的连接要素对象，对连接要素对象进行语义信息提取，获得唯一标识ID；

读取连接要素中心点到室内行走区域的方向角，将连接要素对象从中心点沿垂直方向作直线，与室内行走区域中心线相交，中心点和交点作为结点，形成水平网络拓扑数据。

6.根据权利要求5所述的室内导航数据构建方法，其特征在于，所述各个楼层的连接要素对象包括门、电梯口、楼梯口、出入口。