基于(yú)室内路網的(de)跨樓層路徑規劃技術的(de)設計與實現

0　引言

随着移動互聯網技術的(de)不(bù)斷發展以(yǐ)及智能移動終端的(de)普及，基于(yú)位置的(de)信息服務變得流行起來(lái)，逐漸爲(wéi / wèi)大(dà)衆所接受和(hé / huò)使用。同時(shí)，随着室内混合智能定位技術的(de)發展，室内位置服務需求越來(lái)越旺盛。作爲(wéi / wèi)室内位置服務的(de)核心技術之(zhī)一(yī / yì ／yí)，室内路徑規劃與導航成爲(wéi / wèi)研究和(hé / huò)應用的(de)熱點。

室内路徑規劃是(shì)從複雜的(de)室内環境中，找到(dào)起點到(dào)終點之(zhī)間滿足一(yī / yì ／yí)定約束條件的(de)有效的(de)最優路徑，它可以(yǐ)結合室内定位技術與移動通信技術，實現室内實時(shí)動态導航，支撐室内公共安全、應急救援、商業智能和(hé / huò)大(dà)衆服務等應用[7-8]。如當我們置身于(yú)大(dà)型商場和(hé / huò)機場等複雜建築物的(de)内部時(shí)，室内路徑規劃技術可以(yǐ)利用精确的(de)定位技術确定我們的(de)位置，并基于(yú)室内地(dì / de)圖和(hé / huò)路網數據，利用最優路徑算法計算位置之(zhī)間的(de)有效路徑，從而(ér)幫助我們找到(dào)和(hé / huò)到(dào)達指定的(de)地(dì / de)點(衛生間、 ATM和(hé / huò)商家等)。

但是(shì)，一(yī / yì ／yí)些路徑規劃技術往往基于(yú)單層網絡拓撲模型而(ér)設計，由于(yú)模型缺少樓層之(zhī)間的(de)連通信息，而(ér)不(bù)能實現跨樓層導航算法分析。後來(lái)，随着跨樓層導航算法的(de)出(chū)現，跨樓層的(de)路徑規劃、導航及定位得以(yǐ)實現[4, 7-9]。但這(zhè)些傳統跨樓層導航算法基于(yú)樓層連接通達規則，往往需要(yào / yāo)多次遍曆樓層信息。具體來(lái)說(shuō)，首先，将室内道(dào)路拓撲生成單一(yī / yì ／yí)樓層路網文件，按照多個(gè)樓層通達規則，通過與上(shàng)一(yī / yì ／yí)個(gè)樓梯或下一(yī / yì ／yí)個(gè)樓梯的(de)連接信息互相将樓層關聯起來(lái)，組織成數據結構獨立、存儲結構共用的(de)統一(yī / yì ／yí)路網分析文件。在(zài)路徑分析時(shí)根據起點坐标和(hé / huò)當前樓層連通的(de)其他(tā)任一(yī / yì ／yí)樓層的(de)樓梯坐标，遍曆出(chū)當前樓層和(hé / huò)接近目的(de)地(dì / de)樓層的(de)下一(yī / yì ／yí)個(gè)樓層連接耗費最少的(de)連接點坐标；然後，通過該連接點啓動遍曆下一(yī / yì ／yí)個(gè)接近目的(de)地(dì / de)樓層的(de)最近連接點，找出(chū)最近的(de)連接點并更新之(zhī)前的(de)連接耗費，按照此樓層連接信息遍曆規則，繼續遍曆更加靠近目的(de)地(dì / de)所在(zài)的(de)樓層，找到(dào)目的(de)地(dì / de)所在(zài)樓層後，再根據單樓層内兩點最佳路徑分析算法找到(dào)耗費最少的(de)路徑，将目的(de)地(dì / de)樓層的(de)這(zhè)條路徑和(hé / huò)目的(de)地(dì / de)樓層上(shàng)一(yī / yì ／yí)次通過其他(tā)樓層到(dào)達目的(de)地(dì / de)的(de)路徑做比較，存在(zài)更少耗費的(de)路徑則更新上(shàng)一(yī / yì ／yí)樓層的(de)連接點坐标。按照此遍曆規則直到(dào)将最少耗費遍曆至起點，得到(dào)連接室内跨樓層目的(de)地(dì / de)和(hé / huò)起點的(de)最短距離路徑[9-11]。該方法基于(yú)單層路網通過樓梯關聯單層路網的(de)連通規則，路徑分析結果準确，但路徑分析空間複雜度較大(dà)，路徑分析耗費時(shí)間也(yě)較長。此外，跨樓層導航網絡模型設計還面對着多樓層間相對坐标不(bù)一(yī / yì ／yí)緻的(de)情況。

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