面向室内空间的语义约束导航查询研究
【摘要】室内定位技术的发展,特别是RFID(无线射频技术)、Wi-Fi^蓝牙、红外等新型定位技术的发展,使得获取室内移动对象的位置成为了可能,室内位置服务也因此而兴起。然而室内空间与室外空间无论空间约束、定位方式、距离度量等都不一样,之前室外空间的相关技术并不能直接应用于室内空间,如何高效管理室内移动对象数据以支撑室内位置服务成为了学术界和工业界共同关注的话题。室内导航服务作为需求最迫切的位置服务之一,受到了广泛的关注。室内空间环境结构复杂,语义丰富,不同的人对室内导航服务有着不同的需求,人们对导航路径也提出了各种各样的语义限制,而目前的室内导航服务研究却并不能很好的解决这样的问题。本文结合室内空间特性针对这种对导航路径有语义约束的导航问题进行了研究,主要研究了室内语义约束导航查询算法以及支持语义约束导航服务的室内移动对象管理原型系统。论文的主要工作可总结为下面几点：(1)研究了语义约束的室内导航问题,提出了针对Include约束和Exclude约束的室内导航算法。本文对室内导航服务的现实应用需求进行了分析,定义了两种约束：Include约束和Exclude约束。这两种约束分别是路径要包含和要避开的语义集。对于Include约束,遍历语义关键词包含的顺序通常都会产生大量的重复计算,本文提出了划分类别的思想,将拥有相同语义的路径划分到同一类,以类别为单位基于并行Dijkstra算法进行路径扩展,能够对相同语义路径同时处理,从而避免了遍历语义关键词包含序；对于Exclude约束,它要求所有路径必须实时在线扩展,本文结合室内空间的天然分层特性,将室内空间楼层分为RTF层(实时扩展层)和NRTF层(非实时扩展层),提出了分层剪枝优化技术,能够对大量NRTF层进行剪枝；最后,我们还讨论了导航算法在实际应用中的连续路径更新问题,提出了解决方案。我们在仿真数据集上的实验结果证明了所提算法的有效性。(2)设计和实现了一个支持语义约束室内导航服务的室内移动对象管理原型系统IndoorDB。IndoorDB首先对室内空间模型LayeredModel进行了扩展与改进。LayeredModel缺乏语义约束导航服务所需要的室内实体的楼层分布、语义信息等,也不能对门的单向性进行感知,并且其室内距离的定义和存储方式并不适合语义约束的导航服务,针对上述不足本文扩展了对房间和门的实体描述结构,重新定义了室内距离和存储方式,引入了单独的门队列和房间队列分别处理门实体和房间实体,很好的对语义约束导航服务提供了支持；IndoorDB基于对象关系数据库Oracle11g进行了实现,它扩展了适合室内空间的时空数据类型以及相应的时空操作,为IndoorDB提供了对移动对象数据进行管理的能力,并且IndoorDB的操作都是SQL兼容的,这使得IndoorDB能够很容易的应用于真实的数据库应用场景。
【作者】李千元；
【导师】岳丽华；
【作者基本信息】中国科学技术大学，计算机应用技术，2014，硕士
【关键词】室内位置服务；语义约束室内导航；移动对象数据管理；室内空间模型；原型系统；
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