基于通道与功能单元的盲人室内导航空间数据模型及实验研究

发布时间：2017-08-04 05:23

  本文关键词：基于通道与功能单元的盲人室内导航空间数据模型及实验研究

  更多相关文章： 室内导盲 通道-功能单元 空间建模 路径规划 原型系统

【摘要】：中国作为全世界盲人最多的国家,目前盲人的数量约为550万,并且每年以新增约45万盲人的数量增加。由于盲人无法像正常人一样通过视觉获取和感知环境信息,给这一特殊人群造成了日常生活的困难和不便。近年来随着现代空间信息技术的不断发展,利用现代空间技术弥补盲人在行走过程中视觉信息的缺失成为解决盲人出行问题的热点。本文在详细分析了盲人出行的心理特征和对空间信息的需求特征的基础上,以盲人室内导航为目标,围绕室内空间数据建模、基于Shapefile文件向本文建立的数据模型的数据转换方法、基于本文提出的数据模型构建室内路径模型、盲人路径规划算法等展开研究。⑴本文就盲人室内行走空间信息需求及室内导航数据建模进行了分析,将盲人室内行走的空间信息分为宏观环境、微观环境,并在此基础上对特殊空间信息需求进行归纳,指出建模时还需要考虑以上特殊信息、拓扑关系和语义信息描述。⑵基于面向对象的数据组织方式,以“通道-功能单元”为核心思想,设计了服务于盲人室内导航的空间数据模型,其主要特点为:(1)整个室内空间由一系列空间单元组成,室内空间单元可分为通道和通用单元;(2)除障碍物和附属物之外,其他通用单元都被赋予满足盲人出行需求的功能,并通过入口与道路进行连接;(3)设计了用于描述室内空间单元的语义扩展策略,为盲人导航提供更详细信息;(4)通过道路与功能单元入口的关联,保存了室内空间单元的拓扑信息,为盲人导航路径的生成提供基础。⑶基于以上设计的数据模型,设计了基于Shapefile数据的室内空间单元生成规则,将Shapefile转换为盲人室内导航数据模型,并将生成的数据模型存储在空间数据库中。⑷对障碍物危险度系数进行了探讨,并基于层次信息、拓扑信息和危险度计算规则,设计了全局路径寻优算法和局部路径寻优算法,为盲人在室内空间安全行走提供依据。
【关键词】：室内导盲 通道-功能单元 空间建模 路径规划 原型系统
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P208
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景10
• 1.2 研究意义10-11
• 1.3 国内外研究现状11-13
• 1.3.1 室内空间数据组织11
• 1.3.2 盲人室内导航技术研究11-13
• 1.4 本文主要研究内容、主要技术路线及其章节安排13-16
• 1.4.1 研究内容13
• 1.4.2 技术路线13-14
• 1.4.3 章节安排14-16
• 第二章 盲人室内行走心理及空间信息需求特征分析16-19
• 2.1 盲人室内行走心理特征16
• 2.2 盲人出行对地理空间信息的需求特征16-19
• 第三章 盲人室内导航空间数据模型设计19-43
• 3.1 面向对象的数据组织方式19-20
• 3.1.1 面向对象中的基本概念19
• 3.1.2 面向对象的特性19-20
• 3.2 开源GIS开发平台20-22
• 3.2.1 目前主流的开源GIS20-22
• 3.2.2 Geotools22
• 3.3 盲人室内导航空间数据模型设计22-36
• 3.3.1 基础数据模型设计23-29
• 3.3.2 语义扩展策略设计29-31
• 3.3.3 拓扑关系保存策略31-36
• 3.4 空间数据库设计36-43
• 3.4.1 空间数据库简介36-37
• 3.4.2 PostGIS37
• 3.4.3 空间数据库结构设计37-43
• 第四章 盲人室内导航路径规划及局部引导算法设计43-54
• 4.1 基于Wi-Fi的室内定位算法43-45
• 4.1.1 信号传播模型43-44
• 4.1.2 基于四边体的定位算法44-45
• 4.2 路径规划算法45-48
• 4.3 导盲算法设计48-54
• 4.3.1 盲人室内行走全局最优寻径算法50-51
• 4.3.2 盲人出行局部最优寻径算法51-54
• 第五章 实验原型系统构建及测试54-69
• 5.1 系统分析54
• 5.2 原型系统设计54-58
• 5.2.1 原型系统运行环境54-55
• 5.2.2 原型系统实验平台搭建55-57
• 5.2.3 原型系统总体设计57-58
• 5.2.4 原型系统内部模块结构58
• 5.3 数据准备与预处理58-61
• 5.4 系统主要功能模块及实验案例61-69
• 5.4.1 构建盲人室内导航数据模型61-66
• 5.4.2 基于数据模型实现盲人室内导航66-69
• 第六章 总结与展望69-71
• 6.1 总结69
• 6.2 展望69-71
• 参考文献71-74
• 致谢74-75
• 攻读学位期间的研究成果75-76

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王斌;;基于特征的空间数据模型研究[J];科技资讯;2009年28期

2 程朋根,龚健雅;地勘工程3维空间数据模型及其数据结构设计[J];测绘学报;2001年01期

3 张锦;多分辨率空间数据模型理论与实现技术研究[J];测绘学报;2003年01期

4 万剑华,李桂苓,王心众,苏琳;基于几何元素的城市三维地理信息系统空间数据模型[J];计算机应用研究;2003年03期

5 马常杰,谢忠,吴信才;面向对象的嵌入式GIS空间数据模型设计与实现[J];计算机应用;2005年06期

6 吴德华,毛先成,刘雨;三维空间数据模型综述[J];测绘工程;2005年03期

7 毛先成,彭华熔;关系数据库存储空间数据模型与结构分析[J];地球信息科学;2005年01期

8 梅敏;刘刚;;基于地矿点源信息系统的空间数据模型研究[J];地理空间信息;2006年02期

9 叶亚琴;左泽均;陈波;;面向实体的空间数据模型[J];地球科学;2006年05期

10 冯涛;梁虹;程满;刘蕊;;新的空间数据模型选取方法与实现[J];计算机工程与设计;2008年01期

中国重要会议论文全文数据库 前9条

1 吴正升;崔铁军;郭婧;;4级面向对象的空间数据模型探讨[A];中国地理信息系统协会第九届年会论文集[C];2005年

2 罗智丰;;大城市公共交通空间数据模型研究[A];中国地理信息系统协会第四次会员代表大会暨第十一届年会论文集[C];2007年

3 刘理;;基于移动GIS的随机目标信息采集系统设计[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年

4 王金鑫;;网格GIS概念数据模型的初步研究[A];中国地理信息系统协会第八届年会论文集[C];2004年

5 潘雨青;陈天滋;;基于GML的地理空间数据模型[A];地图学与GIS学术讨论会论文集[C];2002年

6 赵晓东;谷晓松;;GIS和FLAC~(3D)耦合下的煤矿采场三维空间构模方法研究[A];中国软岩工程与深部灾害控制研究进展——第四届深部岩体力学与工程灾害控制学术研讨会暨中国矿业大学（北京）百年校庆学术会议论文集[C];2009年

7 王勇;张成刚;肖玉华;;基于GeoDataBase数据模型关系型数据库的电子海图的研究[A];'2005数字江苏论坛——电子政务与地理信息技术论文专辑[C];2005年

8 王新明;罗子娟;;基于Geodatabase的美军FFD空间数据模型分析研究[A];2013第一届中国指挥控制大会论文集[C];2013年

9 熊汉江;龚建雅;朱庆;;三维数码城市空间数据模型与可视化研究[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议（CIG’2001）和第一届全国虚拟现实技术研讨会（CVR’2001）论文集[C];2001年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 张锦;多分辨率空间数据模型理论与实现技术研究[D];中国科学院研究生院（测量与地球物理研究所）;2002年

2 赵俊美;基于对象—关系模型的空间数据建模研究[D];中国地质大学（北京）;2007年

3 吴慧欣;三维GIS空间数据模型及可视化技术研究[D];西北工业大学;2007年

4 史云飞;三维地籍空间数据模型及其关键技术研究[D];武汉大学;2009年

5 贺彪;三维地籍空间数据模型及拓扑构建算法研究[D];武汉大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 冯明翔;三维地学建模算法设计及其应用实现[D];长安大学;2015年

2 姚旭炜;基于通道与功能单元的盲人室内导航空间数据模型及实验研究[D];江西理工大学;2015年

3 邹卫峰;基于嵌入式系统的车载导航实时空间数据模型研究[D];武汉科技大学;2009年

4 刘晓红;数字滑坡的空间数据模型及其应用研究[D];江西理工大学;2011年

5 张勇;面向对象的空间数据模型及数据服务器的研究[D];山东大学;2005年

6 沙薇;高速公路设施空间数据模型构建与系统实现[D];南京师范大学;2008年

7 黄辉;移动GIS原型系统构建及其应用研究[D];浙江工业大学;2008年

8 乔立宁;油藏建模系统中空间数据模型的研究[D];西安石油大学;2011年

9 任小丽;大地构造相图空间数据模型研究[D];新疆大学;2009年

10 吴斐;数字矿山中三维空间数据模型及其应用研究[D];中国科学院研究生院（遥感应用研究所）;2006年

，

本文编号：617920