利用RGB-D传感器数据的室内导航数据模型构建

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:harryxu200x
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随着经济和科技的日益发展,人们对室内导航的需求也越来越迫切。同室外导航一样,室内导航也需要导航数据的支持。由于室内结构的复杂性,针对室内导航数据的人工制作费时费力,效率相对不高。为了解决生产效率不高的问题。本文提出了一种利用室内三维点云数据自动构建可用于室内导航及位置服务的数据文件的方法。数据模型结构依据为IndoorGML数据标准。文中提出的导航数据文件自动构建的方法主要包括有三个内容:室内点云数据的分类,要素空间拓扑关系建立和室内导航数据信息文件建立。根据由Kinect采集得到的室内点云的特点,本文提出了两种分类方法。针对获得的数据是否有运动轨迹数据,本文提出了两种要素拓扑构建方法。本文综合分析了Kinect数据特点,室内空间语义和室内导航数据标准的情况下,对教学楼实测数据和2D-3D-S数据集的一个场景数据进行了建模实验,具体内容如下:a)对实验场景数据进行点云分类和要素信息提取。对点云进行颜色特征,三维形状特征和室内语义特征的提取,再利用随机森林分类器进行分类。实现了教学楼场景点云分类。对分类得到的各要素提取位置,形状等信息。b)对提取的各要素进行空间拓扑关系的建立。这部分针对两种数据的特点我们提出了两种构建空间拓扑的方法。对于Kinect数据重叠度大,配准误差大,但可以获得传感器运动轨迹的特点,因此,利用传感器运动轨迹进行各要素的拓扑构建。而对于2D-3D-S数据集的特点及其没有运动轨迹数据,本文采用的是基于简单形状语法的室内空间划分构建要素拓扑关系。实验结果表明,能够有效建立各要素间的拓扑连接关系。c)对提取的空间信息生成导航数据文件。如何组织这些提取到的空间信息并应用于室内导航和位置服务中去,我们采用的是IndoorGML数据标准中的一部分内容,利用这个数据标准去构建室内空间数据。通过程序语言能够快速生成xml格式的数据文件。通过本文的研究内容和方法实现了利用室内三维点云生成可用于室内导航和位置服务的室内数据文件,这个数据文件包括IndoorGML标准里所涉及的室内导航要素节点的位置信息,空间连接和邻接关系以及空间要素包含关系。IndoorGML标准所描述的室内信息内容丰富,本文仅建立了标准里提到的一部分信息,在未来的研究中将会深入研究,丰富室内导航数据信息。
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