一种基于室内电子地图实现室内外跨域导航功能的算法及其实现方法技术领域
本发明涉及室内导航领域，具体涉及大型场馆区域包括室内室外转换，不同楼层
切换的一种基于室内电子地图实现室内外跨域导航功能的算法及其实现方法。
背景技术
人们平均80％至90％的时间在室内活动。伴随城市的发展与建设，大型室内建筑
物如商厦、展览中心、机场和博物馆鳞次栉比，而且建筑物内部结构日趋复杂化。传统的室
内地图服务已经不能满足人们的需求，室内地图服务应运而生。人们平均80％至90％的时
间在室内活动。伴随城市的发展与建设，大型室内建筑物如商厦、展览中心、机场和博物馆
鳞次栉比，而且建筑物内部结构日趋复杂化。传统的室内地图服务已经不能满足人们的需
求，室内地图服务应运而生。
发明内容
本发明的目的提供一种基于室内电子地图实现室内外跨域导航功能的算法及其
实现方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
一种基于室内电子地图实现室内外跨域导航功能的算法，其创新点在于：包括跨
层路网的字段设置、跨层节点的字段设置以及跨域空间路径选择；
跨层路网的字段设置包括线段起始编码、线段终止编码、线段正向长度以及线段
反向长度的参数设置；
跨层节点的字段设置包括节点编码、节点类型、节点名称以及节点楼层编码的参
数设置。
在一些实施方式中，其主要参与运算要素相关参数的原则包括如下几点：
(1)根据不同区域地图规划当前区域下的路网，将其抽象为线段，并构建其拓扑关
系，即添加当前区域的所有线段起始、终止编码，并生成各节点编码；
(2)通过实际测算对当前区域路网添加各线段的正向、反向长度；
(3)对生成的当前层节点添加该节点的名称、类型以及楼层编码；
(4)组合各楼层的路网与节点，通过线段将各楼层跨层、跨区域点进行连接，添加
跨区域线段始末编码；
(5)按照跨层类型的不同，添加跨区域线段的正向、反向长度，其实际值由跨层点
类型决定。
在一些实施方式中，跨域空间路径选择的算法采用最短路径算法计算不同区域换
层的最短路线，并通过不同区域所在地进行筛选，得到需要在不同区域进行的路径规划。
本发明技术方案开发了室内地图服务系统，该系统可以为客户端用户提供地图图
层、路径规划、POI搜索服务。通过分析大型建筑物的室内环境的空间结构，设计了室内地图
的概念模型，在此基础上，结合室内地图数据访问需求，对室内地图组织结构和转换流程进
行优化，实现从矢量地图到数据地图的转化过程，通过地理坐标系对同一建筑物的分楼层
完成数据初始化。便于路径规划时调用。
在一些实施方式中，路径规划在不同楼层之间、同类型的跨层点依次出现在路径
结果中时，可以认为该路径由该类型首个跨层点到达最末个跨层点之间的路径，中间出现
的同类型跨层点可以被省略。
一种基于室内电子地图跨域空间导航路径的实现方法，其创新点在于：包括如下
步骤：
(1)绘制区域楼层路网并生成路网节点，给予每段线段其起始节点编码，并对当前
区域楼层下的跨层点如门、电梯、扶梯、楼梯等类型进行标注，将数据录入数据库中；
(2)整合各区域楼层路网及路网节点，给予各节点不同的区域楼层编码，连接不同
区域楼层跨层点，形成跨层线段，并对跨层线段标注起始节点编码；
(3)路径搜索采用Dijkstra算法，即最短路径算法。当涉及跨区域导航时，在数据
库中运用最短路径算法计算所有楼层路网中从起始点到目标点的最短路径，并返回经过的
所有节点；
(4)编写程序根据楼层编码对查询结果进行合并，合并不同区域楼层中跨层点类
型相同的节点，仅保留首末两个节点并于存储器中记录；
(5)在步骤(4)的结果中按楼层编码进行筛选，仅保留同一区域楼层的始末节点编
码；
(6)在步骤(5)的基础上将跨区域导航转化为同层导航，按同层最短路径算法进行
路径搜索，对始末位置进行标注，并依次连接同层经过节点。
本发明的优点在于：由于室内特殊环境影响致使室内导航系统与室外导航系统在
某些技术方面存在一些差异，如何利用室内环境生成地图，并实现更加实用、真实的室内地
图系统，本技术结合技术差异，重点研究了室内跨层导航路网规划方法；
室内地图路径规划主要包含同楼层路径规划、跨楼层路径规划、途径点路径规划
等三方面。根据不同情况设计了相应的最短路径规划算法，并对室内地图路网模型及数据
存储结构进行设计。同楼层路径规划借用传统模式路径算法，跨楼层路径规划则需考虑楼
层间的联通关系的记录。
具体实施方式
一种基于室内电子地图实现室内外跨域导航功能的算法，包括跨层路网的字段设
置、跨层节点的字段设置以及跨域空间路径选择；跨层路网的字段设置包括线段起始编码、
线段终止编码、线段正向长度以及线段反向长度的参数设置；跨层节点的字段设置包括节
点编码、节点类型、节点名称以及节点楼层编码的参数设置。
在一些实施方式中，其主要参与运算要素相关参数的原则包括如下几点：根据不
同区域地图规划当前区域下的路网，将其抽象为线段，并构建其拓扑关系，即添加当前区域
的所有线段起始、终止编码，并生成各节点编码；通过实际测算对当前区域路网添加各线段
的正向、反向长度；对生成的当前层节点添加该节点的名称、类型以及楼层编码；组合各楼
层的路网与节点，通过线段将各楼层跨层、跨区域点进行连接，添加跨区域线段始末编码；
按照跨层类型的不同，添加跨区域线段的正向、反向长度，其实际值由跨层点类型决定。
在一些实施方式中其主要设置参数为：电梯：①正向长度：3m；②反向长度：3m；楼
梯：①正向长度：10m；②反向长度：10m；扶梯：根据扶梯上行、下行的不同对正、反向长度进
行设置；当扶梯与线段方向一致时：①正向长度：3m；②反向长度：9999m；当扶梯与线段方向
相反时：①正向长度：9999m；②反向长度：3m；门：①正向长度：0m；②反向长度：0m。
在一些实施方式中，跨域空间路径选择的算法采用最短路径算法计算不同区域换
层的最短路线，并通过不同区域所在地进行筛选，得到需要在不同区域进行的路径规划。
本发明技术方案开发了室内地图服务系统，该系统可以为客户端用户提供地图图
层、路径规划、POI搜索服务。通过分析大型建筑物的室内环境的空间结构，设计了室内地图
的概念模型，在此基础上，结合室内地图数据访问需求，对室内地图组织结构和转换流程进
行优化，实现从矢量地图到数据地图的转化过程，通过地理坐标系对同一建筑物的分楼层
完成数据初始化。便于路径规划时调用。
在一些实施方式中，路径规划在不同楼层之间、同类型的跨层点依次出现在路径
结果中时，可以认为该路径由该类型首个跨层点到达最末个跨层点之间的路径，中间出现
的同类型跨层点可以被省略。
一种基于室内电子地图跨域空间导航路径的实现方法，包括如下步骤：绘制区域
楼层路网并生成路网节点，给予每段线段其起始节点编码，并对当前区域楼层下的跨层点
如门、电梯、扶梯、楼梯等类型进行标注，将数据录入数据库中；整合各区域楼层路网及路网
节点，给予各节点不同的区域楼层编码，连接不同区域楼层跨层点，形成跨层线段，并对跨
层线段标注起始节点编码；路径搜索采用Dijkstra算法，即最短路径算法。当涉及跨区域导
航时，在数据库中运用最短路径算法计算所有楼层路网中从起始点到目标点的最短路径，
并返回经过的所有节点；编写程序根据楼层编码对查询结果进行合并，合并不同区域楼层
中跨层点类型相同的节点，仅保留首末两个节点并于存储器中记录；在上一步的结果中按
楼层编码进行筛选，仅保留同一区域楼层的始末节点编码；在上一步的基础上将跨区域导
航转化为同层导航，按同层最短路径算法进行路径搜索，对始末位置进行标注，并依次连接
同层经过节点。
本发明的优点在于：由于室内特殊环境影响致使室内导航系统与室外导航系统在
某些技术方面存在一些差异，如何利用室内环境生成地图，并实现更加实用、真实的室内地
图系统，本技术结合技术差异，重点研究了室内跨层导航路网规划方法。
室内地图路径规划主要包含同楼层路径规划、跨楼层路径规划、途径点路径规划
等三方面。根据不同情况设计了相应的最短路径规划算法，并对室内地图路网模型及数据
存储结构进行设计。同楼层路径规划借用传统模式路径算法，跨楼层路径规划则需考虑楼
层间的联通关系的记录。
以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不
脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明
的保护范围之内。