基于WebGL的三维室内地图呈现与优化(任务书,开题报告,论文说明书20000字)
摘要
目前人们所使用的手机GPS导航系统可以帮助解决从当前城市到一个陌生城市的某个地方的导航问题，但如果细化到某个具体商务大楼的内部楼层，目前的室外导航系统就有很大的局限性。因此，人们迫切的需求一种新的室内导航方式，三维室内导航也就应运而生。本文将从三维室内地图建模，三维路径规划，室内定位等方面一一阐述和实现。
针对三维室内地图建模问题，我们基于CAD的二维室内平面地图出发，在此基础上，利用WebGL和Three.js进行3D开发，将物体模型，相机，光源都加入到场景中，通过渲染器渲染，显示在Web上。在地图建模完成后，选用A*算法来进行三维室内路径规划,考虑到简便计算和性能的损耗程度，以节点规模来作为A*算法估值函数的判断标准，节点规模过大时，估值函数选用曼哈顿距离；节点规模过小时，估值函数选用欧式距离。室内定位我们选择蓝牙单点定位技术，通过接收信号强度来指示测距，在室内安装适当数量的蓝牙信标节点，再把基础网络的链接模式配置成基于多用户模式，在主设备是蓝牙局域网接入点的基础上，就可以计算出当前定位节点的位置。另外，考虑到真实环境导航的必要性，我们加入了文字导航提示和视角变化，更符合用户导航的需求。
三维室内导航能提高人们对空间的认知效果，对于未来的室内外三维一体化，构建三维城市也有重要的指导意义。
关键词：三维室内导航；WebGL；A*算法；节点规模
Abstract
The mobile GPS navigation system currently used can help solve navigation problems from the current city to a strange city, but if you refine to the inner floor of a specific business building, the current outdoor navigation system will be very large. Limitations. Therefore, people urgently need a new indoor navigation method, and three-dimensional indoor navigation has emerged. This article will elaborate and implement three-dimensional indoor map modeling, three-dimensional path planning, indoor positioning and other aspects.
For 3D indoor map modeling, we are based on CAD 2D indoor flat map. Based on this, we use WebGL and Three.js for 3D development, adding object model, camera and light source to the scene and rendering by renderer. , displayed on the web. After the map modeling is completed, the A* algorithm is used to carry out the 3D indoor path planning. Considering the ease of calculation and the loss of performance, the node scale is used as the criterion for the evaluation function of the A* algorithm. When the node size is too large, it is estimated. The value function selects the Manhattan distance; when the node size is too small, the valuation function uses the Euclidean distance. Indoor positioning We choose Bluetooth single point positioning technology to indicate the ranging by receiving signal strength, install an appropriate number of Bluetooth beacon nodes indoors, and then configure the link mode of the basic network to be based on multi-user mode. The main device is Bluetooth LAN. Based on the access point, the location of the current positioning node can be calculated. In addition, considering the necessity of real-world navigation, we have added text navigation tips and perspective changes to better meet the needs of user navigation.
Three-dimensional indoor navigation can improve people's cognitive effects on space, and it also has important guiding significance for the future indoor and outdoor three-dimensional integration and construction of three-dimensional cities.
Key Words：3D indoor navigation; WebGL;A* algorithm; node size
目录
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1 研究背景和研究意义 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.2.1 三维网络构建研究现状 2
1.2.2 三维路径规划研究现状 2
1.2.3 室内定位研究现状 2
1.3 研究内容和组织结构 3
1.3.1 研究内容 3
1.3.2 组织结构 3
第2章 室内导航关键技术研究 4
2.1 三维建模技术 4
2.1.1 HTML5技术 4
2.1.2 JavaScript技术 5
2.1.3 WebGL和OpenGL基本知识 6
2.2 最短路径算法 7
2.3 室内定位方案 8
第3章 三维室内导航系统场景分析和可行性分析 10
3.1 系统应用场景分析 10
3.2 系统需求分析和可行性分析 10
3.2.1 系统需求分析 10
3.2.2 系统可行性分析 11
3.3 整体设计规划 11
3.4 本章总结 12
第4章 三维室内导航系统实现 13
4.1 开发工具的应用 13
4.2 开发环境介绍 14
4.3 三维室内建模 14
4.3.1 WebGL和Three.js 14
4.3.2 三维室内建模实现 15
4.4 三维路径规划 19
4.4.1 A*算法 19
4.4.2 三维路径规划实现 19
4.5 室内定位 21
4.5.1 蓝牙单点定位 21
4.5.2 室内定位实现 22
4.6 本章总结 23
第5章 测试与分析 24
5.1 功能实现情况测试 24
5.1.1 三维建模实现测试 24
5.1.2 三维路径规划实现测试 25
5.1.3 室内定位测试 27
5.2 系统稳定性测试 27
5.3 本章总结 27
第6章 总结与展望 28
6.1 本文总结 28
6.2 前景展望 28
参考文献 30
致谢 32 |
