视频驱动的人群疏散行为仿真方法及系统
专利汇可以提供视频驱动的人群疏散行为仿真方法及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了视频驱动的人群疏散行为仿真方法及系统，根据需要对实际 建筑物 进行抽象建模，得到二维空间模型；初始化障碍物信息、房间的个数、每个房间出口 位置 和最终安全出口的位置；采用随机路标图PRM法来生成路标点，在每个房间的出口位置设置固定的路标点；依据AStar 算法 寻找路标点之间的最 短路 径，得到不同位置路标点的最优疏散路径；初始化个体的数量和个体的位置；采用高斯正态分布方法对不同个体的初速度进行初始化；依据个体运动速度和周围人群运动 密度 之间的负相关关系对每个个体的速度进行初始化；采用RVO避障策略对仿真人群进行疏散。实现真实、有效地对突发情况下高密度人群疏散行为进行仿真。，下面是视频驱动的人群疏散行为仿真方法及系统专利的具体信息内容。
1.视频驱动的人群疏散行为仿真方法，其特征是，包括以下步骤：
根据需要对实际建筑物进行抽象建模，得到二维空间模型；
在二维空间模型中初始化障碍物信息、房间的个数、每个房间出口位置和最终安全出口的位置；
采用随机路标图PRM法来生成路标点，并对随机生成的路标点进行优化处理，优化方法为在每个房间的出口位置设置固定的路标点；依据AStar算法寻找路标点之间的最短路径，得到不同位置路标点的最优疏散路径；
在二维空间模型中初始化个体的数量和个体的位置；
依据人群中个体的年龄、性别和身高因素，采用高斯正态分布方法对不同个体的初速度进行初始化；
从真实视频中提取个体运动速度和周围人群运动密度，分析个体运动速度和周围人群运动密度之间的负相关关系；依据个体运动速度和周围人群运动密度之间的负相关关系对每个个体的速度进行初始化；
最后，采用RVO避障策略对仿真人群进行疏散。
2.如权利要求1所述的视频驱动的人群疏散行为仿真方法，其特征是，二维空间模型中初始化的个体的位置和个体的数量是从真实视频中提取后进行坐标转换得到的。
3.如权利要求1所述的视频驱动的人群疏散行为仿真方法，其特征是，由于个体运动初速度与个体的年龄、性别和身高等因素呈正态分布，因此用高斯正态分布来对人群中的不同个体的初速度进行随机初始化，初始化步骤为：
假设个体在紧急情况下的平均运动速度vd为2m/s，综合考虑不同个体之间的差异性，设第i个个体的初速度为vi，第i个个体的初速度为vi设为一个在高斯正态分布上的随机数，即对于第i个个体的初速度vi表示为：
u'＝rand1*2-1； (2-1)
v'＝rand2*2-1； (2-2)
2 2
s＝u'+v'； (2-3)
其中，rand1、rand2为(0,1)的随机数，u'、v'、s为随机变量，vi使用C++库函数中高斯正态分布函数表示。
4.如权利要求3所述的视频驱动的人群疏散行为仿真方法，其特征是，
当个体开始运动的瞬间，第i个个体的速度为初速度vi；在运动过程中，个体的运动速度根据周围人群密度的大小进行实时变化。
5.如权利要求4所述的视频驱动的人群疏散行为仿真方法，其特征是，个体运动速度和周围人群运动密度之间的负相关关系，即在个体周围人数少时，个体的运动速度加快；在个体周围人数多时，运动速度减慢，依据人群运动速度和人群运动密度的负相关关系模型，来实时调整疏散过程中的个体运动速度。
6.如权利要求5所述的视频驱动的人群疏散行为仿真方法，其特征是，
首先，设以第i个个体的坐标为圆心，r为半径的范围内，个体的个数为ni，则第i个个体周围人群密度ρi表示如下：
ρi＝ni/(πr2)
所述第i个个体实际运动速度vi'和第i个个体周围人群运动密度ρi之间的负相关关系：
vi'＝0.0243ρi2-0.6032ρi+3.113 (3)。
7.如权利要求1所述的视频驱动的人群疏散行为仿真方法，其特征是，
为了避免疏散过程中多个个体之间出现碰撞现象，采用RVO避障策略来实现个体运动过程中无碰撞地安全抵达出口的过程。
8.如权利要求1所述的视频驱动的人群疏散行为仿真方法，其特征是，所述采用RVO避障策略对仿真人群进行疏散：
对于个体A和B，VOτA|B表示当个体A的速度为vA，个体B的速度为vB时，个体A和B在τ时间内避免发生碰撞的集合；
D(p,r)＝{q|||p-q||＜r} (4)
其中，D(p,r)是一个以p为圆心，以r为半径的开区间；
VOτA|B表示为：
速度障碍物表示为：
vA-vB∈VOτA|B，
当A、B分别以各自的当前速度运动时，
若vA-vB∈VOτA|B，个体A和B会在τ时间内发生碰撞；
若 个体A和B则不会在τ时间内发生碰撞；
将 表示为 则B的速度集为VB，
若 那么能够保证个体A和B在τ时间段内不会发生碰撞，得出A
τ
和B的避免碰撞集合CAA|B；
9.视频驱动的人群疏散行为仿真系统，其特征是，包括：存储器、处理器和存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令在被处理器运行时，完成以下步骤：
根据需要对实际建筑物进行抽象建模，得到二维空间模型；
在二维空间模型中初始化障碍物信息、房间的个数、每个房间出口位置和最终安全出口的位置；
采用随机路标图PRM法来生成路标点，并对随机生成的路标点进行优化处理，优化方法为在每个房间的出口位置设置固定的路标点；依据AStar算法寻找路标点之间的最短路径，得到不同位置路标点的最优疏散路径；
在二维空间模型中初始化个体的数量和个体的位置；
依据人群中个体的年龄、性别和身高因素，采用高斯正态分布方法对不同个体的初速度进行初始化；
从真实视频中提取个体运动速度和周围人群运动密度，分析个体运动速度和周围人群运动密度之间的负相关关系；依据个体运动速度和周围人群运动密度之间的负相关关系对每个个体的速度进行初始化；
最后，采用RVO避障策略对仿真人群进行疏散。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征是，所述计算机指令被处理器执行时，完成以下步骤：
根据需要对实际建筑物进行抽象建模，得到二维空间模型；
在二维空间模型中初始化障碍物信息、房间的个数、每个房间出口位置和最终安全出口的位置；
采用随机路标图PRM法来生成路标点，并对随机生成的路标点进行优化处理，优化方法为在每个房间的出口位置设置固定的路标点；依据AStar算法寻找路标点之间的最短路径，得到不同位置路标点的最优疏散路径；
在二维空间模型中初始化个体的数量和个体的位置；
依据人群中个体的年龄、性别和身高因素，采用高斯正态分布方法对不同个体的初速度进行初始化；
从真实视频中提取个体运动速度和周围人群运动密度，分析个体运动速度和周围人群运动密度之间的负相关关系；依据个体运动速度和周围人群运动密度之间的负相关关系对每个个体的速度进行初始化；
最后，采用RVO避障策略对仿真人群进行疏散。
视频驱动的人群疏散行为仿真方法及系统
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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