结合影子障碍物和ORCA模型的人群仿真方法

摘要：

人群仿真已经成为疏散演练、安全监控等重要应用领域的关键支撑技术,但是复杂的个体心理、个性特征,以及个体间的相互影响对人群仿真的真实感提出了挑战.本文从用户的安全心理特征和运动速度特征出发,研究个体在拐角处的运动轨迹和避碰行为的真实感.首先,将影子障碍物模型分别转化为ORCA (optimal reciprocal collision avoidance)半平面和期望速度,分别提出了两种影子障碍物和ORCA模型的结合方法.然后,通过提出影子障碍物的手动生成方法,处理任意角度的拐角以及一些非封闭墙面的情况.基于上述方法,融合行为模拟和物理模拟技术,提出基于速度的人群仿真框架,并对复杂场景以及大规模人群进行实验分析.最后,将上述方法应用在地铁站环境的复杂场景,并采用Unity3D引擎进行真实感渲染,在仿真效果和计算效率两方面与现有的社会力模型进行比较.实验结果表明,本文提出的结合影子障碍物和ORCA模型的人群仿真方法计算效率高、真实感强,具有较好的应用前景.

关键词：人群仿真、影子障碍物模型、ORCA模型、Unity3D、真实感渲染

所属期刊栏目：48

分类号：TP391.41;R531.3;TN929.5

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;教育部重点实验室基金;上海市软件和集成电路产业发展专项;国家重点研究计划;北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室开放基金

在线出版日期：2018-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：233-247