[发明专利]一种基于径向基函数的群组运动控制方法

权利要求书

1.一种基于径向基函数的群组运动控制方法，该方法包括以下步骤：

(1)用户输入群组的个体数量、个体属性和群组的全局控制参数，实时地生成用户所要求的群组动画；

(2)用户通过鼠标点击拖动等操作，在屏幕上指定一系列控制点，并同时给定控制点对应的速度值，代表群组个体运动到该点时的需要遵从的引导速度；

(3)对用户输入的散乱的控制点采用径向基函数插值的方法生成运动区域表达群组个体运动速度的矢量场，群组个体根据矢量场查询当前位置的速度值，作为群组个体运动的引导分量；

(4)将群组运动模拟的过程按照时间离散化，分成若干个步长，每个步长时间为δt，每个时间步长群组个体从矢量场中查找引导行为分量，并在引导行为分量和自主行为分量的共同作用下重新计算前进的速度，更新当前的位置状态，朝下一个时间步长的位置运动，同时用户能自主的调节引导行为分量和自主行为分量的比例。

2.根据权利要求1所述的基于径向基函数的群组运动控制方法，其特征在于步骤(3)中所述的采用径向基函数插值的方法生成表达速度的矢量场的方法包括以下步骤：

1)用户在群组动画的运动区域指定若干散乱的控制点作为插值中心，输入控制点的速度，将控制点的位置与速度形成一个不重复的二维点的集合，用来求解插值函数；

2)将插值函数求解转换为一薄板能量泛函问题，薄板能量泛函问题的解为一径向基函数的一个线性组合及一个低次多项式，通过求解线性方程组求得径向基函数的所有系数；

3)若该线性方程组为可逆的线性方程组则使用径向基函数插值求解器解该线性方程组得到径向基函数的所有系数，从而求得插值函数，根据插值函数得到矢量场中任意点的数据；

4)若该线性方程组为不可逆的线性方程组则使用各项异性的径向基函数插值求解器解该线性方程组得到各项异性的径向基函数的所有系数，从而求得插值函数，根据插值函数得到矢量场中任意点的数据。

3.根据权利要求1所述的基于径向基函数的群组运动控制方法，其特征在于：步骤(1)中所述的用户输入的群组的个体属性包括个体的质量、邻居半径、初始速度、最大速度、最大加速度、碰撞避免的半径、视域范围、最大驱动力、起始位置和目标位置，其中碰撞避免的半径作为个体间避免碰撞的检测范围；

群组的全局控制参数包括群组动画模拟开始时刻的整个群组所处的起始位置、终止时刻所要到达的目标位置。

4.根据权利要求1所述的基于径向基函数的群组运动控制方法，其特征在于：步骤(2)中所述的用户在屏幕上指定的一系列控制点根据用户的要求进行实时交互的调整，调整包括控制点位置的移动、控制点速度值的修改，增加新的控制点或者删除现有控制点。