[发明专利]基于导航点和RVO模型的人群疏散仿真方法

权利要求书

1.一种基于导航点和RVO模型的人群疏散仿真方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤一、生成导航点：在障碍物的每个顶点附近生成一个路径节点作为行人绕过障碍物的导航点，所述的导航点满足两个条件：第一、路径节点位于障碍物顶点之外，并与障碍物保持一定安全距离；第二、如果障碍物的两个顶点是连通的，则对应两个顶点生成的路径节点也是连通的；

步骤二、选择可用的导航点：对导航点设置危险系数N_R和拥挤系数N_C，对行人设置对导航点的危险性认知系数P_R和拥挤性认知系数P_C；可用导航点满足：危险系数N_R≤危险性认知系数P_R，拥挤系数N_C≤拥挤性认知系数P_C；

步骤三、基于导航点规划疏散路径：采用一个无向图对场景进行重构，把场景中行人的开始节点、所有可用导航点和所有出口节点作为无向图的顶点集合，判断该集合中任意两个顶点的连线与障碍物是否相交，如果不相交，表明顶点通视，构建一条边，如此反复构造出场景的连通无向图；在所构建的无向图中从行人开始节点到目的节点的任意条通行路径都是行人可能选择的疏散路径，从中计算得出疏散路径中的最短路径；

步骤四、基于RVO模型进行疏散仿真：规划好行人的疏散路径后，采用RVO模型对行人进行疏散仿真。

2.根据权利要求1所述的基于导航点和RVO模型的人群疏散仿真方法，其特征是：所述的步骤一中，障碍物顶点对应导航点的计算包括以下步骤：

步骤1：以该顶点坐标为圆心，nR长度为半径，生成一个圆W，并得出圆W的方程，其中，R为行人的半径，n为正整数；

步骤2：求该顶点与相邻两点构成角的角平分线L，得出角平分线L的方程；

步骤3：计算求得圆W和角平分线L的两个相交点的坐标；

步骤4：利用射线法分别计算两个交点与障碍物相交的数目，如果相交的数目为偶数或零，则表明该交点位于障碍物的外部，即为所求的导航点。

3.根据权利要求1所述的基于导航点和RVO模型的人群疏散仿真方法，其特征是：所述的步骤三中，在构造的无向图中采用Dijkstra算法求出从行人开始节点到每个出口节点的最短路径。

4.根据权利要求1所述的基于导航点和RVO模型的人群疏散仿真方法，其特征是：所述的步骤四中，疏散仿真的具体步骤为：先将疏散路径的初始节点作为行人的出发地，将疏散路径中的中的第二个节点作为行人的临时目的地，利用RVO模型驱动行人运动到临时目的地,再将疏散路径中的下一个节点作为行人的临时目的地，如此往复直到行人抵达目的地,完成了行人的疏散仿真。

5.根据权利要求1所述的基于导航点和RVO模型的人群疏散仿真方法，其特征是：所述的危险系数N_R对任意导航点i定义为N_Risk(i)，其取值范围为[0,1]。

6.根据权利要求5所述的基于导航点和RVO模型的人群疏散仿真方法，其特征是：所述的N_Risk(i)的计算方法：其中，D_Pass是导航点i到刺激源中心的距离，是导航点i到刺激源中心的最小安全距离。

7.根据权利要求1所述的基于导航点和RVO模型的人群疏散仿真方法，其特征是：所述的拥挤系数N_C对任意导航点i定义为N_Crowd(i)，其取值范围为[0,1]。

8.根据权利要求7所述的基于导航点和RVO模型的人群疏散仿真方法，其特征是：所述的N_Crowd(i)的计算方法：其中，n表示距离导航点设定范围内的行人总数，表示行人i与导航点之间的距离。

9.根据权利要求1所述的基于导航点和RVO模型的人群疏散仿真方法，其特征是：所述的危险性认知系数P_R对任意导航点i定义为P_Risk(i)，其取值范围为[0,1]。

10.根据权利要求1所述的基于导航点和RVO模型的人群疏散仿真方法，其特征是：所述的拥挤性认知系数P_C对任意导航点i定义为P_Crowd(i)，其取值范围为[0,1]。