[發(fā)明專利]一種虛擬人環(huán)境感知的仿真方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310214035.0
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103927778B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發(fā)明（設計）人: 徐守祥;楊欣斌;陳建剛;李永紅;黃國偉
• 申請（專利權）人: 深圳信息職業(yè)技術學院
• 主分類號: G06T13/40
• 分類號: G06T13/40
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所44237
• 代理人: 張全文

1.一種虛擬人環(huán)境感知的仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

創(chuàng)建虛擬人和所述虛擬人追逐的目標，確定所述虛擬人的位置和速度；

建立筒視線，所述建立筒視線，包括：以所述虛擬人的兩只眼睛的中間點為中心點建立與所述虛擬人的視線垂直的平面，以所述虛擬人的外形輪廓為邊緣，沿所述虛擬人的視線方向在所述虛擬人和所述虛擬人追逐的目標之間形成一個曲面柱體，所述平面為所述曲面柱體的底面，所述曲面柱體的柱面是所述虛擬人的筒視線，所述筒視線是由所述柱面上的多個視線所構成的視線束；

根據所述虛擬人的速度向所述虛擬人追逐的目標周期性地發(fā)射所述筒視線，根據所述筒視線和所述虛擬人所在環(huán)境中的障礙物碰撞點的信息和預先設置的行動推理知識庫確定所述虛擬人的追逐動作；

執(zhí)行所述虛擬人的追逐動作。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述虛擬人的速度向所述虛擬人追逐的目標周期性地發(fā)射所述筒視線，包括：

根據所述虛擬人的速度和所述虛擬人所在環(huán)境中的障礙物，確定所述虛擬人向所述虛擬人所在環(huán)境發(fā)射筒視線的周期T；

其中，所述周期T是一個階梯函數，T與所述虛擬人的速度v成反比，與所述筒視線遇到的障礙物的距離r成正比，其中k₁、k₂是兩個常量參數。

3.根據權利要求1-2任意一項所述的方法，其特征在于，所述根據所述筒視線和所述虛擬人所在環(huán)境中的障礙物碰撞點的信息和預先設置的行動推理知識庫確定所述虛擬人的追逐動作，包括：

根據所述筒視線和所述虛擬人所在環(huán)境中的障礙物碰撞點的信息獲取所述虛擬人的環(huán)境信息，并根據所述環(huán)境信息查詢所述行動推理知識庫，確定所述虛擬人的追逐動作。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述執(zhí)行所述虛擬人的追逐動作，包括：

當所述虛擬人所在環(huán)境中的障礙物是凸面不可進入障礙物時，則由勢函數得到一個躲避障礙物的力，在所述力的作用下所述虛擬人繞開所述障礙物繼續(xù)追逐所述虛擬人追逐的目標，其中，所述勢函數為采用蘭納-瓊斯勢函數(Lennard-Jones potential function)法建立的所述虛擬人和障礙物碰撞點之間的勢能的函數；

當所述虛擬人所在環(huán)境中的障礙物是凸面可進入障礙物時，則根據所述筒視線和所述虛擬人所在環(huán)境中的障礙物碰撞點的信息、所述虛擬人所在的位置和所述行動推理知識庫確定所述虛擬人追逐所述目標的行動，選擇所述凸面可進入障礙物的避障路徑、進入路徑和離開路徑，追逐所述目標。

5.一種虛擬人環(huán)境感知的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

追逐任務啟動單元、虛擬人行動推理控制單元和虛擬人行動執(zhí)行單元；

所述追逐任務啟動單元，用于創(chuàng)建虛擬人和所述虛擬人追逐的目標，確定所述虛擬人的位置和速度；

所述虛擬人行動推理控制單元，用于建立筒視線，根據所述虛擬人的速度向所述虛擬人追逐的目標周期性地發(fā)射所述筒視線，根據所述筒視線和所述虛擬人所在環(huán)境中的障礙物碰撞點的信息和預先設置的行動推理知識庫確定所述虛擬人的追逐動作，所述建立筒視線，具體包括：以所述虛擬人的兩只眼睛的中間點為中心點建立與所述虛擬人的視線垂直的平面，以所述虛擬人的外形輪廓為邊緣，沿所述虛擬人的視線方向在所述虛擬人和所述虛擬人追逐的目標之間形成一個曲面柱體，所述平面為所述曲面柱體的底面，所述曲面柱體的柱面是所述虛擬人的筒視線，所述筒視線是由所述柱面上的多個視線所構成的視線束；

所述虛擬人行動執(zhí)行單元，用于執(zhí)行所述虛擬人的追逐動作。

6.根據權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述虛擬人行動推理控制單元，包括：

筒視線環(huán)境感知模塊，行動推理知識庫模塊，行動調度模塊；

所述筒視線環(huán)境感知模塊，用于建立筒視線，根據所述虛擬人的速度向所述虛擬人追逐的目標周期性地發(fā)射所述筒視線，將所述筒視線和所述虛擬人所在環(huán)境中的障礙物碰撞點的信息發(fā)送到所述行動推理知識庫模塊；

所述行動推理知識庫模塊，用于根據所述筒視線和所述虛擬人所在環(huán)境中的障礙物碰撞點的信息和預先設置的行動推理知識庫確定所述虛擬人的追逐動作；

所述行動調度模塊，用于根據所述行動推理知識庫確定的所述虛擬人的追逐路徑調度所述追逐路徑對應的動作。