[發(fā)明專利]移動目標(biāo)趨向性運(yùn)動模型及其三維動態(tài)構(gòu)建方法與系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410073589.8
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103870639A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣昌俊;閆春鋼;陳閎中;方鈺;潘力潔
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海天協(xié)和誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31216
• 代理人: 葉鳳

1.一種移動目標(biāo)趨向性運(yùn)動模型及其三維動態(tài)構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括預(yù)處理層、運(yùn)算層、顯示層、和數(shù)據(jù)層，

所述預(yù)處理層包括系統(tǒng)配置信息處理模塊、移動區(qū)域信息處理模塊和移動目標(biāo)信息處理模塊；

所述運(yùn)算層包括仿真計算模塊和監(jiān)聽模塊，其中仿真計算模塊又包括移動目標(biāo)運(yùn)動計算模塊和移動區(qū)域信息更新模塊，監(jiān)聽模塊又包括接收消息模塊和發(fā)送消息模塊；

所述顯示層包括移動目標(biāo)顯示模塊和移動區(qū)域顯示模塊；

所述數(shù)據(jù)層包括移動目標(biāo)信息、移動區(qū)域信息和三維模型，數(shù)據(jù)層為預(yù)處理層、運(yùn)算層和顯示層提供所需的數(shù)據(jù)信息和模型庫；

所述系統(tǒng)配置信息處理模塊，從配置文件中讀取仿真系統(tǒng)的總體配置信息，包括格子氣模型的偏向強(qiáng)度參數(shù)D、移動目標(biāo)運(yùn)動速度和數(shù)目；

所述移動區(qū)域信息處理模塊，將移動區(qū)域進(jìn)行劃分，得到同等大小的M*N個格子區(qū)域，并為每個格子設(shè)定對應(yīng)的ID號和狀態(tài)信息；

所述移動目標(biāo)信息處理模塊，為每個移動目標(biāo)初始化個體信息，包括：移動目標(biāo)位置ID、移動目標(biāo)的目標(biāo)ID以運(yùn)動趨向；

所述仿真計算模塊，采用格子氣模型進(jìn)行仿真，判斷移動目標(biāo)所處的位置狀態(tài)，確定其運(yùn)動方向并更新其位置信息，同時還需要更新相應(yīng)網(wǎng)格的信息；

仿真計算模塊又包括移動目標(biāo)運(yùn)動計算模塊、和移動區(qū)域信息更新模塊，所述移動目標(biāo)運(yùn)動計算模塊主要負(fù)責(zé)處理移動目標(biāo)的狀態(tài)信息，即包括計算運(yùn)動方向和更新位置信息；移動區(qū)域信息更新模塊主要負(fù)責(zé)更新移動區(qū)域的狀態(tài)信息，即包括移動區(qū)域狀態(tài)可用性和區(qū)域中的移動目標(biāo)信息；

所述監(jiān)聽模塊，負(fù)責(zé)與后臺服務(wù)器之間的通訊，采用后臺線程的模式，監(jiān)聽并接收服務(wù)器端的消息，并將消息及時傳送給仿真計算模塊；監(jiān)聽模塊又包括接收消息模塊和發(fā)送消息模塊；監(jiān)聽模塊主要負(fù)責(zé)整個仿真過程中與后臺的通訊任務(wù)，隨時對后臺的信息做出響應(yīng)，根據(jù)接收的消息分別調(diào)用仿真計算模塊中的移動區(qū)域信息更新模塊和/或移動目標(biāo)運(yùn)動計算模塊以執(zhí)行相應(yīng)的仿真計算；

所述顯示層的移動目標(biāo)顯示模塊和移動區(qū)域顯示模塊同時接收仿真計算模塊發(fā)送的腳本信息，串行更新移動目標(biāo)的當(dāng)前位置。

2.一種移動目標(biāo)趨向性運(yùn)動模型及其三維動態(tài)構(gòu)建方法，其特征在于，包括步驟：

預(yù)處理步驟一：配置系統(tǒng)信息，設(shè)定好格子氣模型的偏向強(qiáng)度參數(shù)D、移動目標(biāo)運(yùn)動速度和數(shù)目；劃分好移動區(qū)域，得到同等大小的M*N個格子區(qū)域，并為每個格子設(shè)定對應(yīng)的ID號和狀態(tài)信息；對每個移動目標(biāo)的移動目標(biāo)位置ID、移動目標(biāo)的目標(biāo)ID、運(yùn)動趨向這些個體信息進(jìn)行初始化；

運(yùn)算處理步驟二：對步驟一預(yù)處理后輸出的數(shù)據(jù)采用格子氣模型進(jìn)行仿真計算，判斷移動目標(biāo)所處的位置狀態(tài)，確定其運(yùn)動方向并更新其位置信息，同時更新相應(yīng)網(wǎng)格的信息；

同時，負(fù)責(zé)與后臺服務(wù)器之間的通訊，采用后臺線程的模式，監(jiān)聽并接收服務(wù)器端的消息，并將消息反饋仿真計算；

所述采用格子氣模型進(jìn)行仿真計算，為采用隨機(jī)串行的更新算法，流程如下：

1）產(chǎn)生移動目標(biāo)個體的更新的隨機(jī)次序；

2）按步驟1產(chǎn)生的次序，檢查并且判斷移動目標(biāo)所處的狀態(tài)；

3）根據(jù)所處的狀態(tài)，按照格子氣模型的公式計算出移動目標(biāo)個體向周圍各個方向上移動的概率大小并由此確定下一步的運(yùn)動方向；

4）計算步驟3中移動目標(biāo)個體的移動，更新網(wǎng)格和移動目標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的信息；

5）重復(fù)步驟2-4，直到所有移動目標(biāo)的位置完成一次更新；

6）重復(fù)步驟1-5，終止仿真運(yùn)行。

顯示步驟三：接收步驟二仿真計算獲得的移動目標(biāo)更新后的位置信息，串行更新移動目標(biāo)的當(dāng)前位置，顯示出移動目標(biāo)和移動區(qū)域。