[發(fā)明專利]公共場所人群疏散仿真方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410459296.3
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN105468801A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊勝;胡金星;尹凌;王書強(qiáng);王倩;盧依楓
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/00
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 沈祖鋒;郝明琴

1.一種公共場所人群疏散仿真方法，其特征在于，該方法包括如下 步驟：

a.根據(jù)需要仿真的場景創(chuàng)建三維虛擬環(huán)境，在所述三維虛擬環(huán)境中 導(dǎo)入建筑物和要疏散的人群，并設(shè)定疏散終點(diǎn)；

b.對上述創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境添加物理引擎支持；

c.將上述添加物理引擎支持的三維虛擬環(huán)境的信息進(jìn)行離散化，形 成基于道路網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；

d.根據(jù)上述三維虛擬環(huán)境中人群個體的當(dāng)前位置和疏散終點(diǎn)，利用 快速最短路徑算法在所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖上得到每個個體的最短路徑；

e.所述個體按照上述得到的最短路徑向疏散終點(diǎn)疏散。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括：

判斷所述個體在依照所述最短路徑向疏散終點(diǎn)疏散過程中是否遇 到障礙物；

如果在疏散過程中遇到障礙物，則采用相對速度障礙物模型完成個 體在遇到障礙物時的避讓，而后返回步驟d；

如果在疏散過程中沒有遇到障礙物，則每個個體都到達(dá)疏散終點(diǎn)。

3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的步驟b包括：

采用ODE等物理引擎對創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境添加物理引擎支持， 然后設(shè)定包括但不限于重力加速度、最大速度、摩擦系數(shù)、每個個體質(zhì) 量的物理條件。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步驟d具體包括：

根據(jù)人群個體的當(dāng)前位置和疏散終點(diǎn)，設(shè)置人群的當(dāng)前位置為 V1,V2…，疏散終點(diǎn)為S，并將所述當(dāng)前位置和疏散終點(diǎn)加入到上述得 到的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖中；

由Vi點(diǎn)到達(dá)S的最短路徑記為D[i]，將所有D[i]初始化為無窮大， D[S]初始化為0；

不斷嘗試減小D數(shù)組的元素，最終將其中每一個元素減小到實(shí)際的 最短路徑。

5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用相對速度障礙 物模型完成個體在遇到障礙物時的避讓，具體包括：

根據(jù)人物模型在場景的大小得到該模型的包圍盒大小，根據(jù)包圍盒 大小設(shè)置每個個體的碰撞半徑，假定每個人物疏散時速度為3m/s～8m/s 隨機(jī)，運(yùn)動方向都朝疏散終點(diǎn)方向運(yùn)動，采用相對速度障礙物模型模擬 人群障礙物避讓。

6.一種公共場所人群疏散仿真系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括創(chuàng)建 模塊、添加模塊、離散模塊、計算模塊、疏散模塊，其中：

所述創(chuàng)建模塊用于根據(jù)需要仿真的場景創(chuàng)建三維虛擬環(huán)境，在所述 三維虛擬環(huán)境中導(dǎo)入建筑物和要疏散的人群，并設(shè)定疏散終點(diǎn)；

所述添加模塊用于對上述創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境添加物理引擎支持；

所述離散模塊用于將上述添加物理引擎支持的三維虛擬環(huán)境的信 息進(jìn)行離散化，形成基于道路網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；

所述計算模塊用于根據(jù)上述三維虛擬環(huán)境中人群個體的當(dāng)前位置 和疏散終點(diǎn)，利用快速最短路徑算法在所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖上得到每個個體 的最短路徑；

所述疏散模塊用于使所述個體按照上述得到的最短路徑向疏散終 點(diǎn)疏散。

7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括：

判斷模塊，用于判斷所述個體在依照所述最短路徑向疏散終點(diǎn)疏散 過程中是否遇到障礙物；

避讓模塊，用于當(dāng)疏散過程中遇到障礙物時，采用相對速度障礙物 模型完成個體在遇到障礙物時的避讓。

8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的添加模塊具體用 于：

采用ODE等物理引擎對創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境添加物理引擎支持， 然后設(shè)定包括但不限于重力加速度、最大速度、摩擦系數(shù)、每個個體質(zhì) 量的物理條件。