[發明專利]一種在連續面空間中相遇概率的離散化計算方法

在審

• 申請號: 201711003183.2
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107704430A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 尹章才;金章昊男;劉輝;吳楊
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06F17/15
• 分類號: G06F17/15
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 張惠玲

1.一種在連續面空間中相遇概率的離散化計算方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一：連續面空間的離散化

將連續面空間轉換為由若干單元組成的離散空間；

步驟二：定義變量

定義移動對象A、B的最大移動速度v_m；

定義移動對象A、B的時間步長△t；

定義移動對象A、B的時空軌跡的時間T；根據時間步長，將T分解為離散時刻T＝{t₁,t₂,t₃,...,t_n,}，t₁和t_n分別為時空軌跡的起始、結束時刻，且T＝n×t_sp；

定義移動對象A、B的軌跡點；

設移動對象A在T＝{t₁,t₂,t₃,…，t_n,}內的每一時刻t_i都有一個軌跡點z_A,i，其時間標簽t_i和空間標簽(x_A,i,y_A,i)；

同樣，設移動對象B在T＝{t₁,t₂,t₃,…，t_n,}內的每一時刻t_i都有一個軌跡點z_B,i，其時間標簽t_i和空間標簽(x_B,i,y_B,i)；

定義移動對象A、B的時空軌跡；

移動對象A在T的時空軌跡，表示成由一組時空點構成的集合，

Z_A＝{z_A,1,z_A,2,z_A,3,…，,z_A,n}

其中，n表示軌跡點的數量；

類似地，定義移動對象B的時空軌跡：

Z_B＝{z_B,1,z_B,2,z_B,3,…,z_B,n}

步驟三：計算可達域

給定在時刻t_i位于z_A,i的移動對象A將于t_j到達z_A,j這一條件，結合最大移動速度v_m，獲得移動對象A在任意時刻t∈[t_i,t_j)的可達域K_A,t，即，移動對象A在時刻t所能到達的所有位置點；K_A,t滿足以下條件：

K_A,t＝||z_Ai-c_i||≤(t-t_i)*v_m&||z_Aj-c_i||≤(t_j-t)*v_m (公式1)

其中，z_A,i與z_A,j分別是移動對象A在時刻t_i、t_j時的軌跡點；c_i表示柵格數據模型中的任意離散單元的中心點；t∈[t_i,t_j)；|| ||表示歐氏距離的計算符號；||z_Ai-c_i||≤(t-t_i)*v_m表示一個以c_i為中心，以(t-t_i)*v_m為半徑的圓，||z_Aj-c_i||≤(t_j-t)*v_m表示一個以c_j為中心，以(t_j-t)*v_m為半徑的圓；移動對象在時刻t的可達域，由柵格單元的中心點構成；

這樣，

K_A,t＝{c_A,k,t|k＝1,2,…}

其中k表示t時刻移動對象A的可達域內有k個離散柵格單元中心

類似地，計算移動對象B在任意時刻t∈[t_i-t_j)的可達域：

K_B,t＝{c_B,k,t|k＝1,2,…}

步驟四：計算分布概率

對于任一時刻t∈[t_i,t_j]，一個移動對象A位于任一可達柵格單元中心點c_A,k,t∈K_A,t的概率，可采用帶權逆距離函數方法進行計算：

其中c是任意兩相鄰軌跡點z_A,i與z_A,j之間的s分位點，其坐標(x_s,y_s)計算公式如下：

其中，z_A,i與z_A,j分別是移動對象A在t_i與t_j時的軌跡點，坐標分別為(x_A,i,y_A,i)與(x_A,j,y_A,j)；

步驟五：相遇事件的計算

根據相遇語義，即，兩個移動對象在同一時刻相距距離不超過相遇距離閾值d_meet即可判定其相遇，在同一時刻t，兩移動對象A、B分別位于點c_A,k1,t、c_B,k2,t時，他們的相遇事件可形式化如下形式：

||c_Ak1,t-c_Bk2,t||≤d_meet

步驟六：相遇概率的推理

由于A、B假設是相互獨立的，因此相遇概率的計算可以利用概率論中獨立事件的乘法原理，即P(AB)＝P(A)×P(B)；對于任一時刻t，兩個移動對象的相遇概率采用如下步驟進行計算：

步驟(一)：獲取兩移動對象A、B在時刻t的可達域K_A,t與K_B,t，由系列可達的柵格單元中心點表示；記：

K_A,t＝{c_A,k,t|k＝1,2,3,…}

K_A,t＝{c_B,m,t|m＝1,2,3,…}

步驟(二)：計算在時刻t時，移動對象A位于K_A,t中任一可達點c_A,k,t的相遇概率，

當移動對象A位于可達點c_A,k,t時，能與移動對象A相遇的移動對象B的可達中心點集合，記為，

S_B(c_A,k,t)＝{c_B,m,t|B在時刻t的可達中心點，且與c_A,k,t的距離小于d_meet}計算移動對象A在可達點c_A,k,t能遇見移動對象B的概率，記，

p(c_A,k,t)×p(S_B(c_A,k,t))

步驟(三)：計算在時刻t時，移動對象A位于K_A,t的相遇概率，

2.根據權利要求1所述在連續面空間中相遇概率的離散化計算方法，其特征在于

步驟一中，一個連續面空間R表示為：

R＝{r₁,r₂,r₃...,r_n}

其中r_i表示第i個離散單元。離散單元r_i的中心點坐標記為c_i。