[發明專利]一種行人運動仿真方法及系統

有效

• 申請號: 201810083710.3
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108170995B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 宋曉;袁春雄;韓道麟;謝鴻楠;李妮;馬耀飛
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

1.一種行人運動仿真方法，其特征在于，包括：

獲取社會力模型；所述社會力模型為圓形行人模型；

對所述社會力模型進行改進，建立三圓模型；所述三圓模型是以第一半徑為旋轉半徑的兩個圓以及以大于所述第一半徑的第二半徑為旋轉半徑的圓構成的；所述第一半徑與所述第二半徑之和為所述社會力模型的半徑；其中，中心圓是以第二半徑為旋轉半徑的圓，中心圓的兩側分別設有一個以第一半徑為旋轉半徑的圓且三圓的中心在同一水平面上；所述三圓模型的整體形態為橢圓，所述橢圓的長軸為行人的肩寬；所述對所述社會力模型進行改進，建立三圓模型，具體包括：根據所述社會力模型確定行人i與行人j之間的心理斥力以及接觸斥力；i和j大于0，且i不等于j；根據所述心理斥力以及所述接觸斥力確定所述行人i的自身斥力轉矩；將所述行人i的質心指向所述行人i的右肩膀建立二維向量；所述二維向量在空間中的角度作為所述行人i的轉動標準；以所述二維向量為轉動標準，確定所述行人i所處的當前旋轉角度；獲取所述行人i的肩寬投影到出口的投影寬度；以所述二維向量為轉動標準，根據所述投影寬度確定所述行人i的期望旋轉角度；獲取所述行人i的轉動慣量、主動動力轉矩系數以及阻尼轉矩系數；根據所述當前旋轉角度、所述期望旋轉角度以及所述主動動力轉矩系數確定所述行人i的主動動力轉矩；根據所述轉動慣量以及所述阻尼轉矩系數確定所述行人i的阻尼轉矩；根據所述當前旋轉角度、所述期望旋轉角度以及所述轉動慣量確定所述行人i的主動側身轉矩；根據所述自身斥力轉矩、所述主動動力轉矩、所述阻尼轉矩以及所述主動側身轉矩建立三圓模型；

根據所述三圓模型仿真行人的運動狀態；所述運動狀態包括行人自身旋轉運動。

2.根據權利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述根據所述心理斥力以及所述接觸斥力確定所述行人i的自身斥力轉矩，具體包括：

利用公式確定所述行人i的自身斥力轉矩；其中，為自身斥力轉矩，為單位向量，為接觸斥力，為心理斥力。

3.根據權利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述根據所述當前旋轉角度、所述期望旋轉角度以及所述主動動力轉矩系數確定所述行人i的主動動力轉矩，具體包括：

利用公式確定所述行人i的主動動力轉矩；其中，為主動動力轉矩，λ₁為主動動力轉矩系數，θ_i為所述行人i的當前旋轉角度，θ_i^D為所述行人i的期望旋轉角度，Δθ_i＝θ_i-θ_i^D。

4.根據權利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述根據所述轉動慣量以及所述阻尼轉矩系數確定所述行人i的阻尼轉矩，具體包括：

利用公式確定所述行人i的阻尼轉矩；其中，為阻尼轉矩，λ₂為阻尼轉矩系數，τ為所述三圓模型慣性的特征時間，為期望角速度，為所述行人i的當前角速度，I_i為轉動慣量。

5.根據權利要求3所述的仿真方法，其特征在于，所述根據所述當前旋轉角度、所述期望旋轉角度以及所述轉動慣量確定所述行人i的主動側身轉矩，具體包括：

利用公式確定所述行人i的主動側身轉矩；其中，為主動側身轉矩，I_i為轉動慣量，f(Δθ_i)為加速度方程，Δθ_i為所述加速度方程中的變量。

6.根據權利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述根據所述自身斥力轉矩、所述主動動力轉矩、所述阻尼轉矩以及所述主動側身轉矩建立三圓模型，具體包括：

利用公式確定所述三圓模型；其中，為合轉矩，I_i為轉動慣量，為主動動力轉矩，為阻尼轉矩，為自身斥力轉矩，為主動側身轉矩，為對當前角速度的求導運算。