[發(fā)明專利]一種基于粒子流的人群疏散方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910021906.4
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109766834B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪曉飛;胡俊;張敏輝;楊龍成;劉燕
• 申請（專利權(quán)）人: 成都師范學(xué)院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06T17/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中

本發(fā)明公開了基于粒子流的人群疏散方法，其包括以下步驟：S1、通過攝像設(shè)備實時獲取目標(biāo)場景中的圖像；S2、通過粒子流對所獲取圖像中的人群流進行表示，獲取粒子流的運動信息；S3、通過脈線模型描述粒子流的運動，獲取粒子流的運動軌跡；S4、對粒子流的運動軌跡進行聚類，并根據(jù)聚類結(jié)果將人群流劃分為不同的團隊；S5、根據(jù)每個團隊的運動速度和目標(biāo)場景中的出口布局，實時分配不同的團隊從不同的出口進行疏散。本發(fā)明從視頻監(jiān)控的角度，將目標(biāo)場景看作一個整體，采用粒子流的思想對人群流進行分析和描述，并結(jié)合基于流體力學(xué)的脈線模型，建立一種新的人群疏散策略，實現(xiàn)人群流的合理疏散。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人群疏散領(lǐng)域，具體涉及一種基于粒子流的人群疏散方法。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)外針對大型公共場合人群疏散模型主要為兩種：分別是離散型模型和連續(xù)型模型。離散型模型典型代表有元胞自動機、格子氣等，該模型的優(yōu)點是規(guī)則簡單，運算速度快。連續(xù)型模型經(jīng)典代表有社會力模型等，該模型對人群疏散中出現(xiàn)連續(xù)人流等現(xiàn)象能較好地描述。但上述兩種常見模型分別具有以下弊端：一是離散型模型在人群密度較大時，得到的結(jié)果偏差較大；二是連續(xù)性模型的模擬速度比較慢。當(dāng)公共場所中，人群之間存在相互遮擋、重疊現(xiàn)象時，采用上述傳統(tǒng)的疏散模型得到的效果往往不理想。

同時，通過對上述兩大模型進行研究分析，課題組研究人員發(fā)現(xiàn)：常用疏散模型主要通過對疏散空間(如教室、商場、電影院等)進行二維空間模擬，然后對行人運動進行描述和反映，較少有疏散模型從基于視頻監(jiān)控的角度進行考慮。

此外，有必要進行人流監(jiān)控和人群疏散的區(qū)域，往往都是人流量大，人群密度較高的區(qū)域，此類區(qū)域的場景比較復(fù)雜，同時人群之間相互遮擋、重疊的現(xiàn)象也就非常普遍，這使得基于個體的方法處理人群疏散問題效果往往不太理想。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的一種基于粒子流的人群疏散方法解決了現(xiàn)有人群疏散方法效果差的問題。

為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

提供一種基于粒子流的人群疏散方法，其包括以下步驟：

S1、通過攝像設(shè)備實時獲取目標(biāo)場景中的圖像；

S2、通過粒子流對所獲取圖像中的人群流進行表示，獲取粒子流的運動信息；

S3、通過脈線模型描述粒子流的運動，獲取粒子流的運動軌跡；

S4、對粒子流的運動軌跡進行聚類，并根據(jù)聚類結(jié)果將人群流劃分為不同的團隊；

S5、根據(jù)每個團隊的運動速度和目標(biāo)場景中的出口布局，實時分配不同的團隊從不同的出口進行疏散。

進一步地，步驟S2的具體方法包括以下子步驟：

S2-1、通過粒子流對圖像中的人群流進行表示，并獲取圖像中每一個像素點瞬時運動速度的矢量方向；

S2-2、將歸屬于同一粒子下的所有像素點的瞬時運動速度的矢量方向進行合成，得到每一時刻下每一粒子的瞬時運動的矢量方向，進而得到粒子流的運動信息，其中每一幀圖像對應(yīng)一個時刻。

進一步地，步驟S3的具體方法包括以下子步驟：

S3-1、根據(jù)公式

獲取任一粒子p在t+1時刻下的位置進而得到每個粒子在每個時刻下的位置；其中為粒子p在t時刻下的位置；u(×)和v(×)分別為光流速度矢量場；

S3-2、將每個粒子在每個時刻下的位置依次連線，得到每個粒子的運動軌跡，即粒子流的運動軌跡。

進一步地，步驟S4的具體方法為：