[發(fā)明專利]基于情緒認(rèn)知的人群疏散可視化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010129850.7
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111339668B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李天瑞;楊善雯;彭博;龔勛;胡節(jié)
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/26
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51245
• 代理人: 崔建中

本發(fā)明公開了基于情緒認(rèn)知的人群疏散可視化方法，包括步驟：構(gòu)建人群疏散導(dǎo)航網(wǎng)格、初始化人群、緊急事件發(fā)生后計(jì)算每個(gè)個(gè)體的情緒和運(yùn)動速度、根據(jù)人群運(yùn)動信息計(jì)算可行走區(qū)域的人群密度并對導(dǎo)航網(wǎng)進(jìn)行更新、根據(jù)基于密度信息的導(dǎo)航圖搜索算法為每個(gè)個(gè)體規(guī)劃最短路徑或最快路徑、以圖形化的方式實(shí)現(xiàn)人群疏散可視化。本發(fā)明的有益效果在于：區(qū)別于傳統(tǒng)人群疏散可視化方法，本發(fā)明有效地提高了人群疏散可視化的真實(shí)性；區(qū)別于傳統(tǒng)的導(dǎo)航圖算法，本發(fā)明保證了人群疏散可視化中個(gè)體行為的多樣性；區(qū)別于傳統(tǒng)的個(gè)體幾何表示方法，本發(fā)明保證了人群疏散的高效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別是基于情緒認(rèn)知的人群疏散可視化方法。

背景技術(shù)

研究緊急情況下人群運(yùn)動涉及心理學(xué)、社會學(xué)和群體動力學(xué)等復(fù)雜領(lǐng)域，是一個(gè)多學(xué)科交叉的復(fù)雜系統(tǒng)課題。近年來，隨著城市計(jì)算與群體仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，人群緊急疏散成為現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)仿真領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。結(jié)合群體動畫與可視分析技術(shù)，可以進(jìn)一步發(fā)掘人群的運(yùn)動模式，有助于將人群快速疏散到避難場所，減少疏散時(shí)因人群過度擁擠而造成的踩踏事故，為建筑規(guī)劃者提供有效的參考。在城市公共安全、虛擬現(xiàn)實(shí)、交通、機(jī)器人等各個(gè)領(lǐng)域具有十分重要的研究意義。

然而，傳統(tǒng)的群體動畫模型大多側(cè)重于路徑規(guī)劃和碰撞避免，難以對真實(shí)世界人群運(yùn)動進(jìn)行可視化與仿真。此外，群體行為大多受到人格特質(zhì)和情緒傳染的影響。因此，在對面向城市安全的人群運(yùn)動進(jìn)行可視化與仿真的過程中，除了考慮個(gè)體路徑規(guī)劃之外，其內(nèi)在個(gè)性和情緒傳染也是一個(gè)需要考慮的重要因素。

在心理學(xué)領(lǐng)域，情緒感染的本質(zhì)是情緒的交流和傳遞，情緒傳染對個(gè)體在特定情況下的情緒、行為和決策有很大的影響。例如，在地震或火災(zāi)緊急疏散時(shí)，情緒傳染會加劇恐慌，促使個(gè)人立即采取行動，積累恐懼和壓力。過度的恐慌會使個(gè)體很難仔細(xì)思考和判斷當(dāng)前的情況，導(dǎo)致Herd行為的增加和疏散時(shí)間的增加。此外，與積極情緒如冷靜、自信、樂觀等相比，消極情緒如恐慌、焦慮、恐懼、不耐煩、生氣等對人群疏散的負(fù)面影響更大。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有人群疏散可視化方法的不足，本發(fā)明提供了基于情緒認(rèn)知的人群疏散可視化方法，考慮了人群疏散過程中的上軀干運(yùn)動、情緒傳染、人群密度和路徑規(guī)劃，并且對這些因素進(jìn)行了量化和分析，對現(xiàn)有常見人群疏散可視化方法進(jìn)行改進(jìn)，使可視化效果更準(zhǔn)確，符合真實(shí)世界人群疏散情況，為城市公共安全、建筑規(guī)劃、緊急演練等領(lǐng)域提供靈活可控的可視化工具。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下：

基于情緒認(rèn)知的人群疏散可視化方法，包括：

步驟1：根據(jù)三維環(huán)境信息Environment、障礙物信息Obstacles以及出口信息Exits構(gòu)建人群疏散導(dǎo)航網(wǎng)格Navmesh；

步驟2：初始化人群Crowd，人群Crowd中每個(gè)個(gè)體包括人格特質(zhì)Ψ、初始情緒值e⁰和初始運(yùn)動速度v⁰；其中，個(gè)體i的人格特質(zhì)根據(jù)OCEAN模型得到，如下：

其中，O為開放性，C為盡責(zé)性，E為外向性，A為親和性，N為情緒穩(wěn)定性；公式(1)表示個(gè)體i的人格特質(zhì)組成，公式(2)表示個(gè)體i的每個(gè)人格分量的大小，Norm表示正態(tài)分布，均值為μ_i∈[0,1]，標(biāo)準(zhǔn)差為σ_i∈[-0.1,0.1]；

步驟3：緊急事件于t時(shí)刻發(fā)生，根據(jù)每個(gè)個(gè)體的人格特質(zhì)Ψ，計(jì)算t+1時(shí)刻每個(gè)個(gè)體的情緒值e^t+1和運(yùn)動速度v^t+1；其中，個(gè)體i在t+1時(shí)刻的情緒值和運(yùn)動速度的計(jì)算方法為：

計(jì)算個(gè)體i的情緒吸收性與個(gè)體j的情緒傳染性