[发明专利]基于导航点和RVO模型的人群疏散仿真方法

说明书

本发明公开了一种基于导航点和RVO模型的人群疏散仿真方法，包括以下步骤：步骤一、生成导航点：导航点满足两个条件：第一、路径节点位于障碍物顶点之外，并与障碍物保持一定安全距离；第二、如果障碍物的两个顶点是连通的，则对应两个顶点生成的路径节点也是连通的；步骤二、选择可用的导航点：可用导航点满足：危险系数N_R≤危险性认知系数P_R，拥挤系数N_C≤拥挤性认知系数P_C；步骤三、基于导航点规划疏散路径：采用一个无向图对场景进行重构，计算得出疏散路径中的最短路径；步骤四、基于RVO模型疏散行人。本发明的优点在于：能够应用于场景中存在复杂障碍物，解决了现有RVO模型行人无法绕过非凸边形障碍物和规划路线不合理问题。

技术领域

本发明涉及人群疏散仿真技术领域，具体地说是基于导航点和RVO模型的人群疏散仿真方法。

背景技术

随着现代社会的快速发展，人群高度集中的区域越来越多，例如大型商场、体育馆、博物馆、交通枢纽等。在这些区域发生突发事件时，如果没有科学合理的疏导指挥，很容易发生重大的人员伤亡和财物损失。人群疏散仿真是研究发生突发事件时人群疏散的行为，可以为制定科学合理的疏散方案提供决策支持，帮助设计者对建筑物或者公共场所的人流疏散通道进行综合分析与评价，以减少群体事件中拥挤、踩踏等不良事件的发生，使人群能够快速地疏散到安全区域。由于人群是个复杂的自组织系统，影响行人运动的因素繁多，实现高质量的人群仿真效果存在着诸多挑战，吸引了计算机科学、生物物理学、安全科学、心理学等众多领域研究者的关注。

目前比较成熟的人群疏散算法有相互速度障碍物(RVO)模型、社会力模型、网格模型A-star算法等，其中RVO模型使用较多，如申请号为CN2018107778712、CN20191025113.7的专利申请都采用了RVO模型。相互速度障碍物(RVO)模型是一类重要的行人运动模型，在行人建模仿真领域得到广泛应用.然而该模型仅能应用于简单空间场景，当场景中存在多复杂障碍物时，例如凹多边形障碍物，该模型不能有效完成行人的疏散仿真；并且该模型也没有考虑在疏散过程中行人之间情绪的相互影响。

在现有RVO模型进行人群多障碍物场景疏散仿真过程中，当行人与目标点之间满足通视条件时，行人能有效疏散到目的地。但当行人与目的地间有障碍物，使行人与目标点之间不能通视时，障碍物的形状、位置分布会影响行人的疏散行为。

在多障碍物场景中，基于RVO模型进行人群疏散仿真过程中障碍物的形状、位置分布会影响行人的疏散行为，导致有可能出现下列问题：

(1)行人无法绕过非凸边形障碍物

当场景中有非凸边形障碍物时，RVO模型会使处在非凸边形区域内的行人无法绕出障碍物。

(2)行人疏散仿真路径不合理

RVO模型中行人的运动路径依赖于合力的驱动，在某些场景中，该模型不能产生合理的行人运动轨迹。

发明内容

本发明之目的是弥补上述之不足，向社会公开能够应用于场景中存在复杂障碍物、路线规划合理的基于导航点和RVO模型的人群疏散仿真方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于导航点和RVO模型的人群疏散仿真方法，包括以下步骤：

步骤一、生成导航点：在障碍物的每个顶点附近生成一个路径节点作为行人绕过障碍物的导航点，所述的导航点满足两个条件：第一、路径节点位于障碍物顶点之外，并与障碍物保持一定安全距离；第二、如果障碍物的两个顶点是连通的，则对应两个顶点生成的路径节点也是连通的；