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群体仿真与疏散仿真(2009-2016)
发布时间:2016/3/28  访问人数:1675次


群体仿真(Crowd Simulation)和疏散仿真(Evacuation Simulation


1.国家自然科学基金,几何约束视角下异构群体队形光滑变换控制方法研究(61300118),2014 -2016,郑利平主持
2.安徽省自然科学基金项目,基于CVT的城市突发灾害下应急疏散救援中心布局研究(1208085MF107)2012-2013,郑利平主持。

3.安徽省高等学校省级自然科学研究重点项目,基于几何约束机理的群体队形控制新方法研究(KJ2012A221),2012-2013,郑利平主持


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群体仿真旨在仿真出现实中的群体(人群,鸟群等),生成外观、行为、运动等方面具有较强真实感的虚拟群体,可应用于影视动画、游戏娱乐、文艺体育等领域。我们对于群体仿真的研究工作主要从以下方面展开:

一、虚拟群体的个体多样性(Crowd Variety)

我们分别从角色模型多样化,纹理多样化和姿态动作多样化等方面进行讨论,采用Hasler模型库实现角色身高以及体型的差异化,通过纹理模板实现角色外观的多样化,并通过嵌入骨骼技术为人体模型实现姿态动作的多样性。此外,我们引入生理因素,通过视频跟踪算法从实际的视频中提取样本,对生理因素进行行为参数估计,达到对生理特性建模的目的,从而生成行为各异的人群运动结果。


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人体模型多样性



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个体姿态多样性


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人群纹理多样性


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生理异化的群体行为多样性仿真


二、人群队形控制算法。

引入几何约束方法,如CVTcentroidal Voronoi tessellation)和Power图等,生成同构或者异构的人群分布。在此基础上,结合MorphingLloyd方法,利用Morphing生成从源队形到目标队形之间的一序列中间形状,然后利用CVT或者Power图来生成优化的队形分布结果,并基于Lloyd方法提出一种覆盖路径规划算法,以便整个群体最后收敛于CVTPower图布局。这样形成的几何约束框架能生成稳定、平滑、规则和优美的队形动画。



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基于CVTPower图生成的人群分布


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基于CVT的同构群体变形


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基于CVT+密度场的异构群体变形



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基于Power图的异构群体变形



三、群体行为仿真与路径规划。

我们主要聚焦于受限群体的行为,如群体受到密度场或特定分布的影响。在密度场方面,我们结合心理学中的人际气泡(Interpersonal Bubble)和建筑学中的空间句法(Space Syntax)等理论,提出一种双重引力算法来动态导向人群的运动过程,实现空间密度场导向下的人群仿真运动方法。在分布方面,我们提出了一种质心Power图下的覆盖路径规划算法(Coverage Path Planning),确保群体能够又快又好地移动并形成特定的分布。

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引入空间句法的人群仿真算法


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空间密度场下的导航算法



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两种策略下的质心Power图覆盖路径规划算法



本篇信息由vcc_liu最后编辑于2016年3月28日19时48分17秒
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