[发明专利]一种基于径向基函数的交互式群组控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及二维场景下的模拟人群行走控制领域，尤其涉及一种基于径向基函数的交互式群组控制方法。

背景技术

自然界中的人群无处不在，日常生活中人们总是在不停地运动中。这类针对人群的运动控制可以很好地用于娱乐、城市规划、安全演习等行业。用计算机模拟自然界真实群组的相关研究中，实时交互地操控群体运动是其中一个不可或缺的组成部分。实际应用中，往往希望系统能够自动模拟个体的自主行为，提供给用户简洁快速的全面控制群组运动的功能。同时希望系统具有实时的交互特性和计算速度。为了满足现有技术的需求，有必要提供一种基于径向基函数的交互式群组控制方法。

发明内容

本发明的目的在于满足现有技术的需求，提供一种具有较好的控制强度和自由度，能够实现在保持整体组织有序的前提下，个体具有随机行走的特性的基于径向基函数的交互式群组控制方法。

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于径向基函数的交互式群组控制方法，包括以下步骤，步骤1：用户输入群组的个体数量、个体属性和群组的全局控制参数；步骤2：由经典漫步行为和以插值的控制点为参考的加权和，得到反映个体属性的自主行为分量；步骤3：用户输入和操纵数据点，用径向基函数插值求得速度矢量场，个体查询当前位置的速度值，作为其运动的引导行为分量；步骤4：群组个体的最终行为由自主行为分量和引导行为分量二者加权决定。

较佳地，所述步骤1中，用户输入可以选择脚本输入，也可以使用户交互式的屏幕输入。

较佳地，所述步骤2中的经典漫步行为为根据群组个体的初始速度、质量，得到个体沿着空间x轴和y轴的漫游速度；所述以插值的控制点为参考的加权和使用个体所在位置于控制点距离的倒数作为权重，将权重与当前时刻对应控制点位置的速度场值相乘。

较佳地，所述步骤3中的用径向基函数插值计算速度矢量场具体为：由用户设定一组点集和对应的场值f(P_i)＝V_i，i＝1，...，n，通过计算得到空间中任意一点和矢量场值的一一映射：f(P)＝V其中，P₁，P₂，...，P_n、V₁，V₂，...，V_n分别是群体个体的空间位置和速度矢量，(V_x，V_y)为该控制点集合中某点的速度，t₁为某时刻，在屏幕对应的二维平面中，V_x为沿着x方向的分速度，V_y为沿着y方向的分速度。

较佳地，所述径向基函数只需要计算和保存相关函数的参数，知道场内任意一点的速度值，即可以带入求解，用薄板样条函数Φ(r)＝r²ln(r)作为基函数Φ，带入径向基函数的逼近函数得到

S(x)=T(x)+Σi=1Nλi(||x-xi||2)2ln(||x-xi||2)]]>