[发明专利]一种人工鱼模拟系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能电视的中间件系统，尤其涉及一种人工鱼模拟系统。

背景技术

由各种虚拟的鱼类栖息的虚拟深海中，鱼类靠使用肌肉和鱼鳍得以自由的游动、躲避障碍物，以及在一些水草、珊瑚礁和其它鱼类之间穿梭。他们可以自如地探索这个虚拟世界以寻找食物。被捕食者自由行动，直到他们遇到捕食者，然后立即采取逃逸行动。而当一个捕食者出现在远处，相似种类的被捕食者形成群落以增加他们逃逸的机会。当捕食者靠近一个群落，鱼群因为恐惧而四下奔逃。一个捕食者吞食猎物直至酒足饭饱的追逐随即开始。一些种类的鱼似乎并不被捕食者所困扰。当他们饥饿时，可以捕食浮游生物。而当鱼类到了繁殖期，则通过执行特有的追逐和求偶仪式来寻求配偶。

以上在模拟世界中的动画，要求可视上的真实性是非常难的。为了建立动画框架，涵盖上述所有复杂的行为模式，且尽量减少人工的参与，最好的办法是使用全功能性的人工鱼（Artificial Fishes）。人工鱼是指一种自主性个体，其外表和复杂的群落行为都与自然的相一致。现有技术没有较好的实现方案，无法完备地合成物理、定位、感知和行为，模拟的真实效果较差。

因此，有必要提供一种人工鱼模拟系统来满足现有需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人工鱼模拟系统，所述人工鱼外貌形态模拟程度高，结合了行为、感知和驱动三方面，成为具有自主性的智能个体。

因此，本发明提供了一种人工鱼模拟系统，所述人工鱼位于三维模拟世界中，所述人工鱼模拟系统包括感知子系统、动力子系统及行为子系统，所述感知子系统采集周围环境生成感知数据并过滤后传递给所述行为子系统；所述行为子系统将周围环境数据结合鱼的生活习性合成产生意向，制定人工鱼的行为路径；所述行为子系统将行为路径的控制参数输入动力子系统，由所述动力子系统控制人工鱼产生相应的动作。

具体地，所述感知子系统包括视觉感知器组和温度感知器组，所述温度感知器对位于鱼身中心的环境水的温度进行采样，所述视觉感知器从3D的虚拟环境提取色彩、尺寸、距离及障碍物的种类信息，所述视觉感知器可以通过查询障碍物数据库来获知附近的障碍物，同时通过查询模拟状态来获知周围物体的瞬时速度，所述视觉感知器的视觉为300°。

具体地，所述动力子系统包括动态模型和若干动力控制器，动力控制器过设定肌肉收缩来产生动力。所述动态模型由23个端点和91条线组成，用鱼鳍作为人工鱼运动的主要动力，使用鱼体两侧的后部的肌肉进行游动，使用前部的肌肉进行转向。所述若干动力控制器包括游动控制器、左转控制器和右转控制器，所述游动控制器控制人工鱼向前游动，所述左转控制器和右转控制器分别控制左转和右转。

具体地，所述行为子系统包括意向产生器及行为路径产生器，所述意向产生器根据鱼的生活习性产生意向，所述行为路径产生器根据意向产生器生成的意向结合过滤后的感知数据合成制定出行为路径。

与现有技术相比，本发明方案展示了对人工鱼模型一些动作的模拟框架。这些动作可以通过最少的人工交互而产生令人信服的单个或者组合动作。有机结合了感知、意向、行为三个人工智能的基本点，同时在行为中以物理作为基础，从而产生了自主性极强的智能型个体，能够对环境自主感知、判断并执行相应合理的行为，并对环境产生影响，模拟的人工鱼外貌形态较为真实，成为具有自主性的智能个体。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例的人工鱼模拟系统的结构示意图；

图2是本发明实施例的人工鱼的动态模型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。