[发明专利]一种用于交通混合流模型的车辆和行人交互模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟仿真技术领域，特别涉及一种用于交通混合流模型的车辆和行人交互模拟方法。

背景技术

近年来对道路交通的模拟受到越来越多的关注。在交通系统中，车辆和行人是两个非常重要的对象。在真实世界中，车辆和行人有难以分割的联系，两者之间的交互非常复杂。对于车辆与行人在交通系统中的交互的模拟有助于城市环境的交通安全和未来发展。另外，对于混合交通流的模拟能够更真实的体现城市环境。

目前在计算机图形学领域中，车辆和行人的行为总是被分离成两部分研究。目前有大量利用基于个体的微观模型和基于车辆流的宏观模型的方法对车流和行人群体进行建模和模拟的文献。

人流模拟的方法用于计算在避免与障碍物和其他个体碰撞情况下每个个体的行走路径，模拟个体在人群中的行为。基于规则的方法常用于模拟复杂的群体行为。这种方法可以追溯到Reynolds所做的工作(Reynolds CW.Steering behaviors for autonomous characters.In Game Developers Conference,Vol.1999,1999；763–782)，模拟了人群在紧急疏散中的行为以及在其他有效的转向规则下的行为。其他局部导航的技术使用基于力的模型，比如SFM(social force model)，(SFM，Helbing D,Farkas I,Vicsek T.Simulating dynami-cal features of escape panic.Nature 2000；407(6803):487–490.)，以及Hi-DAC(Pelechano N,Allbeck JM,Badler NI.Controlling indi-vidual agents in high-density crowd simulation.In Pro-ceedings of the2007ACM SIGGRAPH/Eurographics Symposium on Computer Animation.Eurographics Association,2007；99–108)。这些方法利用个体之间复杂的力的关系来准确的模拟他们之间的交互。基于相对速度障碍物的几何方法被用于模拟局部碰撞避免的行为。

有些学者在人群模拟中引入心理学因素来模拟创建真实的异质性群体行为。Durupinar(Durupinar F,Allbeck J,Pelechano N,Badler N.Creating crowd variation with the ocean personal-ity model.In Proceedings of the 7th International Joint Conference on Autonomous Agents and Multia-gent Systems-Volume 3.International Foundation for Autonomous Agents and Multiagent Systems,2008；1217–1220.)和Guy(Guy SJ,Kim S,Lin MC,Manocha D.Simulat-ing heterogeneous crowd behaviors using personality trait theory.In Proceedings of the 2011ACM SIG-GRAPH/Eurographics Symposium on Computer Ani-mation.ACM,2011；43–52.)等人利用个人性格特点对异质性行为和交通行为进行建模(Lu X,Wang Z,Xu M,Chen W,Deng Z.A person-ality model for animating heterogeneous traffic behav-iors.Computer Animation and Virtual Worlds 2014；25(3-4):361–371.)。基于以上工作，Kim等人利用压力模型模拟人体在多种环境情景下的动态行为(Kim S,Guy SJ,Manocha D,Lin MC.Interactive simulation of dynamic crowd behaviors using general adaptation syndrome theory.In Proceedings of the ACM SIGGRAPH Symposium on Interactive 3D Graphics and Games.ACM,2012；55–62.)。