[发明专利]基于人类跨越能力的多智能体疏散仿真装置及其仿真方法

权利要求书

1.一种基于人类跨越能力的多智能体疏散仿真装置，其特征在于：包括信息提取模块(100)、计算分析模块(200)、通信模块(300)、可视化模块(400)，计算分析模块(200)包括通过API接口依次连接的数据读取子模块、数据预处理子模块、核心模型子模块和数据输出子模块，信息提取模块(100)与数据读取子模块信号连接，通信模块(300)、可视化模块(400)分别与数据输出子模块信号连接，可视化模块(400)包括预设接收端，预设接收端与通信模块(300)信号连接。

2.根据权利要求1所述的基于人类跨越能力的多智能体疏散仿真装置，其特征在于：还包括附加装置，附加装置包括连接装置(500)、保护壳(600)、供电装置(700)，信息提取模块(100)、计算分析模块(200)、通信模块(300)、供电装置(700)集成固定安装于保护壳(600)内，信息提取模块(100)、计算分析模块(200)、通信模块(300)、可视化模块(400)分别与供电装置(700)信号连接。

3.根据权利要求1所述的基于人类跨越能力的多智能体疏散仿真装置，其特征在于：信息提取模块(100)至少包括一种传感器。

4.根据权利要求3所述的基于人类跨越能力的多智能体疏散仿真装置，其特征在于：传感器的种类为传感器为速度传感器、位移传感器、红外摄像仪、测距仪。

5.根据权利要求1所述的基于人类跨越能力的多智能体疏散仿真装置，其特征在于：计算分析模块(200)为计算机，通信模块(300)为无线网卡，可视化模块(400)为电子显示屏。

6.一种根据权利要求1～5任一所述的基于人类跨越能力的多智能体疏散仿真装置的仿真方法，其特征在于包括以下步骤：

S101：计算分析模块通过信息提取模块获取目标对象的信息及目标对象所处空间的信息；

S102：计算分析模块对目标对象数据信息及目标对象所在空间数据信息进行读取和预处理，通过多智能体预测模型对预处理后的信息进行分析，生成震灾疏散预测结果；

S103：将震灾疏散预测结果通过通信模块发送至预设接收端；

S104：将震灾疏散预测结果进行可视化转换，并通过高帧率视频的方式，在可视化模块上进行可视化显示。

7.根据权利要求6所述的基于人类跨越能力的多智能体疏散仿真装置的仿真方法，其特征在于：在S101中，目标对象的信息为身高、体重、肩宽、速度的至少其中一种，所处空间的信息为空间长度、宽度、高度、障碍物数量及尺寸的至少其中一种。

8.根据权利要求6所述的基于人类跨越能力的多智能体疏散仿真装置的仿真方法，其特征在于：在S102中，多智能体预测模型的自动化建立包括以下阶段：

S1初始化阶段：建立室内场景的连续疏散场景模型，将目标对象初始化为Agent，Agent的属性定义为：

其中id表示Agent的唯一标示编号；表示Agent的速度矢量；pos(t)表示Agent在疏散空间模型中的位置；H表示Agent的身高；R表示Agent的肩宽；P表示Agent跨越障碍物的可能性；t表示时间步；

S2交互阶段：每个Agent通过与其它Agent行为及环境状况参数值进行信息交互，并将所得信息传递给决策阶段；获取的信息是开始疏散的时刻、周围的障碍物、其他目标对象的位置信息；

S3决策阶段：目标对象的疏散决策方式包括直接向最近的出口移动；出现拥堵现象时，选择跟随其他目标对象移动；在移动过程中时刻保持避免与其他目标对象碰撞的状态；在移动路径中遇到障碍物则进行是否能够跨越障碍物的判断，如能跨越障碍物则直接越过障碍继续移动，如不能跨越障碍物则选择绕行障碍再继续移动；

S4行动阶段：每个Agent响应决策阶段的疏散决策进行疏散运动，并不断更新信息进入下个循环决策阶段。