[发明专利]一种基于IBMs模型的鱼群仿真方法

摘要

本发明涉及一种仿真建模方法，尤其是涉及一种基于IBMs模型的鱼群仿真方法。为了模拟鱼群的活动状态，本发明提出一种基于IBMS模型的鱼群仿真，同时将面积足够大的浅水体近似作为二维空间进行处理。将个体间避免碰撞设为首要条件，个体间距离必须保持不小于最小邻鱼距离NND，当邻居鱼逼近时，按距离的远近采取相应的行为反应和行动。本发明的有益效果是，通过考察模拟结果的相似程度，推测和分析内在的机制，筛选具有重要影响的因子。计算机建模和仿真，为研究鱼群行为学开辟了新的途径。它合理地弥补了实验观察中鱼群行为量化困难的不足。

主权项

1.一种基于IBMS模型的鱼群仿真方法，包括以下步骤：一、对仿真进行初始化，首先根据鱼体视觉能力范围的划分来定义鱼体反应方式，在模型中，将鱼体视觉能力范围划分为五个距离，其中：：为强烈排斥距离，按避免碰撞原则，该距离相当于最小距离NND，邻居鱼处于本鱼的排斥区域内，本鱼将以背离邻居鱼方向迅速离开；：为无反应的中性距离，邻居鱼处于本鱼的无反应中性区域内，本鱼将以群体平均速度前进，并且在方向上具有较大的随机性；：根据鱼类具有保持和跟随目标运动的习性，设立的相互平行运动的保标距离，邻居鱼处于本鱼的平行保标区域内，本鱼将以保标速度前进，方向不变；为相互吸引靠拢距离，该距离在鱼个体的视觉范围内，因鱼类个体的聚集行为，相互有靠近的倾向；即当邻居鱼处于本鱼的吸引区域内，本鱼将朝邻居鱼的方向前进；为无反应距离，邻居鱼已在本鱼的视觉能力范围之外，不对本鱼造成影响；根据初始时刻，本鱼的位置坐标、及本鱼初始速度大小v（）、本鱼初始速度方向和本鱼视觉能力范围内的邻居鱼的位置和速度；二、计算本鱼在下一时间步的位置，；三、计算本鱼与邻近鱼之间的距离，具体步骤为：移动时间本鱼与邻近鱼之间的距离；四、本鱼在下一时间步的速度：本鱼的速度主要由其视觉能力范围内，邻居鱼的平均速度和邻居鱼对其影响的速度决定，当本鱼与缸壁距离小于最小距离时，还需考虑缸壁会影响和造成鱼类个体运动速度降低的现象，类似对个体产生一反向速度，群体的平均速度邻近鱼对本鱼的影响速度反向速度在内最大转角为，则当和的角度差小于时，时刻速度取；当和的角度差大于或等于时，时刻速度取；为了体现鱼群运动方向上带有随机性，令服从标准偏差正态分布；判断是否有人为关闭仿真进程的行为或仿真结束时间到，如果有，仿真停止进行；否则仿真继续，重复执行第二－四步。