基于多智能体的虚拟行人与人群仿真研究

发布时间：2021-01-27 21:51

　　大规模虚拟人群仿真是计算机仿真领域的重要研究方向,在数字影音娱乐、公共环境规划、防灾模拟等多种人群仿真领域都有着较为强烈的实际需求。如何快速构建行人仿真模型,并在满足实时性乃至超实时性的计算效率的前提下,达到尽可能逼真的仿真效果是当前人群仿真的热点和难点问题。智能体是一种能感知环境并模拟智能行为的计算实体,早期由于受到软硬件资源的限制难以应用到大规模人群仿真中。随着人工智能算法的突破与计算机硬件水平的大幅提升,使用智能体进行大规模人群仿真逐渐成为重要的研究方法。本文的研究中,分别考虑宏观视角下的智能体自主导航与微观视角下的智能体交互问题,实现大规模场景中的逼真人群仿真。其中自主导航重点研究如何让智能体感知环境信息并实现快速寻路,微观交互则主要研究智能体与其它智能体或障碍物之间的碰撞避免问题。在智能体自主导航的研究中,考虑到仿真逼真度与计算效率的要求,本文并使用符号回归的方法,从视频数据中的真实行人的运动轨迹提取行人宏观运动规则。在具体的符号回归问题求解过程中,本文在SL-GEP算法的基础上在实现上加以优化,获得更快的收敛速度。实验结果证明本文的方法可以指导虚拟行人快速产生类似真实行人的... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1双层仿真框架

?针对符号回归问题，所需求解的往往是一些基本元素的非线性表示。隐藏??的数学公式可以表达成公式树的形式，图２．２展示了符号回归问题中利用遗传编??程方法表示的一个数学表达式的公式树形式。为了使得表达式的表示更为规范，??公式树中的内部节点为运算符（＋，－，＊，／）或者预定义的基本元函数（三角函数、求??幂、自然对数等）；叶节点为常数或者变量，通常也被称为终止符集合。通过??对公式树的递归遍历，即可还原得到原始的数学表达式。??＿?０?＾０?０??＇?（？）?？??（５＊ｓｉｎ（Ｘ））?＋?（３．８－Ｑ）??图２．?２数学表达式的公式树示意图??遗传编程中对于个体采用的操作与传统遗传算法中的操作基本相同，主要??有选择操作、交叉操作以及变异操作。利用遗传编程求解符号回归问题一般流??程如图２．３所不。??一￣??种群初始化??选择交叉变异???酿度评价?Ｎ??Ｏ??图２．?３遗传编程求解符号回归问题流程图??１３??

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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于社会力模型的车站负重人群疏散模拟研究[J]. 张开冉,杨树鹏,何琳希,龙瑛.  中国安全科学学报. 2017(01)
[2]行人交通仿真社会力模型改进研究[J]. 周侃,王连震,林翰.  武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2016(05)
[3]基于智能体技术的多重灾难人员疏散感知模型[J]. 张学锋,张成俊,白晨曦,姜太平,储岳中.  系统仿真学报. 2016(03)
[4]基于视频的虚拟人群运动仿真方法[J]. 刘艳,张静,吕敏.  计算机工程. 2015(04)
[5]基于SIFT特征目标跟踪算法研究[J]. 蔺海峰,马宇峰,宋涛.  自动化学报. 2010(08)

博士论文
[1]视频数据驱动的智能人群仿真方法研究[D]. 薛铸鑫.中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所) 2018
[2]多组分行人流的实验与模拟研究[D]. 刘驰.中国科学技术大学 2018

硕士论文
[1]面向公共安全的人员建模与仿真研究[D]. 王怡然.中国科学技术大学 2018



本文编号：3003795