专利名称：一种基于行人可视范围的导航点动态更换方法
技术领域：
本发明涉及一种交通仿真技术领域中模拟交通枢纽内部行人交通行为的方法，具 体是一种基于行人可视范围的导航点动态更换方法。
背景技术：
行人微观行为模型的有效性在于其是否能够准确描述行人在枢纽场景下的多级 别决策行为，以及个体行人在局部范围内的移动轨迹。20世纪80年代末以来，人工智能与 行人仿真研究者分别从智能模仿、行为模拟的角度研究人类的智能行为，并得出了类似的 基本认识智能控制系统通常通过多级别的递阶控制(多分辨率或多尺度下的智能信息处 理)实现其行动目标。S.P.H00gend00rn(2001)将行人微观行为分为策略级、战术级、操作 级三个级别，并基于效用理论建立了经典的行人微观行为理论。与Hoogendoorn提出的三 个级别行为理论相对应，行人微观行为的研究集中于活动链生成、路径寻找与路径选择、微 观移动行为建模三个层面。通常路径选择是假定行人遵循代价最小或效用最大原则，从备选路径集中选择 一条实际行动路径。备选路径集合的生成方法有规划和模拟两种，规划方法一般采用 Dijkstra, A*等最短路算法通过设定一邻域值得到备选路径集，该方法虽然能够简化问题 的求解，但与行人路径寻找机理不符合；而采用模拟的方法，则需要研究现实中行人主体 寻找路径的方法，Martin Raubal等(1999,2001)使用描述性语言建立了在设施内的行人 路径寻找模型。Hoogendoorn和Bovy(2004)假定行人具有待选路径的完全信息，将路径 的距离、障碍物、急转弯、行人密度和路径环境等因素纳入行人微观路径选择模型中。另外 Dammen等(2004)将路径竖直方向的高差因素引入到路径选择模型中。行人路径选择得到 的轨迹是由一系列点构成的折线或曲线，这些点称之为导航点。在仿真过程中，行人依次通 过路径链表中各个节点的，这时候把各个节点的导航点作为行人当前的目标点，行人在到 达当前的导航点之后启用下一个导航点。此方法的不足之处在于，行人在行走过程中常常因躲避其它行人或障碍物偏离当 前导航点方向，此时行人很可能更接近下一个导航点，若仍然向当前导航点行走并在到达 后再转向下一个导航点，就会增加行走距离，不符合路径最短原则，亦不符合行人实际行走 过程中的行为习惯。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于行人可视范围的导航点 动态更换方法。一种基于行人可视范围的导航点动态更换方法，包括以下步骤a)、生成行人的目标逻辑对象；b)、扫描行人当前所在逻辑对象与目标逻辑对象之间所有相关联的障碍物，利用 行人仿真中的路径选择模型生成两逻辑对象之间的最短路径，并将路径上的各个节点压入
3路径链表中；c)、以行人前进方向为视角的角平分线建立视角φ ；d)、以视距L为扫描半径，在视角范围内实时扫描，判断路径链表中的下一个节点是否在此扫描范围内； e)、若否，按当前导航点走；若是，判断下一节点与行人当前位置连线上是否有障碍物；f)、若是，按当前导航点行走；若否，则将行人的导航点更换为路径链表中的下一 个节点，返回到c步骤。本发明的有益效果下一目标点的启用不以当前目标点的到达为条件，而是以行人的可视范围为条 件，这种方式与行人的实际行为较为接近。在仿真过程中，行人因为躲避其他行人或障碍物 而偏离当前导航点，此时时常会出现行人当前位置到下一导航点的距离小于行人到当前导 航点的距离与当前导航点到下一导航点的距离之和，此时若仍采用当前导航点，行人的路 径长度增加。采用本发明的方法即可有效解决此类问题。
图1本发明计算机程序实现流程图；图2本发明可视范围的示意图；图3本实施例的导航点更换示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过 程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。本发明的计算机程序实现过程如下图1为本发明计算机程序实现流程图，在仿真系统已经生成行人的目标逻辑对象 的基础上，扫描行人当前所在逻辑对象与目标逻辑对象之间所有相关联的障碍物，利用行 人仿真模型中的路径选择模型(本实施例采用A*算法)生成两逻辑对象之间的最短路径， 并将路径上的各个节点(即导航点)压入路径链表中，行人调用避碰算法依次通过路径链 表中的各个节点，并在行走过程中判断路径链表中的下个节点是否在行人当前可视范围 内，若在可是范围内，则将行人的导航点更换为路径链表中的下一个节点。实施例以S型通道中的行人仿真为例，具体实施方法如下本实施例按上述流程扫描行人当前位置到目标位置之间存在的障碍物，根据A* 算法查找最短路径，并将路径上的各个导航点压入路径链表中。本实施例以图3所示的S 型通道为例，A”A2、A3为路径链表中的3个节点，设行人视角为φ，行人当前行走方向为角平 分线，取行人视距为L，则以L为半径角度为φ的扇形即为行人可视范围，本实施例中，行人 C当前导航点为A1，且由于其他行人的干扰，行人C并未到达A1且偏离该方向，而A2此时已 经在行人的可视范围内，且CA2连线上不存在障碍物，根据本发明的方法，行人C放弃当前 导航点A1，启用导航点A2,直接向^方向行走，从图中可以看出乂CAl+《lA2 >dCAi，动态更换 导航点可以更好的保证行人的路径最短。
权利要求
一种基于行人可视范围的导航点动态更换方法，包括以下步骤a)、生成行人的目标逻辑对象；b)、扫描行人当前所在逻辑对象与目标逻辑对象之间所有相关联的障碍物，利用行人仿真中的路径选择模型生成两逻辑对象之间的最短路径，并将路径上的各个节点压入路径链表中；其特征在于所述方法还包括以下步骤c)、以行人前进方向为视角的角平分线建立视角d)、以视距L为扫描半径，在视角范围内实时扫描，判断路径链表中的下一个节点是否在此扫描范围内；e)、若否，按当前导航点走；若是，判断下一节点与行人当前位置连线上是否有障碍物；f)、若是，按当前导航点行走；若否，则将行人的导航点更换为路径链表中的下一个节点，返回到c步骤。F2010100308298C00011.tif
2.根据权利要求1所述的一种基于行人可视范围的导航点动态更换方法，其特征在 于所述的行人仿真中的路径选择模型采用A*算法。
全文摘要
一种基于行人可视范围的导航点动态更换方法，涉及一种交通仿真技术领域中模拟交通枢纽内部行人交通行为的方法，是以行人前进方向为视角的角平分线建立视角，以视距为扫描半径，在视角范围内实时扫描，若下一导航点在此扫描范围内，且该点与行人当前位置点连线上无障碍物，则放弃当前导航点，启用下一导航点。下一导航点的启用不以当前导航点的到达为条件，而是以行人的可视范围为条件，这种方式与行人的实际行为较为接近。动态更换导航点可以更好的保证行人的路径最短。
文档编号G06Q50/00GK101833702SQ201010030829
公开日2010年9月15日 申请日期2010年1月18日 优先权日2010年1月18日
发明者唐明, 孙宝凤, 崔春升, 张娜, 李国威, 杨丽丽, 罗清玉, 贾洪飞, 陈彬, 陈震 申请人:吉林大学