一种运动过程的分析方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种运动过程的分析方法、装置及存储介质，运动过程的分析方法包括：根据检测对象所处的运动环境，确定检测对象所处的运动场，运动场位于检测对象的起始位置和目标位置之间的二维空间中，运动场包括以下一项或多项：表示检测对象在基本驱动力的作用下运动的基本驱动场、表示其他个体与检测对象之间的关系的排斥场、表示所有障碍物或边界与检测对象之间关系的障碍场以及表示吸引源与检测对象之间关系的吸引场；确定检测对象在每个运动场中的场强；根据检测对象在每个运动场中的场强，确定检测对象的运行轨迹，这样可以充分考虑运动环境对所述检测对象的运动状态的影响，可以更加准确地反映检测对象的运动过程。过程。过程。

【技术实现步骤摘要】
一种运动过程的分析方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及交通工程
，特别涉及一种运动过程的分析方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]近年来，行人拥堵问题和安全问题一直影响着城市交通的发展，其中合理设计步行设施或者采取措施控制人流成为解决行人拥堵问题和安全问题最为有效和最为实际的方法。然而，进行真实的行人实验不仅难度较大，实验过程中突发情况的模拟更是存在一定的危险性。随着现代计算机技术的发展，通过计算机构建行人仿真实验，能够很好的解决这个问题，并且对于数据的分析与处理将会更加的方便与准确。仿真场景的构建需要有良好的模型进行行人运动的描述，只有模型的准确才能保证仿真的有效性。因此，为了保证仿真实验的有效性和准确性，亟需提供一种可以准确描述行人运动的运动模型。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供了一种运动过程的分析方法、装置及存储介质，以解决现有技术中没有运动模型可以准确描述行人运动的问题。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供了一种运动过程的分析方法，包括：
[0005]根据检测对象所处的运动环境，确定所述检测对象所处的运动场，所述运动场位于所述检测对象的起始位置和目标位置之间的二维空间中，所述运动场包括以下一项或多项：表示所述检测对象在基本驱动力的作用下运动的基本驱动场、表示其他个体与所述检测对象之间的关系的排斥场、表示所有障碍物或边界与所述检测对象之间关系的障碍场以及表示吸引源与所述检测对象之间关系的吸引场；
[0006]确定所述检测对象在每个运动场中的场强；
[0007]根据所述检测对象在每个运动场中的场强，确定所述检测对象的运行轨迹。
[0008]可选地，所述确定所述检测对象在每个运动场中的场强，包括：
[0009]当所述检测对象处于基本驱动场时，确定所述检测对象在时刻t的位势；
[0010]根据所述检测对象在时刻t的位势，确定所述检测对象在所述基本驱动场的场强。
[0011]可选地，所述确定所述检测对象在时刻t的位势，包括：
[0012]确定所述检测对象在时刻t所在空间位置的位势梯度；
[0013]根据所述检测对象在时刻t所在空间位置的位势梯度，确定所述检测对象的期望运动方向；
[0014]确定所述检测对象在时刻t的期望速度矢量以及实际速度矢量；
[0015]根据所述检测对象在时刻t的期望速度矢量、实际速度矢量以及期望运动方向，确定所述检测对象在时刻t的位势。
[0016]可选地，所述根据所述检测对象在时刻t所在空间位置的位势梯度，确定所述检测对象的期望运动方向，包括：
[0017]根据以下公式确定所述检测对象的期望运动方向
[0018][0019]其中，表示检测对象α在时刻t所在空间位置的位势；表示检测对象α在时刻t所在空间位置的位势梯度。
[0020]可选地，所述根据所述检测对象在时刻t的期望速度矢量、实际速度矢量以及期望运动方向，确定所述检测对象在时刻t的位势，包括：
[0021]根据以下公式确定所述检测对象在时刻t的位势
[0022][0023]其中，m
α
和p
α
表示检测对象α的特征量，τ
α
表示检测对象α从实际位置回归期望位置的松弛时间，表示检测对象α在时刻t的期望运动方向，表示检测对象α在时刻t的期望速度矢量，Δt表示预设的时间间隔，表示检测对象α在时刻t的实际速度矢量。
[0024]可选地，所述根据所述检测对象在时刻t的位势，确定所述检测对象在所述基本驱动场的场强，包括：
[0025]根据以下公式确定所述检测对象在所述基本驱动场的场强
[0026][0027]其中，表示所述检测对象在时刻t的位势，表示所述检测对象在时刻t的实际位置与期望位置之间的偏差，其中时刻t的实际位置与期望位置之间的偏差，其中表示所述检测对象在时刻t的实际位置，表示所述检测对象在时刻t的期望位置。
[0028]可选地，所述确定所述检测对象在每个运动场中的场强，包括：
[0029]当所述检测对象处于所述排斥场时，确定在预设范围内所有其他个体对所述检测对象的排斥场强；
[0030]根据在预设范围内所有其他个体对所述检测对象的排斥场强，确定所述检测对象在所述排斥场的总场强。
[0031]可选地，所述确定在预设范围内所有其他个体对所述检测对象的排斥场强，包括：
[0032]可以根据以下公式确定在预设范围内所有其他个体对所述检测对象的排斥场强
[0033][0034]其中，表示由个体β指向检测对象α的距离矢量；表示检测对象α当前所在排斥场空间位置的β的排斥场场强；A
αβ
，B
αβ
分别表示检测对象激发的排斥场的作用强度和范围参量；R
αβ
＝R
α
+R
β
，表示检测对象α的地域效应半径R
α
与个体β的地域效应半径R
β
之和，k，κ分别表示弹性系数和滑动摩擦系数，均为常量；表示个体β指向检测对象α的法向单位向量；表示切向单位向量；表示个体β和检测对象α的相对速度的切向分量；g表示个体之间身体接触的分段函数。
[0035]可选地，所述根据在预设范围内所有其他个体对所述检测对象的排斥场强，确定所述检测对象在所述排斥场的总场强，包括：
[0036]根据以下公式确定所述检测对象在所述排斥场的总场强
[0037][0038]其中，N
P
表示在预设范围内对所述检测对象产生排斥效应的所有个体的数量，表示检测对象α当前所在排斥场空间位置的β的排斥场场强。
[0039]可选地，所述确定所述检测对象在每个运动场中的场强，包括：
[0040]当所述检测对象处于所述障碍场时，确定每个障碍物或边界对所述检测对象产生的障碍场场强；
[0041]根据每个障碍物或边界对所述检测对象产生的障碍场场强，确定所述检测对象在所述障碍场的总场强。
[0042]可选地，所述根据每个障碍物或边界对所述检测对象产生的障碍场场强，确定所述检测对象在所述障碍场的总场强，包括：
[0043]根据以下公式确定所述检测对象在所述障碍场的总场强
[0044][0045]其中，N
O
表示对检测对象α产生排斥效应的所有障碍物或边界的集合，表示检测对象α当前所在运动场空间位置的障碍场场强。
[0046]可选地，所述确定每个障碍物或边界对所述检测对象产生的障碍场场强，包括：
[0047]根据以下公式确定每个障碍物或边界对所述检测对象产生的障碍场场强
[0048][0049]其中，k，κ分别表示弹性系数和滑动摩擦系数，均为常量；表示障碍物指向检测对象α的法向单位向量；表示切向单位向量；表示相对速度的切向分量，表示检测对象α的速度矢量；A
αω
、B
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运动过程的分析方法，其特征在于，包括：根据检测对象所处的运动环境，确定所述检测对象所处的运动场，所述运动场位于所述检测对象的起始位置和目标位置之间的二维空间中，所述运动场包括以下一项或多项：表示所述检测对象在基本驱动力的作用下运动的基本驱动场、表示其他个体与所述检测对象之间的关系的排斥场、表示所有障碍物或边界与所述检测对象之间关系的障碍场以及表示吸引源与所述检测对象之间关系的吸引场；确定所述检测对象在每个运动场中的场强；根据所述检测对象在每个运动场中的场强，确定所述检测对象的运行轨迹。2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述确定所述检测对象在每个运动场中的场强，包括：当所述检测对象处于基本驱动场时，确定所述检测对象在时刻t的位势；根据所述检测对象在时刻t的位势，确定所述检测对象在所述基本驱动场的场强。3.根据权利要求2所述的分析方法，其特征在于，所述确定所述检测对象在时刻t的位势，包括：确定所述检测对象在时刻t所在空间位置的位势梯度；根据所述检测对象在时刻t所在空间位置的位势梯度，确定所述检测对象的期望运动方向；确定所述检测对象在时刻t的期望速度矢量以及实际速度矢量；根据所述检测对象在时刻t的期望速度矢量、实际速度矢量以及期望运动方向，确定所述检测对象在时刻t的位势。4.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，所述根据所述检测对象在时刻t所在空间位置的位势梯度，确定所述检测对象的期望运动方向，包括：根据以下公式确定所述检测对象的期望运动方向根据以下公式确定所述检测对象的期望运动方向其中，表示检测对象α在时刻t所在空间位置的位势；表示检测对象α在时刻t所在空间位置的位势梯度。5.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，所述根据所述检测对象在时刻t的期望速度矢量、实际速度矢量以及期望运动方向，确定所述检测对象在时刻t的位势，包括：根据以下公式确定所述检测对象在时刻t的位势根据以下公式确定所述检测对象在时刻t的位势其中，m
α
和p
α
表示检测对象α的特征量，τ
α
表示检测对象α从实际位置回归期望位置的松弛时间，表示检测对象α在时刻t的期望运动方向，表示检测对象α在时刻t的期望速度矢量，Δt表示预设的时间间隔，表示检测对象α在时刻t的实际速度矢量。6.根据权利要求2所述的分析方法，其特征在于，所述根据所述检测对象在时刻t的位
势，确定所述检测对象在所述基本驱动场的场强，包括：根据以下公式确定所述检测对象在所述基本驱动场的场强根据以下公式确定所述检测对象在所述基本驱动场的场强其中，表示所述检测对象在时刻t的位势，表示所述检测对象在时刻t的实际位置与期望位置之间的偏差，其中的实际位置与期望位置之间的偏差，其中表示所述检测对象在时刻t的实际位置，表示所述检测对象在时刻t的期望位置。7.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述确定所述检测对象在每个运动场中的场强，包括：当所述检测对象处于所述排斥场时，确定在预设范围内所有其他个体对所述检测对象的排斥场强；根据在预设范围内所有其他个体对所述检测对象的排斥场强，确定所述检测对象在所述排斥场的总场强。8.根据权利要求7所述的分析方法，其特征在于，所述确定在预设范围内所有其他个体对所述检测对象的排斥场强，包括：可以根据以下公式确定在预设范围内所有其他个体对所述检测对象的排斥场强可以根据以下公式确定在预设范围内所有其他个体对所述检测对象的排斥场强其中，表示由个体β指向检测对象α的距离矢量；表示检测对象α当前所在排斥场空间位置的β的排斥场场强；A
αβ
，B
αβ
分别表示检测对象激发的排斥场的作用强度和范围参量；R
αβ
＝R
α
+R
β
，表示检测对象α的地域效应半径R
α
与个体β的地域效应半径R
β
之和，k，κ分别表示弹性系数和滑动摩擦系数，均为常量；表示个体β指向检测对象α的法向单位向量；表示切向单位向量；表示个体β和检测对象α的相对速度的切向分量；g表示个体之间身体接触的分段函数。9.根据权利要求7所述的分析方法，其特征在于，所述根据在预设范围内所有其他个体对所述检测对象的排斥场强，确定所述检测对象在所述排斥场的总场强，包括：根据以下公式确定所述检测对象在所述排斥场的总场强
其中，N
P
表示在预设范围内对所述检测对象产生排斥效应的所有个体的数量，表示检测对象α当前所在排斥场空间位置的β的排斥场场强。10.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述确定所述检测对象在每个运动场中的场强，包括：当所述检测对象处于所述障碍场时，确定每个障碍物或边界对所述检测对象产生的障碍场场强；根据每个障碍物或边界对所述检测对象产生的障碍场场强，确定所述检测对象在所述障碍场的总场强。11.根据权利要求10所述的分析方法，其特征在于，所述根据每个障碍物或边界对所述检测对象产生的障碍场场强，确定所述检测对象在所述障碍场的总场强，包括：根据以下公式确定所述检测对象在所述障碍场的总场强根据以下公式确定所述检测对象在所述障碍场的总场强其中，N
O
表示对检测对象α产生排斥效应的所有障碍物或边界的集合，表示检测对象α当前所在运动场空间位置的障碍场场强。12.根据权利要求10所述的分析方法，其特征在于，所述确定每个障碍物或边界对所述检测对象产生的障碍场场强，包括：根据以下公式确定每个障碍物或边界对所述检测对象产生的障碍场场强根据以下公式确定每个障碍物或边界对所述检测对象产生的障碍场场强其中，k，κ分别表示弹性系数和滑动摩擦系数，均为常量；表示障碍物指向检测对象α的法向单位向量；表示切向单位向量；表示相对速度的切向分量，表示检测对象α的速度矢量；A
αω
、B
αω
分别表示障碍物或边界激发的障碍场的作用强度和范围参量；g表示个体之间身体解除的分段函数，当检测对象α的地域效应半径R
α
大于其与障碍物边界之间的最小距离r
αω
时，g＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊辉，李浩浩，姚平福，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：