排队行为模拟方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种排队行为模拟方法、装置、电子设备及存储介质，其中方法包括：确定排队队伍的队尾位置；控制当前行人基于所述队尾位置进入所述排队队伍，以成为当前队伍成员；在所述当前队伍成员存在前方队伍成员的情况下，确定所述前方队伍成员的位置作为目标点；基于所述当前队伍成员的位置和所述前方队伍成员的位置，通过最优相互碰撞避免ORCA模型确定所述当前队伍成员的移动速度；基于所述当前队伍成员的移动速度，通过所述ORCA模型控制所述当前队伍成员向所述目标点移动。本发明专利技术实施例中模拟形成的队伍可以满足次序要求和队形要求，因此，该方法可以模拟街边购物排队行为。该方法可以模拟街边购物排队行为。该方法可以模拟街边购物排队行为。

【技术实现步骤摘要】
排队行为模拟方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及计算机模拟仿真
，尤其涉及一种排队行为模拟方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]街边购物排队行为是一种常见的微观人群行为，购物排队行为是在非应急情况下的、空旷地带或无通道约束时的、有严格行进次序要求的排队行为。
[0003]目前，通用的微观人群行为模拟算法主要为社会力模型(Social Force Model)，社会力模型将行人向某目标行进的过程抽象为目标吸引力、行人之间的作用力、行人和障碍物之间的作用力，在上述作用力的共同作用下，控制行人逐渐向着目标行进。
[0004]但是，社会力模型面向的是应急状态下的无序人群行为模拟，其具有无次序要求和无队形要求的特征，行人之间的通行次序由自身的速度决定，并且，人群会聚集在一起，形成拱形拥挤，无法形成一列或几列纵队，自然也无法模拟后续的所有排队购物行为。可见，目前的通用的社会力模型无法模拟街边购物排队行为。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种排队行为模拟方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术无法模拟街边购物排队行为的问题。
[0006]本专利技术提供一种排队行为模拟方法，包括：
[0007]确定排队队伍的队尾位置；
[0008]控制当前行人基于所述队尾位置进入所述排队队伍，以成为当前队伍成员；
[0009]在所述当前队伍成员存在前方队伍成员的情况下，确定所述前方队伍成员的位置作为目标点；
[0010]基于所述当前队伍成员的位置和所述前方队伍成员的位置，通过最优相互碰撞避免ORCA模型确定所述当前队伍成员的移动速度；
[0011]基于所述当前队伍成员的移动速度，通过所述ORCA模型控制所述当前队伍成员向所述目标点移动。
[0012]根据本专利技术提供的一种排队行为模拟方法，所述基于所述当前队伍成员的位置和所述前方队伍成员的位置，通过最优相互碰撞避免ORCA模型确定所述当前队伍成员的移动速度，包括：
[0013]基于所述前方队伍成员的位置P0，采用公式(1)和公式(2)确定虚拟障碍线的位置：
[0014]P
c
＝P0‑
dir
u
·
(r0+d)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0015][0016]其中，所述虚拟障碍线设置在所述当前队伍成员和所述前方队伍成员之间，P
c
表
征所述虚拟障碍线中与所述前方队伍成员距离最近的点的位置，dir
u
为所述排队队伍的移动方向的单位向量，r0表征所述前方队伍成员的占用半径，d为预设间距，P2和P3分别表征所述虚拟障碍线的两个端点的位置，dir
p
表征所述虚拟障碍线的正方向，S为所述虚拟障碍线的长度；
[0017]基于所述当前队伍成员的位置和所述虚拟障碍线的位置，通过所述ORCA模型确定所述当前队伍成员的移动速度。
[0018]根据本专利技术提供的一种排队行为模拟方法，所述基于所述当前队伍成员的位置和所述虚拟障碍线的位置，通过所述ORCA模型确定所述当前队伍成员的移动速度，包括：
[0019]基于所述当前队伍成员的位置和所述虚拟障碍线的位置，利用公式(3)，确定所述ORCA模型的输出结果
[0020][0021]其中，表征在所述前方队伍成员A0影响下所述当前队伍成员A1的可选速度范围，τ为预设时间窗口，v表征速度集合，表征A1的最优速度，u表征A0和A1需共同承担的避让责任，m表征A1需承担的避让责任的权重，n为ORCA半平面的方向；
[0022]基于所述ORCA模型的输出结果确定所述当前队伍成员的移动速度。
[0023]根据本专利技术提供的一种排队行为模拟方法，所述确定排队队伍的队尾位置，包括：
[0024]利用公式(4)，确定所述排队队伍的队尾位置Tail
t
：
[0025]Tail
t
＝P+dir
·
(r
L
+r
N
+d)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0026]其中，P表征所述排队队伍中最后一名队伍成员的位置或所述排队队伍的排队目的地的位置，dir表征所述排队队伍的移动方向，r
L
表征所述最后一名队伍成员的占用半径或所述排队目的地的占用半径，r
N
表征所述当前行人的占用半径，d为预设间距。
[0027]根据本专利技术提供的一种排队行为模拟方法，所述控制所述当前行人基于所述队尾位置进入所述排队队伍，包括：
[0028]在确定的Tail
t
不超越障碍物线的情况下，控制所述当前行人向Tail
t
移动，并在到达Tail
t
后进入所述排队队伍。
[0029]根据本专利技术提供的一种排队行为模拟方法，所述控制所述当前行人基于所述队尾位置进入所述排队队伍，包括：
[0030]在确定的Tail
t
超越障碍物线的情况下，基于所述当前行人的位置，确定甩尾方向dir
’
；
[0031]基于dir
’
，利用公式(5)确定更新后的队尾位置Tail
t
’
：
[0032]Tail
t
’
＝P+dir
’
·
(r
L
+r
N
+d)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0033]控制所述当前行人向Tail
t
’
移动，并在到达Tail
t
’
后进入所述排队队伍。
[0034]根据本专利技术提供的一种排队行为模拟方法，所述基于所述当前行人的位置，确定甩尾方向dir
’
，包括：
[0035]在所述当前行人的位置在所述排队队伍的左侧的情况下，确定所述障碍物线的正方向作为所述甩尾方向dir
’
；
[0036]在所述当前行人的位置在所述排队队伍的右侧的情况下，确定所述障碍物线的反方向作为所述甩尾方向dir
’
；
[0037]其中，所述障碍物线的正方向，为在由所述障碍物线指向所述排队目的地的情况下沿所述障碍物线向左的方向；所述障碍物线的反方向，为在由所述障碍物线指向所述排队目的地的情况下沿所述障碍物线向右的方向。
[0038]本专利技术还提供一种排队行为模拟装置，包括：
[0039]第一确定模块，用于确定排队队伍的队尾位置；
[0040]第一控制模块，用于控制当前行人基于所述队尾位置进入所述排队队伍，以成为当前队伍成员；
[0041]第二确定模块，用于在所述当前队伍成员存在前方队伍成员的情况下，确定所述前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种排队行为模拟方法，其特征在于，包括：确定排队队伍的队尾位置；控制当前行人基于所述队尾位置进入所述排队队伍，以成为当前队伍成员；在所述当前队伍成员存在前方队伍成员的情况下，确定所述前方队伍成员的位置作为目标点；基于所述当前队伍成员的位置和所述前方队伍成员的位置，通过最优相互碰撞避免ORCA模型确定所述当前队伍成员的移动速度；基于所述当前队伍成员的移动速度，通过所述ORCA模型控制所述当前队伍成员向所述目标点移动。2.根据权利要求1所述的排队行为模拟方法，其特征在于，所述基于所述当前队伍成员的位置和所述前方队伍成员的位置，通过最优相互碰撞避免ORCA模型确定所述当前队伍成员的移动速度，包括：基于所述前方队伍成员的位置P0，采用公式(1)和公式(2)确定虚拟障碍线的位置：P
c
＝P0‑
dir
u
·
(r0+d)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，所述虚拟障碍线设置在所述当前队伍成员和所述前方队伍成员之间，P
c
表征所述虚拟障碍线中与所述前方队伍成员距离最近的点的位置，dir
u
为所述排队队伍的移动方向的单位向量，r0表征所述前方队伍成员的占用半径，d为预设间距，P2和P3分别表征所述虚拟障碍线的两个端点的位置，dir
p
表征所述虚拟障碍线的正方向，S为所述虚拟障碍线的长度；基于所述当前队伍成员的位置和所述虚拟障碍线的位置，通过所述ORCA模型确定所述当前队伍成员的移动速度。3.根据权利要求2所述的排队行为模拟方法，其特征在于，所述基于所述当前队伍成员的位置和所述虚拟障碍线的位置，通过所述ORCA模型确定所述当前队伍成员的移动速度，包括：基于所述当前队伍成员的位置和所述虚拟障碍线的位置，利用公式(3)，确定所述ORCA模型的输出结果模型的输出结果其中，表征在所述前方队伍成员A0影响下所述当前队伍成员A1的可选速度范围，τ为预设时间窗口，v表征速度集合，表征A1的最优速度，u表征A0和A1需共同承担的避让责任，m表征A1需承担的避让责任的权重，n为ORCA半平面的方向；基于所述ORCA模型的输出结果确定所述当前队伍成员的移动速度。4.根据权利要求1至3任一项所述的排队行为模拟方法，其特征在于，所述确定排队队伍的队尾位置，包括：利用公式(4)，确定所述排队队伍的队尾位置Tail
t
：
Tail
t
＝P+dir
·
(r
L
+r
N
+d)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)其中，P表征所述排队队伍中最后一名队伍成员的位置或所述排队队伍的排队目的地的位置，dir表征所述排队队伍的移动方向，r
L<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文航，龚建华，胡新礼，肖江领，樊鸿奎，黄琳，张冬，张国永，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：