利索能及
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专利号: 2013102140350
申请人: 深圳信息职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种虚拟人环境感知的仿真方法,其特征在于,所述方法包括:

创建虚拟人和所述虚拟人追逐的目标,确定所述虚拟人的位置和速度;

建立筒视线;

根据所述虚拟人的速度向所述虚拟人追逐的目标周期性地发射所述筒视线,根据所述筒视线和所述虚拟人所在环境中的障碍物碰撞点的信息和预先设置的行动推理知识库确定所述虚拟人的追逐动作;

执行所述虚拟人的追逐动作。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述建立筒视线,包括:以所述虚拟人的两只眼睛的中间点为中心点建立与所述虚拟人的视线垂直的平面,以所述虚拟人的外形轮廓为边缘,沿所述虚拟人的视线方向在所述虚拟人和所述虚拟人追逐的目标之间形成一个曲面柱体,所述平面为所述曲面柱体的底面,所述曲面柱体的柱面是所述虚拟人的筒视线,所述筒视线是由所述柱面上的多个视线所构成的视线束。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述虚拟人的速度向所述虚拟人追逐的目标周期性地发射所述筒视线,包括:根据所述虚拟人的速度和所述虚拟人所在环境中的障碍物,确定所述虚拟人向所述虚拟人所在环境发射筒视线的周期T;

其中,所述周期T是一个阶梯函数, ,T与所述虚拟人的速度v成反比,与所述筒视线遇到的障碍物的距离r成正比,其中k1k2是常量参数。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述筒视线和所述虚拟人所在环境中的障碍物碰撞点的信息和预先设置的行动推理知识库确定所述虚拟人的追逐动作,包括:根据所述筒视线和所述虚拟人所在环境中的障碍物碰撞点的信息获取所述虚拟人的环境信息,并根据所述环境信息查询所述行动推理知识库,确定所述虚拟人的追逐动作。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述执行所述虚拟人的追逐动作,包括:当所述虚拟人所在环境中的障碍物是凸面不可进入障碍物时,则由势函数得到一个躲避障碍物的力,在所述力的作用下所述虚拟人绕开所述障碍物继续追逐所述虚拟人追逐的目标;

当所述虚拟人所在环境中的障碍物是凸面可进入障碍物时,则根据所述筒视线和所述虚拟人所在环境中的障碍物碰撞点的信息、所述虚拟人所在的位置和所述行动推理知识库确定所述虚拟人追逐所述目标的行动,选择所述凸面可进入障碍物的避障路径、进入路径和离开路径,追逐所述目标。

6.一种虚拟人环境感知的仿真系统,其特征在于,所述系统包括:

追逐任务启动单元、虚拟人行动推理控制单元和虚拟人行动执行单元;

所述追逐任务启动单元,用于创建虚拟人和所述虚拟人追逐的目标,确定所述虚拟人的位置和速度;

所述虚拟人行动推理控制单元,用于建立筒视线,根据所述虚拟人的速度向所述虚拟人追逐的目标周期性地发射所述筒视线,根据所述筒视线和所述虚拟人所在环境中的障碍物碰撞点的信息和预先设置的行动推理知识库确定所述虚拟人的追逐动作;

所述虚拟人行动执行单元,用于执行所述虚拟人的追逐动作。

7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述虚拟人行动推理控制单元,包括:筒视线环境感知模块,行动推理知识库模块,行动调度模块;

所述筒视线环境感知模块,用于建立筒视线,根据所述虚拟人的速度向所述虚拟人追逐的目标周期性地发射所述筒视线,将所述筒视线和所述虚拟人所在环境中的障碍物碰撞点的信息发送到所述行动推理知识库模块;

所述行动推理知识库模块,用于根据所述筒视线和所述虚拟人所在环境中的障碍物碰撞点的信息和预先设置的行动推理知识库确定所述虚拟人的追逐动作;

所述行动调度模块,用于根据所述行动推理知识库确定的所述虚拟人的追逐路径调度所述追逐路径对应的动作。

8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述筒视线环境感知模块执行步骤建立筒视线,包括:以所述虚拟人的两只眼睛的中间点为中心点建立与所述虚拟人的视线垂直的平面,以所述虚拟人的外形轮廓为边缘,沿所述虚拟人的视线方向在所述虚拟人和所述虚拟人追逐的目标之间形成一个曲面柱体,所述平面为所述曲面柱体的底面,所述曲面柱体的柱面是所述虚拟人的筒视线,所述筒视线是由所述柱面上的多个视线所构成的视线束。

所述筒视线环境感知模块执行步骤根据所述虚拟人的速度向所述虚拟人追逐的目标周期性地发射所述筒视线,包括:根据所述虚拟人的速度和所述虚拟人所在环境中的障碍物,确定所述虚拟人向所述虚拟人所在环境发射筒视线的周期T;

其中,所述周期T是一个阶梯函数, ,T与所述虚拟人的速度v成反比,与所述筒视线遇到的障碍物的距离r成正比,其中k1、k2是两个是常量参数。

9.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述行动推理知识库模块根据所述筒视线和所述虚拟人所在环境中的障碍物碰撞点的信息和预先设置的行动推理知识库确定所述虚拟人的追逐动作,包括:根据所述筒视线和所述虚拟人所在环境中的障碍物碰撞点的信息获取所述虚拟人的环境信息,并根据所述环境信息由所述行动推理知识库进行推断,确定所述虚拟人的追逐动作。

10.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述虚拟人行动执行单元包括:虚拟人反应行动模块,虚拟人规划行动模块;

所述虚拟人反应行动模块,用于当所述虚拟人遇到的障碍物是凸面不可进入障碍物时,则由势函数得到一个躲避障碍物的力,在所述力的作用下所述虚拟人绕开所述障碍物继续追逐所述目标;

所述虚拟人规划行动模块,用于当所述虚拟人所在环境中的障碍物是凸面可进入障碍物时,则根据所述筒视线和所述虚拟人所在环境中的障碍物碰撞点的信息、所述虚拟人所在的位置和所述行动推理知识库确定所述虚拟人追逐所述目标的行动,选择所述凸面可进入障碍物的避障路径、进入路径和离开路径,追逐所述目标。