高密度恐慌人群踩踏现象三维动画仿真的算法性探索

基金项目类型：

国家自然科学基金

基金项目编号：

61202207

来源网站：

国家自然科学基金委员会

来源网址：

http://www.nsfc.gov.cn/

负责人：

徐明亮

完成单位：

郑州大学

中文关键词：

人群仿真; 踩踏; 虚拟人; 高密度人群;

其他语种关键词：

crowd simulation; stampede; virtual human; high-dense crowd

项目类型：

青年科学基金项目

语种：

中文

开始日期：

2013-01-01

结束日期：

2015-12-31

中文摘要：

人群踩踏现象的本质是高密度恐慌人群中个体间大量、复杂、并发、非线性的相互接触力累积作用的瞬间释放。对其进行三维动画仿真，能为国家公共安全保障提供科学支持。本项目综合融汇人群动力学、物理学、心理学、生物力学等领域的理论方法，探索其三维动画仿真中若干科学难点问题的求解算法，包括：（1）采用互信息方法和波动理论，建立描述踩踏现象发生条件与演化规律的可计算模型；（2）基于人群个体生理、心理、物理、情绪和外观的特征与机理，建立可全面模拟其在踩踏现象中真实反应行为的微观综合模型；（3）采用动力学模拟与数据驱动结合的混合控制、基于交互网格的时空最优化和基于独立特征空间模型的风格化方法，实现人群踩踏现象中挤压、推搡、抓扶、摔倒、绊倒、踩踏、堆积等复杂动作的运动合成；（4）采用模板派生、启发式LOD和GPU实例化方法，并根据人群速度和密度矢量场采用信息论方法，优化对大规模人群踩踏场景的渲染绘制和摄像机控制。