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基于情绪传染模型的群体仿真技术研究

作　者: 王丽新
导　师: 唐好选
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 群体仿真情绪传染路径规划角色模型
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 57次
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内容摘要

随着计算机虚拟现实技术、计算机图形学和人工智能技术的发展进步，群体仿真技术备受关注。群体仿真技术具有极大的学术研究价值和经济研究价值，其应用涉及很多领域。如在电影特效、动画游戏创作、安全仿真、建筑规划、军事训练系统及某些重大事故现场的模拟等领域的应用。随着计算机硬件的运算能力的提高，群体仿真技术应用的领域越来越广泛。按对群体模拟的粒度可归纳为三种人群建模方法，其中基于智能体的建模方法在继承传统的人群建模技术基础上，又克服了其局限性，实现群体智能及交互作用。此模型不但考虑人群的理性智能，也加入感性智能，如个性、情绪等非理性因素。现有的群体仿真着重研究避碰和路径规划问题，为使群体仿真更加真实、可信，本文提出一种情绪传染模型来研究情绪传染对群体中各个智能体行为的影响。首先赋予每个智能体“人格”，使智能体成为群体中独一无二的个体，其决策和行为均受“人格”影响；通过智能体情感模型计算出智能体的情绪状态，然后根据情绪传染模型实现群体中的情绪互动。同时，由势能场法构建仿真环境场景的全局势能场实现智能体的路径规划。在特定应用场景中，智能体受目标驱动前往目标，提出基于势能场法的路径规划，通过分层构建势能场，求得智能体的寻路轨迹。为了验证所提模型的正确性和有效性，本文最后基于Unity3D引擎建立了一个群体仿真系统，对各种特定情境下的群体进行了仿真实验，基于目标驱动和事件触发机制实现路径规划，系统首先赋予每个智能体感性智能，然后通过情绪传染模型影响群体行为。实验结果表明，本文所提的模型可使智能体的决策更加接近现实人类，能够使得群体仿真更加逼真。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-15
  1.1 课题来源及研究目的和意义  8-9
  1.2 国内外研究现状分析  9-14
    1.2.1 人群建模方法  10-12
    1.2.2 智能体间的情绪传染  12-13
    1.2.3 路径规划  13-14
  1.3 论文主要研究内容与章节安排  14-15
第2章相关研究工作  15-25
  2.1 Unity3D简介  15-16
  2.2 模型  16-18
    2.2.1 智能体建模  16-17
    2.2.2 环境建模  17-18
  2.3 群体建模  18-19
    2.3.1 创建Prefabs  18
    2.3.2 实例化  18-19
  2.4 角色动画  19-21
  2.5 群体仿真关键技术  21-24
    2.5.1 行为选择设计  22
    2.5.2 碰撞避免  22-23
    2.5.3 基于势能场法路径规划的相关函数方程  23-24
  2.6 本章小结  24-25
第3章情绪传染模型  25-34
  3.1 引言  25
  3.2 相关理论研究  25-27
    3.2.1 情感理论  25-26
    3.2.2 情绪传染  26-27
  3.3 基于智能体情绪状态的智能体模型  27-28
  3.4 情绪传染模型  28-30
  3.5 群体仿真实验结果  30-33
  3.6 本章小结  33-34
第4章基于势能场的路径规划  34-48
  4.1 算法思想及信息描述  34-36
  4.2 不同势能计算  36-39
    4.2.1 势能场表示  36-37
    4.2.2 静态局部势能场  37-38
    4.2.3 动态局部势能  38-39
    4.2.4 全局势能场  39
  4.3 算法实现  39-41
  4.4 结果分析  41-47
  4.5 本章小结  47-48
第5章群体仿真系统的设计与实现  48-57
  5.1 系统概述  48-49
  5.2 系统实现  49-53
    5.2.1 系统功能  49-50
    5.2.2 总体设计架构  50-51
    5.2.3 子系统功能设计  51-53
  5.3 系统测试与评价  53-56
    5.3.1 功能测试  53-55
    5.3.2 性能测试  55-56
  5.4 本章小结  56-57
结论  57-58
参考文献  58-61
攻读硕士学位期间发表的学术论文  61-63
致谢  63

基于情绪传染模型的群体仿真技术研究

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