本文關(guān)鍵詞：異構(gòu)群體隊(duì)形光滑變換控制方法研究

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【摘要】：群體隊(duì)形控制是人群仿真技術(shù)和計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的重要分支,對(duì)于編隊(duì)控制、隊(duì)形設(shè)計(jì)等具有重要意義,已應(yīng)用在游戲、動(dòng)畫、群機(jī)器人系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域。本文結(jié)合幾何約束機(jī)制,研究Power圖下的異構(gòu)群體隊(duì)形控制方法,從個(gè)體分布、路徑規(guī)劃、碰撞避免、隊(duì)形約束、光滑控制等多個(gè)方面,綜合提出一種隊(duì)形變換控制方法,可實(shí)現(xiàn)過渡光滑、過程整齊、隊(duì)形優(yōu)化、路徑條理的群體隊(duì)形變換結(jié)果。本文的主要研究工作如下：1)綜述隊(duì)形控制方法,對(duì)現(xiàn)有方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行分析和討論。2)提出面向Power圖的PD-Lloyd算法,進(jìn)行覆蓋路徑規(guī)劃和碰撞避免�？紤]個(gè)體移動(dòng)的物理特性,不同個(gè)體移動(dòng)速度應(yīng)在正常水平內(nèi)保持相同或相近,并根據(jù)運(yùn)動(dòng)過程中是否發(fā)生停止等待提出兩種優(yōu)化策略解決勻速控制問題,以增強(qiáng)算法效果和可信度。3)結(jié)合Morphing, Power圖和Lloyd方法提出異構(gòu)群體隊(duì)形控制方法。首先采用Morphing方法生成由初始隊(duì)形到目標(biāo)隊(duì)形的一系列中間約束形狀,保證隊(duì)形變換平滑性。然后引入基于質(zhì)心的容量限制Power圖(Centroidal Capacity Constrained Power Diagram, CCCPD)建立約束形狀內(nèi)部布局,產(chǎn)生異構(gòu)分布。最后通過PD-Lloyd路徑規(guī)劃算法進(jìn)行CCCPD上的覆蓋路徑規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)平滑且條理的變換結(jié)果。4)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)原型系統(tǒng),通過實(shí)驗(yàn)證明所提方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：隊(duì)形控制 Power圖 幾何約束 路徑規(guī)劃
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O157.5;TP13
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 研究背景與意義14-16
• 1.2 國內(nèi)外研究概況16-20
• 1.3 本文研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)20-23
• 1.3.1 課題來源20
• 1.3.2 研究內(nèi)容20-21
• 1.3.3 組織結(jié)構(gòu)21-23
• 第二章 Voronoi圖和Power圖23-33
• 2.1 空間幾何劃分23-30
• 2.1.1 Voronoi圖23-24
• 2.1.2 Power圖24-28
• 2.1.3 CCCPD28-30
• 2.2 Lloyd算法30-31
• 2.2.1 Lloyd算法描述30-31
• 2.2.2 算法收斂性31
• 2.3 本章小結(jié)31-33
• 第三章 Power圖下的覆蓋路徑規(guī)劃算法33-42
• 3.1 群體路徑規(guī)劃概述33-34
• 3.2 權(quán)值求解和PD-Lloyd34-36
• 3.2.1 試位法簡(jiǎn)介34-35
• 3.2.2 試位法求權(quán)值35
• 3.2.3 PD-Lloyd35-36
• 3.3 PD-Lloyd優(yōu)化策略36-38
• 3.3.1 等待策略36-37
• 3.3.2 不等待策略37-38
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果38-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 異構(gòu)隊(duì)形光滑變換控制方法42-48
• 4.1 異構(gòu)性建模42-43
• 4.2 隊(duì)形變換控制方法43-45
• 4.2.1 Morphing方法43-44
• 4.2.2 隊(duì)形分布與運(yùn)動(dòng)規(guī)劃44
• 4.2.3 CCCPD隊(duì)形分布44-45
• 4.2.4 密度場(chǎng)下的CCCPD分布45
• 4.3 總體框架45-46
• 4.4 流程圖46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第五章 原型系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果48-53
• 5.1 原型系統(tǒng)48-49
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果49-50
• 5.3 算法誤差分析50-51
• 5.4 隊(duì)形變換方法對(duì)比51-52
• 5.5 本章小結(jié)52-53
• 第六章 總結(jié)與展望53-55
• 6.1 總結(jié)53
• 6.2 展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況60-61

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本文編號(hào)：980939