人群应急疏散可视仿真研究进展和问题

人群应急疏散可视仿真是用智能体来模拟具有自主感知、情绪和行为能力的人群个体,并采用3维可视的方式来直观呈现人群应急疏散情景,可以为制定人群应急预案提供形象直观的分析方法。本文从人群仿真数据的来源、人群导航模型的构建、人群行为模型、人群情绪感染、人群渲染5个方面概述目前研究的进展,然后从仿真模型的可验证性、人群疏散导航模型的构建、人与环境的物理模型、动物逃生实验与仿真、疏散中的社会行为表现以及人群情绪的可视计算6个角度讨论需要进一步研究的问题。针对需要深入研究的问题,指出借助于紧急事件的视频监控分析和虚拟人群情景的用户调查,有助于完善人群仿真模型。结合物理模型,可以更准确地描述人群应急疏散场景。开展动物逃生实验分析,有助于完善人群运动导航算法。建立人群社会行为模型,可以更详细描述疏散中人群行为的多样性。构建基于多通道感知的人群情绪感染计算方法,可以详尽描述情绪感染的过程。人群应急疏散行为的可视仿真研究在城市的安全管理方面具有重要的应用前景,但其研究仍存在很多亟待解决的问题,综合地运用多学科知识,完善实验手段是进一步推动研究的关键所在。     

蚁群算法在Web站点导航中的应用研究

Web站点导航是Web数据挖掘的一个重要研究领域,是准确理解用户访问网站行为的关键;传统Web站点导航技术很难全面反映出用户对页面浏览的兴趣程度,找到用户感兴趣页面路径准确度比较低;为提高找到用户感兴趣页面路径准确度,提出一种基于蚁群算法的Web站点导航技术;将网络用户看作人工的蚂蚁,用户的浏览兴趣作蚂蚁的信息素,通过利用Web日志数据采用正负反馈机制和路径概率选择机制建立一个Web站点导航模型,挖掘用户感兴趣页面的导航路径;仿真实验结果表明,基于蚁群算法的Web站点导航技术提高了找到用户感兴趣页面路径准确度,更加能够准确反映出用户的浏览兴趣,用于Web站点导航是可行的。     

上下文感知的高铁信息服务推荐方法研究

针对如何为高铁站旅客即时提供高效的个性化服务问题,将上下文信息引入到服务推荐过程中,对用户上下文信息按照时间、空间、用户、应用四个方面进行数据分析处理,采用改进FP-Growth算法,使之支持对二维数据项的挖掘,获取上下文与服务功能之间的关联规则。通过与当前上下文信息的相似度计算,构造出当前应用场景下可用的个性化服务集合。实验证明该方法可提高服务匹配的准确率和命中率,有助于提升旅客服务满意度。     

基于自适应几何分析的高效交互式导航

三维场景的虚拟导航需要同时保证相机视角的光滑性和智能性,在算法设计上极具挑战。文章研发了一套实时自动生成光滑连续且高效的相机路径导航系统。首先通过线下模型几何分析和语义分析,包含分析场景中建筑物模型、道路模型以及非建筑的重要模型等,求得模型重要性值;其次是自适应地获取路线采样点以及高效存储采样点的视角图片;最后是利用动态规划的方式求出每个采样点的最佳视角并光滑地连接这些采样点形成相机运行轨迹。4 个不同三维场景的实验结果表明了所提算法的高效性和智能性,同时文章所进行的用户调查也充分反映了所提方法具有的明显优势。     

典型普适环境下自适应群体导航技术研究

讨论了典型普适环境下的自适应群体导航问题.分析了群体的分类,定义了4种不同类型的群体,引入了群体导航和群体体验的概念.剖析了不同类型群体体验的定量评价,建立了具有统一形式的群体体验定量评价模型.研究了群体建模、上下文感知的群体交互等群体导航支撑技术,提出了以增强群体体验为目的的自适应群体导航技术.在典型普适环境智能博物馆下实现了群体导航原型系统——iGuide,通过对实验数据的定量分析验证了群体导航技术的有效性.     

网络环境下的个性化信任模型PTM

信任是人类社会的基础,在科技、商业、日常生活等领域发挥着重要作用,一个健全的社会离不开信任。在研究现有信任模型缺陷的基础上,结合现实生活中的各种信任场景,提出了网络环境下的个性化信任模型。该信任模型能够针对不同实体识别出不同的信任意义,在特定的上下文环境中能为用户推荐满足其条件的所有信任路径,具有更好的动态适应性和上下文环境相关性。实验结果表明,该模型可有效提高信任模型的准确率。     

基于FDI的用户模型及其在上下文觉察计算中的应用

上下文觉察计算是普适计算的重要内容。当前的上下文觉察计算研究大多没有为用户提供个性化的服务。已有的个性化上下文觉察服务的用户模型，其用户偏好的设置比较简单。本文从心理学的观点出发，提出一个使用基于场依存一独立性（FDI）的用户模型来为用户提供个性化的上下文觉察服务。本文系统分析了这种用户模型对上下文觉察计算的重要性，并给出了使用基于FDI的用户模型在上下文觉察计算中的应用过程。试验表明这种模型提供的个性化服务能够提高上下文觉察计算应用的有效性。     

面向室内移动机器人的无迹滤波实时导航方法

根据轮式移动机器人室内自主漫游的目标要求和约束条件,提出了一种新的实时导航策略,利用UKF（unscented Kalman filter）算法对置顶相机和里程计获取的移动机器人位姿信息进行在线滤波,为实现移动机器人的室内自主漫游控制进行实时导航定位．实验结果表明,提出的导航策略和实现算法满足实时性要求,具有较高的精度,可为进一步的实际应用提供参考．     

室外机器人视觉导航的路径结构识别

提出了基于路径结构特征识别的视觉导航算法,以室外环境下导航路径图像为研究背景,根据图像RGB颜色特征,利用颜色聚类算法,将导航路径从复杂背景中提取出来,并检测出导航路径的中心离散点作为导航路径的基准点。当路径具有较明显的曲线特征时,利用最小二乘法曲线拟合检测导航路径,否则利用最小二乘法检测直线作为机器人的导航路径。实验结果表明：该算法在导航路径具有复杂的结构特征等情况下有较好的导航效果。     

隧道火灾疏散模型实时仿真算法的实现

由于隧道火灾的人员疏散难题,提出一种基于网格选择的隧道火灾人员疏散模型算法,设计了人员类型、奔跑速度、奔跑方向、人员所在环境等疏散属性参数,建立基于网格化离散场变量和坐标值的仿真模型。该算法克服了常用的元胞自动机算法计算量大,实时仿真比较困难的缺点。最后,利用Open Inventor进行了计算机仿真,并应用该仿真模型进行了分析,从逃生通道对疏散时间的影响及诱导标志设计对疏散时间的影响两方面验证了模型的有效性,并可直观地为安全疏散设计提供理论依据。     

Symbolic Navigation with a Generic Map

We describe a robot system that can navigate in indoor environments, such as office buildings and laboratories, without having a detailed map of its environment and which can accept symbolic commands such as go through the door on the left of the first desk on your right (expressed in a formal language). Such a system can operate in different instances of similar environments and does not require the effort of constructing a detailed map of the environment. It is also not sensitive to changes in the environment such as those caused by moving furniture. It uses generic representations of the objects in the environment such as walls, desks and doors to recognize them for the purposes of landmark detection and avoids obstacles which may not be modeled explicitly.     

超宽带室内定位系统

综述了超宽带技术和室内定位技术的主要特性,总结了无线电室内定位系统的室内定位的优点,并对现有的超宽带室内无线电定位系统进行了分析,最后阐述了室内定位系统的主要发展方向.     

基于无线定位的个性化导览关键技术及其在博物馆中的应用

本文提出一种基于Wi-Fi无线定位网络能够满足相关应用精度需求的室内导览方法,该方法使用智能手机自身处理能力实时进行信号强度概率分布以及位置指纹匹配计算,使用基于动态权值的方法来对室内环境进行建模,引入加权线性公式组合推荐算法实现基于优化A星算法的路线规划。本文同时给出了该方法应用于构建博物馆个性化导览系统的应用示例,实验结果表明该方法具有较高的定位精度和推荐准确率。本文所提室内导览方法具有通用性好和组网成本低的特点,能够较好满足博物馆等室内导览系统应用需求,具备进一步进行商业化应用的潜力。     

基于监督的室内机器人导航系统研究

针对室内光照多变对机器视觉带来的不良影响所造成的室内机器人定位难的问题，提出了一种基于监督的室内导航模型。将鱼眼相机固定在室内房顶的中心位置，并且进行多次拍照，拍照后的图片经过图像处理，即可以完成获取整个地图，以及可行驶区域的人工标定。以屋顶固定参照物灯管为中心，结合位于机器人上的移动设备在不同位置向房顶参照物拍摄的图像数据和实际坐标位置，组成了投影轮廓数据库。根据在移动过程中机器人上的移动设备对房顶参照物进行拍摄，并与数据库匹配，实现了当前机器人的位置信息的获取。经测试，本方法在中低精度下具有一定的可行性，并且具有速度快的优点。本次研究实现了在精度要求不高情况下室内的监督导航。     

面向个人移动平台的室内三维导航系统设计与实现

针对室内导航系统由二维平面向三维场景发展的现实需求,基于增强现实技术,面向个人移动终端,配合动态显示技术,本文设计一个面向室内导航的三维系统技术框架并进行初步实现。实例应用表明,该系统可在顾及室内三维导航的需求及个人移动平台资源、计算能力有限之间的矛盾的基础上,实现三维模型的流畅显示和室内路径的快速查询,同时给出室内导航的路线和相关的指示信息,为人们的室内行动和生活带来方便,提高效率。     

基于粒子滤波的UWB+惯导融合定位算法研究

为了提高自主导航机器人的室内定位精度,提出一种基于粒子滤波的超带宽(UWB)/惯导融合定位算法。首先,UWB定位采用双边双向测距算法确定距离信息,通过三边定位算法确定位置信息。其次,惯导定位通过编码器采集运动信息,建立非完整约束下的动力学模型,确定运动轨迹。两种定位信息在上位机中通过粒子滤波进行融合,实现高精度融合定位。仿真结果表明,与单一UWB定位相比,基于粒子滤波的融合定位算法定位误差降低了66.41%。     

室内定位技术及其在无缝导航应用研究进展

如今, 全球导航卫星系统(GNSS)基本解决了室外开阔环境下的实时高精度定位问题. 然而, 随着城市化进程加快, 为受到GNSS信号干扰的密集建筑物场所提供行人导航服务也产生了大量需求, 并推动室内定位技术近些年取得了较大进展. 在此基础上, 由于目前还没有任何单一普适的定位方式解决室内外环境的无缝过渡, 因此, 为了解决导航领域“最后一公里”的难题, 无缝导航技术开启了新的热点与课题. 本文总结了行人室内导航的多传感器融合技术: (1) 从基于无线射频信号到非电信号分别分析比较单一传感器在室内定位中的优势与局限性; (2) 介绍了室内多传感器融合领域的定位手段, 包括多模式指纹融合、基于几何测距融合与基于PDR技术融合. 最后, 研究了室内定位技术应用于无缝导航的解决方案, 展示了室内外环境下无缝定位的挑战与前景. 本工作为后续实现高精度无缝定位研究提供参考与帮助.     

用于无人机室内导航的光流与地标融合方法

针对小型无人机在无卫星导航信号条件下的导航问题,结合光流及地标定位设计了使用摄像头、惯性测量器件、超声测距仪等传感器融合的无人机室内导航方法.文章使用补偿角速率的光流微分法计算帧间像素点小位移,并用前后误差算法提取精度较高的点,避免像素点跟踪错误,提高了光流测速的精度;对得到的光流场用均值漂移算法进行寻优,得到光流场直方图峰值,以此计算光流速度.本文提出了无累积误差的连续地标定位算法,实时测量无人机位置.通过多速率卡尔曼滤波器对观测周期不一致的位置、速度信息进行最优估计.在搭建的八旋翼无人机平台上试验,将位置与速度测量结果分别与激光和PX4FLOW数据对比,结果表明该导航方法可以有效抑制定位跳变与光流测量噪声误差,给出精确的位置与速度估计.     

3-D route-planning support for navigation in a complex indoor environment

Three-dimensional (3-D) route-planning support offers a promising solution to overcome problems with wayfinding in complex indoor environments. An experiment was conducted to test the effect of 3-D route-planning support in a realistic setting, a large hospital building, during normal operation. Forty participants performed navigation tasks either with (n?=?20) or without (n?=?20) 3-D route-planning support. Support resulted in faster navigation, more use of artwork specifically installed to aid wayfinding, fewer navigation errors, less disorientation and less anxiety. In addition, participants used different strategies for wayfinding: without navigation support they used signs and route colour, but with navigation support they used not only the artwork, but also the existing furniture and other landmarks. The acceptance of 3-D route-planning support was high. Overall, the results support the value of 3-D route-planning support.     

Indoor Tracking by RFID Fusion with IMU Data

Indoor tracking and positioning technology have received significant attention. There are many techniques to track indoor targets, such as Wi‐Fi technology, radio frequency identification (RFID), and inertial navigation technology. However, these technologies cannot accurately track a target with a single sensor due to the uncertainty of the sensors. This paper presents an indoor tracking method using RFID and inertial measurement units (IMU); the estimated trajectory is mainly determined by RFID, and the information about the trajectory based on IMU is added when the estimated trajectory is missing without RFID data. The results show that the fusion estimation algorithm has excellent performance in indoor tracking and is very effective when the target maneuvers, even where some measurements are lost.