復(fù)雜場景中基于虛擬空間本體的路徑規(guī)劃方法.pdf

1、為了提高指揮人員在應(yīng)付各種突發(fā)事件中的分析問題、制定預(yù)案和現(xiàn)場指揮的能力，我軍組織開發(fā)特種作戰(zhàn)訓(xùn)練軟件，在虛擬的戰(zhàn)場環(huán)境中，通過各方兵力的部署和戰(zhàn)斗推演，達到訓(xùn)練的目的。路徑規(guī)劃是特種作戰(zhàn)訓(xùn)練軟件中的基本模塊之一，它為Agent(計算機生成兵力，如虛擬戰(zhàn)士、恐怖分子等)規(guī)劃完成特種作戰(zhàn)任務(wù)安全的、最短的路徑。路徑規(guī)劃問題通常包含兩個子問題：一個子問題是地形的表示，它是將Agent所處的虛擬戰(zhàn)場環(huán)境中的地形映射為一張導(dǎo)航圖；另一個子問題是

2、設(shè)計高效的路徑規(guī)劃算法，該算法以導(dǎo)航圖為基礎(chǔ)，在導(dǎo)航圖上搜索出一條符合作戰(zhàn)要求的路徑，Agent將沿著這條路徑完成任務(wù)。
　　 對于地形的表示，本文用導(dǎo)航圖來表示虛擬戰(zhàn)場環(huán)境中的地形。導(dǎo)航圖往往由場景(虛擬戰(zhàn)場環(huán)境的三維模型)的建模人員手工將場景分割成區(qū)域或者指定頂點來生成。特種作戰(zhàn)訓(xùn)練軟件中的虛擬戰(zhàn)場環(huán)境是復(fù)雜場景，不但場景的范圍很大，而且場景的細節(jié)豐富，參與特種作戰(zhàn)的Agent往往需要利用這些細節(jié)如壕溝、樹木、墻角進行躲避、

3、掩護等來完成作戰(zhàn)任務(wù)。顯然，用手工方法生成復(fù)雜場景的導(dǎo)航圖工作量大而且容易出錯。所以，本文提出虛擬空間本體來標記虛擬空間中實體的屬性和關(guān)系，由計算機根據(jù)場景的幾何屬性和虛擬空間本體來自動生成導(dǎo)航圖。這樣生成的導(dǎo)航圖其分辨率可以根據(jù)場景和虛擬空間本體來動態(tài)調(diào)整。Agent利用幾何特征和虛擬空間本體進行路徑規(guī)劃。
　　 對于路徑規(guī)劃算法，由于特種作戰(zhàn)訓(xùn)練軟件中的路徑規(guī)劃是戰(zhàn)術(shù)式路徑規(guī)劃，即在尋找最短路徑的基礎(chǔ)上更要考慮路徑的安全性，