近年来随着社会经济的发展,城市化进程加快,我国人口密度迅速增加,各类大型公共场所建筑也日益增多。城市中人群高度集中,尤其是学校、地铁站、火车站等公共场所内人群密度极大,节假日、春运等高峰时期拥挤现象尤为明显。而且一般大型场所的建筑设计比较复杂,一旦发生爆炸、地震、火灾等紧急情况,如何快速地将建筑物内的所有人员安全疏散到建筑物外是亟待的问题。研究表明,一旦发生火灾地震等紧急情况,人群情绪极度恐慌,无法迅速合理地找到安全出口进行快速逃生,且在高人群密度的场景中还容易发生踩踏事故,降低了疏散效率,造成生命财产损失。由于经济和社会影响等方面因素,几乎不可能利用真实的人群演练进行预防,因此可以通过计算机仿真技术模拟紧急情况发生时的人群疏散情况。目前群体疏散仿真模型虽然可以完成整个疏散过程,但是其仿真的效果仍与真实情况下的行人运动有一定差距。其原因一方面在于仿真模型规划的群体运动路径与真实场景中人群逃生路径并不完全相同,另一方面现有的仿真模型无法逼真的还原真实场景下的行人避让效果。针对上述问题,本文提出一种视频驱动的群体疏散行为仿真方法。该方法通过从真实视频中提取建筑物场景特征,将安全疏散标志点设置为群体疏散引导点,并为这些点按紧急逃生出口指向设置方向参数,通过ESPRM算法最终得到疏散最优路径,存入路径图中;并通过视频数据提取群体运动的参数,将这些参数应用到RVO避障模型中,实现仿真时行人运动过程中的避让行为,从而实现较为真实的仿真效果。最后,本文构建了视频驱动的群体疏散仿真系统,对教学楼场景和大型户外场景进行仿真验证。本文的主要工作及创新点有以下几方面:1.提出一种基于安全疏散标志的ESPRM全局路径规划算法。该方法首先分析了安全疏散标志在全局路径规划中的作用,并通过对真实视频中建筑物特征和安全疏散标志进行提取与分析,得到疏散标志信息作为路径规划中的关键点应用于PRM算法中,最终使算法得到的疏散路径更接近于真实情况,使仿真结果具有较高的实用性。2.提出一种视频数据驱动的RVO模型。针对RVO模型假设所有个体在整个疏散过程中除了触发避让策略条件时运动速度发生变化,正常情况下都是匀速运动,忽略了真实情况下行人的运动速度是受多方面影响的情况,首先分析真实视频中拥挤程度对行人运动速度的影响,抽象量化出运动速度与行人密度的负相关性并应用到避让策略中。同时通过对真实视频中不同时刻不同状态下的人群运动数据进行抽象与分析,使用Pathfinder软件从真实视频中提取个体的坐标、数量以及个体当前时刻运动速度等参数,并将这些参数应用到疏散仿真中,使仿真实验开始时刻不同行人的初始化与不同个体运动速度的多样性。由于以上数据都来源于真实视频,因此保证了疏散仿真的真实性,也使疏散仿真过程中行人的速度变化更加逼真。3.构建视频驱动的群体疏散仿真系统。该系统基于Microsoft Visual Studio 2013、MFC开发完成,并应用于基于XNA Game Studio 2013开发的真实感渲染平台中,实现了场景建模、全局路径规划、群体运动仿真和运动状态展示等功能。并以教学楼场景和济南泉城广场场景为例,进行疏散仿真研究与分析,并将仿真结果利用真实感渲染平台渲染输出进行展示。实验结果表明,本文所提出的仿真方法能够较为高效地进行仿真,可以较为真实的模拟疏散过程,对真实场景下的人群疏散具有一定的参考价值。