x)的 眾數(shù)),從而能找到在點(diǎn)Xni處的相遇概率最大。本發(fā)明的相遇概率的連續(xù)積分方法,計(jì)算的 相遇概率值具有穩(wěn)定性和唯一性,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)走失者的迅速搜救。
【附圖說(shuō)明】
[0040] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明,附圖中:
[0041] 圖1是傳統(tǒng)相遇概率的離散型方法,其中(a)為路徑的離散化,(b)為個(gè)體位于離 散單元的概率,(C)為相遇概率;
[0042] 圖2(a)為本發(fā)明實(shí)施例中搜尋者C能遇見(jiàn)走失者D的事件的變量定義;
[0043] 圖2(b)為本發(fā)明實(shí)施例中搜尋者C能遇見(jiàn)走失者D的事件的相遇語(yǔ)義;
[0044] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中搜尋者C能遇見(jiàn)走失者D的事件是否發(fā)生的判斷方法;
[0045] 圖4 (a)為本發(fā)明實(shí)施例搜尋者C能遇見(jiàn)走失者D在Ω Ω J:的概率分布;
[0046] 圖4 (b)為本發(fā)明實(shí)施例搜尋者C能遇見(jiàn)走失者D的相遇事件與概率分布;
[0047] 圖4 (C)為本發(fā)明實(shí)施例搜尋者C能遇見(jiàn)走失者D的相遇概率;
[0048] 圖5 (a)為本發(fā)明實(shí)施例搜尋者C位于點(diǎn)&時(shí)的相遇事件;
[0049] 圖5 (b)為本發(fā)明實(shí)施例搜尋者C位于點(diǎn)&時(shí)的相遇概率;
[0050] 圖5 (C)為本發(fā)明實(shí)施例搜尋者C位于點(diǎn)Xk時(shí)的相遇概率函數(shù);
[0051] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例搜尋者C找到走失者D的流程圖;
[0052] 圖7(a)為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中相遇事件多邊形;
[0053] 圖7 (b)為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中聯(lián)合概率密度函數(shù);
[0054] 圖7(c)為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中相遇概率積分的分區(qū);
[0055] 圖8為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中相遇概率最大值所在的空間位置。
【具體實(shí)施方式】
[0056] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明,并不 用于限定本發(fā)明。
[0057] 在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中,兩個(gè)個(gè)體之間的相遇主要受兩者之間的空間距離(如可視距離) 制約。本發(fā)明中,將兩個(gè)體可相遇的最大距離,記為md(meeting distance)。據(jù)此,相遇語(yǔ) 義可定義為:當(dāng)且僅當(dāng)兩個(gè)體的相距距離不超過(guò)md時(shí)就認(rèn)為能相遇。這樣,md在一定程度 上確定了相遇的尺度,從而為相遇概率的唯一性提供了理論基礎(chǔ)。
[0058] 以下介紹本發(fā)明實(shí)施例所采取的主要技術(shù)方案。
[0059] 1)相遇事件
[0060] 首先,確定走失者D所走失的路徑L,并確定走失者D最后出現(xiàn)在路徑L上的位置 點(diǎn)。
[0061] 令,路徑L的長(zhǎng)度為1。
[0062] 設(shè):變量X表示搜尋者C在路徑L上距離路徑L的一個(gè)端點(diǎn)0的路徑距離,路徑L 為搜尋者C的樣本空間Ω。= [0, 1];變量y表示走失者D在路徑L上距離0的路徑距離, 路徑L也為走失者D的樣本空間Ω d= [0, 1],如圖2 (a)所示。
[0063] 根據(jù)相遇語(yǔ)義,如圖2(b)所示,相遇事件E_t= {搜尋者C所在的位置X與走失 者D所在的位置y之間在距離上不超過(guò)md的事件},即:
[0064] Emeet= {(X,y) I I y-x I 彡 md,X e Ω c,y e Ω d} (公式 I)
[0065] 或者,Emeet= {(X,y) I x-md 彡 y 彡 x+md,X e Ω c,y e Ω d}
[0066] 公式1可在笛卡爾坐標(biāo)系XOY中表不。
[0067] (1)坐標(biāo)軸:X軸,表示搜尋者C的位置X,X e Ω^γ軸,表示走失者D的位置y, y e Qdo
[0068] (2)邊長(zhǎng)為1的正方形:表示樣本空間Ω。與樣本空間Qd的笛卡爾積:Ω εΧΩ,= {(X,y) |x e Ω。,y e Qd}。
[0069] (3)如圖2(b)中陰影部分所示,多邊形是區(qū)域|y_x|彡md,x e Ω。,y e Qd,其 兩條邊界直線(xiàn)分別為:y = x+md,y = x-md。
[0070] 這樣,對(duì)于多邊形中的任一點(diǎn)(x,yi),都滿(mǎn)足Iy1-Xl彡md,即分別位于\ 71的 C、D可以相遇,或相遇事件E_t發(fā)生;對(duì)于多邊形外正方形內(nèi)的任一點(diǎn)(X,y 2),都滿(mǎn)足 y2-x I >md,即C、D不可能相遇,或相遇事件E_t不可能發(fā)生(如圖3所示)。
[0071] 2)相遇概率
[0072] 相遇概率p(E_t)就是相遇事件E_t發(fā)生的概率。
[0073] 令,搜尋者C和走失者D分布在路徑L上的概率密度函數(shù)分別為:p。、pd,且C 與D的運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立。這樣,在樣本空間?^ΧΩ^:任一點(diǎn)(x,y)的二元概率密度函數(shù) p(x, y) = Ptl(X) Xpd(y),即C位于X且D同時(shí)位于y的概率(如圖4(a)所示)。顯然,
[0074] 相遇概率p (E_t),就是二元概率密度函數(shù)p (X,y)分布在相遇多邊形(圖4 (b)中 陰影部分)上的累積值,即:
[0075]
2)
[0076] 在本質(zhì)上,相遇概率是以相遇多邊形(如圖4(b)中陰影部分所示)為底以二元概 率密度函數(shù)P( X,y)為頂?shù)捏w積(如圖4(C)所示)。以公式2為基礎(chǔ),可以推導(dǎo)出{位于點(diǎn) C可遇見(jiàn)D的事件}的概率:
[0077]
[0078] 這樣,p (E_t I xk)表示C位于點(diǎn)Xk時(shí)成功找到D的概率。在圖5 (a)中,直線(xiàn)X = 知與相遇多邊形的交集為Ay ;在圖5(b)中,垂直多邊形(陰影部分)的面積是p(xk,y)分 布在A(yíng)y上的累積值,即p (E_t I xk);在圖5c中,p (E_t I xk)在序列點(diǎn)U1, X2, ···}的序列概 率為{p (Eneet I X1),p (Eneet I x2),…},令最大值max {p (Eneet I X1),p (Eneet I x2),···}對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為 xn〇 這樣,搜尋者在點(diǎn)Xni處成功找到走失者D的概率最大,因而搜尋者C可在點(diǎn)Xni附近進(jìn)行搜 救。
[0079] 2.技術(shù)路線(xiàn)
[0080] 如圖6所示,根據(jù)上述相遇概率技術(shù)方案,搜尋者C找到走失者D的概率計(jì)算可分 為三步。
[0081] 步驟1 :數(shù)據(jù)預(yù)處理。根據(jù)C、D分布在L的概率密度函數(shù)p。、Pd,推理出二元 概率密度函數(shù)p(X,y) =pt:(X)Xpd(y);根據(jù)可相遇的最大距離md,推理出相遇事件= {Iy-xI 彡 md}。
[0082] 步驟2 :相遇概率分析。利用公式⑵計(jì)算相遇概率。
[0083] 步驟3 :相遇概率最大值分析。利用公式(3)分析搜尋者在何處找到走失者的概 率最大。
[0084] 本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中,確定走失者D所走失的路徑L,并確定走失者D最后 出現(xiàn)在路徑L上的位置點(diǎn);測(cè)量路徑L的路徑長(zhǎng)度1 ;以及測(cè)量搜尋者C在路徑L上的位置 點(diǎn)。
[0085] 設(shè):路徑L的長(zhǎng)度I = 10 ;能相遇的最大距離md = 2。當(dāng)僅僅知道走失者D 最后出現(xiàn)在線(xiàn)路L的中間點(diǎn)且只在L上作自由移動(dòng),可以合理假設(shè)D分布在L的概率 密度函數(shù)?4為三角形分布,即
又,知道搜尋者C從 L的中間點(diǎn)開(kāi)始找尋,也可合理假設(shè)C分布在L的概率密度函數(shù)p。為三角形分布,即
X、y分別表示C、D的位置點(diǎn)。
[0086] 步驟1 :根據(jù)公式(1),獲得相遇多邊形(如圖7(a)中的陰影部分); 根據(jù)獨(dú)立移動(dòng)的C、D的概率密度函數(shù)p。、pd,獲得聯(lián)合概率密度函數(shù)p (X,y) =Ρ? Xpd(y)(如圖7(b)所示)。由于p?、pd(y)都是分段函數(shù),因此有
,..顯然P(x,y)關(guān)于中心點(diǎn)(5,5)對(duì)稱(chēng)。
[0087] 步驟2 :根據(jù)公式⑵計(jì)算相遇概率p(E_t)。由于函數(shù)p(x,y)具有分區(qū)特性,因此 有必要將樣本空間ΩεΧ Ω,均勻劃分成四個(gè)子域,即正方形0EFB、0FCG、0GDH和OHAE(如圖 7((3)所示),在每個(gè)子域中?(17)為單一的函數(shù)。又,由于函數(shù)?(17)關(guān)于中心點(diǎn)0(5,5) 對(duì)稱(chēng),因此P (