人群仿真软件：Legion_（5）.Legion建模工具使用

Legion建模工具使用

1. 建模工具概述

Legion建模工具是Legion软件的核心组成部分之一，用于创建和编辑人群仿真模型。该工具提供了丰富的功能和工具集，使得用户能够高效地构建复杂的仿真环境。建模工具的主要功能包括：

• 几何建模：创建和编辑建筑物、场地和其他几何对象。

• 人群建模：定义人群的属性、行为和分布。

• 路径规划：设计和优化人群的路径和动态行为。

• 场景设置：配置仿真场景的参数和属性。

• 可视化：预览和调整模型的可视化效果。

2. 几何建模

2.1 创建建筑物

在Legion建模工具中，创建建筑物是建模过程的第一步。建筑物可以是简单的矩形房间，也可以是复杂的多层建筑。以下是一个创建简单矩形房间的示例：

1. 打开建模工具：

   • 启动Legion软件并打开建模工具。

2. 创建新项目：

   • 选择“File”菜单中的“New Project”选项，创建一个新的仿真项目。

3. 选择几何对象：

   • 在工具栏中选择“Rectangle”（矩形）工具。

4. 绘制矩形：

   • 在绘图区域中点击并拖动鼠标，绘制一个矩形房间。

   • 可以通过输入具体的尺寸来精确控制矩形的大小。

5. 编辑属性：

   • 右键点击绘制的矩形，选择“Properties”（属性）选项。

   • 在属性窗口中，可以设置房间的名称、高度、材料等属性。

# 示例代码：使用Python API创建矩形房间importlegion# 创建一个新的项目project=legion.Project.create_new()# 选择矩形工具rectangle_tool=project.get_tool('Rectangle')# 绘制矩形房间room=rectangle_tool.draw Room(width=10,height=8,name='Main Hall')# 设置房间的属性room.set_property('height',3.0)# 设置房间高度为3米room.set_property('material','Concrete')# 设置房间材料为混凝土# 保存项目project.save('room_model.leg')

2.2 创建多层建筑

多层建筑的创建涉及到多个楼层的叠加和连接。以下是一个创建两层建筑的示例：

1. 创建底层：

   • 使用“Rectangle”工具绘制底层房间。

2. 创建上层：

   • 在工具栏中选择“Rectangle”工具，绘制上层房间。

   • 通过调整Z轴位置，将上层房间放置在底层上方。

3. 连接楼层：

   • 使用“Staircase”（楼梯）工具在两层之间创建楼梯。

   • 调整楼梯的属性，如宽度、高度和位置。

# 示例代码：使用Python API创建两层建筑importlegion# 创建一个新的项目project=legion.Project.create_new()# 选择矩形工具rectangle_tool=project.get_tool('Rectangle')# 绘制底层房间ground_floor=rectangle_tool.draw_room(width=10,height=8,name='Ground Floor')ground_floor.set_property('height',3.0)ground_floor.set_property('material','Concrete')# 绘制上层房间upper_floor=rectangle_tool.draw_room(width=10,height=8,name='Upper Floor')upper_floor.set_property('height',3.0)upper_floor.set_property('material','Concrete')upper_floor.set_property('z_position',3.0)# 将上层房间放置在3米的高度# 选择楼梯工具staircase_tool=project.get_tool('Staircase')# 创建楼梯staircase=staircase_tool.create_staircase(width=2,height=3,name='Main Staircase')staircase.set_property('start_position',(5,4,0))# 楼梯起点位置staircase.set_property('end_position',(5,4,3))# 楼梯终点位置# 保存项目project.save('multistory_building.leg')

3. 人群建模

3.1 定义人群属性

人群属性包括人数、性别比例、年龄分布等。这些属性可以通过建模工具的“Population”（人群）模块来定义。以下是一个定义人群属性的示例：

1. 打开人群模块：

   • 在工具栏中选择“Population”模块。

2. 创建人群：

   • 点击“Create Population”（创建人群）按钮，创建一个新的群体。

3. 设置属性：

   • 在人群属性窗口中，设置人数、性别比例、年龄分布等属性。

# 示例代码：使用Python API定义人群属性importlegion# 打开项目project=legion.Project.load('room_model.leg')# 选择人群模块population_tool=project.get_tool('Population')# 创建人群population=population_tool.create_population(name='Visitors')# 设置人群属性population.set_property('number_of_people',100)# 设置人数为100population.set_property('gender_ratio',{'male':0.5,'female':0.5})# 设置性别比例为1:1population.set_property('age_distribution',{'0-10':0.2,'11-20':0.3,'21-30':0.2,'31-40':0.1,'41-50':0.1,'51-60':0.1})# 设置年龄分布# 保存项目project.save('room_model_with_population.leg')

3.2 定义人群行为

人群行为包括行走路径、停留时间和目标点等。这些行为可以通过“Behavior”（行为）模块来定义。以下是一个定义人群行为的示例：

1. 打开行为模块：

   • 在工具栏中选择“Behavior”模块。

2. 创建行为：

   • 点击“Create Behavior”（创建行为）按钮，创建一个新的行为。

3. 设置行为：

   • 在行为属性窗口中，设置行走路径、停留时间和目标点等属性。

# 示例代码：使用Python API定义人群行为importlegion# 打开项目project=legion.Project.load('room_model_with_population.leg')# 选择行为模块behavior_tool=project.get_tool('Behavior')# 创建行为behavior=behavior_tool.create_behavior(name='Visit Exhibit')# 设置行为属性behavior.set_property('start_point',(1,1,0))# 设置起点位置behavior.set_property('end_point',(9,7,0))# 设置终点位置behavior.set_property('path',[(1,1,0),(5,1,0),(5,7,0),(9,7,0)])# 设置行走路径behavior.set_property('stay_time',30)# 设置停留时间为30秒# 保存项目project.save('room_model_with_behavior.leg')

4. 路径规划

4.1 创建路径

路径规划是确保人群能够高效、安全地移动的关键步骤。在Legion建模工具中，路径可以通过“Path”（路径）模块来创建。以下是一个创建路径的示例：

1. 打开路径模块：

   • 在工具栏中选择“Path”模块。

2. 创建路径：

   • 点击“Create Path”（创建路径）按钮，创建一个新的路径。

3. 编辑路径：

   • 通过点击和拖动路径点，调整路径的形状和位置。

# 示例代码：使用Python API创建路径importlegion# 打开项目project=legion.Project.load('room_model_with_behavior.leg')# 选择路径模块path_tool=project.get_tool('Path')# 创建路径path=path_tool.create_path(name='Main Path')# 添加路径点path.add_point((1,1,0))path.add_point((5,1,0))path.add_point((5,7,0))path.add_point((9,7,0))# 保存项目project.save('room_model_with_path.leg')

4.2 优化路径

路径优化可以提高人群的移动效率，减少拥堵和等待时间。以下是一个路径优化的示例：

1. 打开路径优化模块：

   • 在工具栏中选择“Path Optimization”模块。

2. 选择路径：

   • 在路径列表中选择需要优化的路径。

3. 运行优化算法：

   • 点击“Run Optimization”按钮，运行路径优化算法。

4. 调整优化结果：

   • 根据优化结果，手动调整路径点的位置和顺序。

# 示例代码：使用Python API优化路径importlegion# 打开项目project=legion.Project.load('room_model_with_path.leg')# 选择路径优化模块path_optimization_tool=project.get_tool('Path Optimization')# 选择路径path=project.get_path('Main Path')# 运行优化算法path_optimization_tool.run_optimization(path)# 获取优化后的路径点optimized_path_points=path.get_optimized_points()# 打印优化后的路径点forpointinoptimized_path_points:print(f"Optimized Path Point:{point}")# 保存项目project.save('room_model_with_optimized_path.leg')

5. 场景设置

5.1 配置仿真参数

仿真参数包括仿真时间、时间步长、人群密度等。这些参数可以通过“Simulation Settings”（仿真设置）模块来配置。以下是一个配置仿真参数的示例：

1. 打开仿真设置模块：

   • 在工具栏中选择“Simulation Settings”模块。

2. 配置参数：

   • 在仿真设置窗口中，设置仿真时间、时间步长、人群密度等参数。

# 示例代码：使用Python API配置仿真参数importlegion# 打开项目project=legion.Project.load('room_model_with_optimized_path.leg')# 选择仿真设置模块simulation_settings_tool=project.get_tool('Simulation Settings')# 配置仿真参数simulation_settings_tool.set_property('simulation_time',600)# 设置仿真时间为600秒simulation_settings_tool.set_property('time_step',1)# 设置时间步长为1秒simulation_settings_tool.set_property('population_density',0.5)# 设置人群密度为0.5人/平方米# 保存项目project.save('room_model_with_simulation_settings.leg')

5.2 设置环境属性

环境属性包括光照、温度、湿度等，这些属性可以影响人群的行为和舒适度。以下是一个设置环境属性的示例：

1. 打开环境设置模块：

   • 在工具栏中选择“Environment Settings”模块。

2. 设置属性：

   • 在环境设置窗口中，设置光照、温度、湿度等属性。

# 示例代码：使用Python API设置环境属性importlegion# 打开项目project=legion.Project.load('room_model_with_simulation_settings.leg')# 选择环境设置模块environment_settings_tool=project.get_tool('Environment Settings')# 设置环境属性environment_settings_tool.set_property('lighting',500)# 设置光照强度为500 luxenvironment_settings_tool.set_property('temperature',22)# 设置温度为22摄氏度environment_settings_tool.set_property('humidity',50)# 设置湿度为50%# 保存项目project.save('room_model_with_environment_settings.leg')

6. 可视化

6.1 预览模型

在建模过程中，预览模型可以帮助用户及时发现和调整问题。以下是一个预览模型的示例：

1. 打开预览模块：

   • 在工具栏中选择“Preview”模块。

2. 预览模型：

   • 点击“Preview Model”按钮，预览当前的模型。

3. 调整视角：

   • 通过旋转、缩放和平移，调整预览视角。

# 示例代码：使用Python API预览模型importlegion# 打开项目project=legion.Project.load('room_model_with_environment_settings.leg')# 选择预览模块preview_tool=project.get_tool('Preview')# 预览模型preview_tool.preview_model()# 调整预览视角preview_tool.rotate_view(45,45)# 旋转视角45度preview_tool.zoom_view(2)# 缩放视角2倍preview_tool.pan_view((2,2))# 平移视角2米# 保存项目project.save('room_model_with_preview.leg')

6.2 调整模型可视化效果

调整模型的可视化效果可以提高模型的可读性和美观度。以下是一个调整模型可视化效果的示例：

1. 打开可视化设置模块：

   • 在工具栏中选择“Visualization Settings”模块。

2. 调整效果：

   • 在可视化设置窗口中，调整颜色、透明度和显示模式等效果。

# 示例代码：使用Python API调整模型可视化效果importlegion# 打开项目project=legion.Project.load('room_model_with_preview.leg')# 选择可视化设置模块visualization_settings_tool=project.get_tool('Visualization Settings')# 调整模型可视化效果visualization_settings_tool.set_property('color',{'Main Hall':'blue','Visitors':'green'})# 设置房间和人群的颜色visualization_settings_tool.set_property('transparency',0.7)# 设置模型的透明度为70%visualization_settings_tool.set_property('display_mode','Wireframe')# 设置显示模式为线框# 保存项目project.save('room_model_with_visualization_settings.leg')

7. 模型验证

7.1 运行仿真

运行仿真可以验证模型的准确性和合理性。以下是一个运行仿真的示例：

1. 打开仿真模块：

   • 在工具栏中选择“Simulation”模块。

2. 运行仿真：

   • 点击“Run Simulation”按钮，运行仿真。

3. 查看结果：

   • 通过结果窗口，查看仿真结果和统计数据。

# 示例代码：使用Python API运行仿真importlegion# 打开项目project=legion.Project.load('room_model_with_visualization_settings.leg')# 选择仿真模块simulation_tool=project.get_tool('Simulation')# 运行仿真simulation_tool.run_simulation()# 获取仿真结果simulation_results=simulation_tool.get_results()# 打印仿真结果forresultinsimulation_results:print(f"Simulation Result:{result}")# 保存项目project.save('room_model_with_simulation_results.leg')

7.2 分析仿真结果

分析仿真结果可以帮助用户了解模型的表现和潜在问题。以下是一个分析仿真结果的示例：

1. 打开结果分析模块：

   • 在工具栏中选择“Result Analysis”模块。

2. 选择分析指标：

   • 在分析指标列表中选择需要分析的指标，如人群密度、移动速度等。

3. 生成分析报告：

   • 点击“Generate Report”按钮，生成分析报告。

# 示例代码：使用Python API分析仿真结果importlegion# 打开项目project=legion.Project.load('room_model_with_simulation_results.leg')# 选择结果分析模块result_analysis_tool=project.get_tool('Result Analysis')# 选择分析指标result_analysis_tool.select_metric('Population Density')# 选择人群密度指标result_analysis_tool.select_metric('Movement Speed')# 选择移动速度指标# 生成分析报告analysis_report=result_analysis_tool.generate_report()# 打印分析报告print(analysis_report)# 保存项目project.save('room_model_with_analysis_report.leg')

8. 模型优化

8.1 优化人群分布

优化人群分布可以提高仿真结果的准确性和合理性。通过调整人群的位置和分布，可以更好地模拟真实场景中的人流情况。以下是一个优化人群分布的示例：

1. 打开人群分布优化模块：

   • 在工具栏中选择“Population Distribution Optimization”模块。

2. 选择人群：

   • 在人群列表中选择需要优化的人群。

3. 运行优化算法：

   • 点击“Run Optimization”按钮，运行人群分布优化算法。

4. 调整优化结果：

   • 根据优化结果，手动调整人群的位置和分布。

# 示例代码：使用Python API优化人群分布importlegion# 打开项目project=legion.Project.load('room_model_with_analysis_report.leg')# 选择人群分布优化模块population_distribution_optimization_tool=project.get_tool('Population Distribution Optimization')# 选择人群population=project.get_population('Visitors')# 运行优化算法population_distribution_optimization_tool.run_optimization(population)# 获取优化后的人群分布optimized_population_distribution=population.get_optimized_distribution()# 打印优化后的人群分布forpersoninoptimized_population_distribution:print(f"Optimized Position:{person['position']}")# 保存项目project.save('room_model_with_optimized_population_distribution.leg')

8.2 优化路径选择

优化路径选择可以减少人群的拥堵和等待时间，提高移动效率。通过调整路径的选择和顺序，可以更好地模拟人们在复杂环境中的移动行为。以下是一个优化路径选择的示例：

1. 打开路径选择优化模块：

   • 在工具栏中选择“Path Selection Optimization”模块。

2. 选择路径：

   • 在路径列表中选择需要优化的路径。

3. 运行优化算法：

   • 点击“Run Optimization”按钮，运行路径选择优化算法。

4. 调整优化结果：

   • 根据优化结果，手动调整路径的选择和顺序。

# 示例代码：使用Python API优化路径选择importlegion# 打开项目project=legion.Project.load('room_model_with_optimized_population_distribution.leg')# 选择路径选择优化模块path_selection_optimization_tool=project.get_tool('Path Selection Optimization')# 选择路径path=project.get_path('Main Path')# 运行优化算法path_selection_optimization_tool.run_optimization(path)# 获取优化后的路径选择optimized_path_selection=path.get_optimized_selection()# 打印优化后的路径选择forselectioninoptimized_path_selection:print(f"Optimized Path Selection:{selection}")# 保存项目project.save('room_model_with_optimized_path_selection.leg')

9. 模型输出与报告

9.1 输出模型文件

完成建模和优化后，可以将模型输出为文件，以便后续使用或分享。输出文件可以是Legion的专用格式，也可以是其他常见的三维模型格式。以下是一个输出模型文件的示例：

1. 选择输出文件模块：

   • 在工具栏中选择“Export”模块。

2. 选择输出格式：

   • 在输出格式列表中选择需要的格式，如.leg、.obj、.fbx等。

3. 保存文件：

   • 选择保存位置并点击“Save”按钮，保存输出文件。

# 示例代码：使用Python API输出模型文件importlegion# 打开项目project=legion.Project.load('room_model_with_optimized_path_selection.leg')# 选择输出文件模块export_tool=project.get_tool('Export')# 输出模型文件export_tool.export_model('optimized_model.leg')# 输出为Legion格式export_tool.export_model('optimized_model.obj',format='obj')# 输出为OBJ格式# 保存项目project.save('room_model_with_exported_files.leg')

9.2 生成仿真报告

生成仿真报告可以帮助用户全面了解模型的仿真结果和性能指标。报告通常包括人群分布、移动路径、拥堵情况等详细信息。以下是一个生成仿真报告的示例：

1. 选择报告生成模块：

   • 在工具栏中选择“Report”模块。

2. 选择报告类型：

   • 在报告类型列表中选择需要的报告类型，如“Summary Report”（摘要报告）、“Detailed Report”（详细报告）等。

3. 生成报告：

   • 点击“Generate Report”按钮，生成仿真报告。

4. 查看报告：

   • 通过报告窗口或文件，查看生成的报告内容。

# 示例代码：使用Python API生成仿真报告importlegion# 打开项目project=legion.Project.load('room_model_with_exported_files.leg')# 选择报告生成模块report_tool=project.get_tool('Report')# 选择报告类型report_tool.select_report_type('Summary Report')# 生成报告report=report_tool.generate_report()# 打印报告内容print(report)# 保存报告report_tool.save_report('simulation_summary_report.pdf')# 保存项目project.save('room_model_with_generated_report.leg')

10. 总结

通过上述步骤，用户可以使用Legion建模工具高效地创建和优化复杂的人群仿真模型。从几何建模到人群建模，再到路径规划和场景设置，每一步都提供了丰富的工具和功能。最后，通过模型验证和优化，确保仿真结果的准确性和合理性，并生成详细的报告以供分析和分享。