类鸟群Boids——仿真鸟群 （python实现添加个体、驱散、避障等）_boids 算法 python

工作原理 ：
       模拟类鸟群的三大核心规则如下：
       1）分离：保持类鸟个体之间的最小距离；
       2）列队：让每个类鸟个体指向其局部同伴的平均移动方向；
       3）内聚：让每个类鸟个体朝其局部同伴的质量中心移动。
类鸟群模拟也可以添加其他规则，如避开障碍物，或受到打扰时驱散鸟群等...

分析：
    对于群体中的所有类鸟个体，做以下几件事：
    • 应用三大核心规则；
    • 应用所有附加规则；
    • 应用所有边界条件。
    • 更新类鸟个体的位置和速度。
    • 绘制新的位置和速度。

设置功能：

  1）鼠标点击左键：添加个体鸟

  2）鼠标点击右键：驱散鸟群

  3）避障

代码如下：

import sys, argparse
import math
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt   
import matplotlib.animation as animation
from scipy.spatial.distance import squareform, pdist, cdist  #计算点之间的距离
from numpy.linalg import norm
from matplotlib.colors import ListedColormap
import matplotlib.patches as patches
 
width, height = 640, 480   #设置屏幕上模拟窗口的宽度和高度
 
class Boids:
    def __init__(self, N):
        """ initialize the Boid simulation"""