近二十年以来，虚拟人群的仿真技术不断发展，并在包括景观规划、影视特效、娱乐游戏、仿真训练在内的实际应用中展现出重要的价值。与此同时，作为虚拟现实技术的重要分支，增强现实在近年来暂露头角。如何将虚拟人群嵌入到现实环境（在线视频）中，是一个与人群行为建模和增强现实相关的交叉课题。本文将围绕这一崭新课题展开研究，主要工作及创新包括以下内容：　　 (1)在模拟人群运动的过程时，一个关键的问题即是如何使虚拟人之间互不碰撞。本文从现实行人的运动习惯出发，建立非对称的个人区域，在构建虚拟人群的避碰模型时，采用相对运动的概念对虚拟人之间可能发生的潜在碰撞进行评估，将每个障碍物对目标虚拟人的运动限制转化为速度空间上的线性约束，从而将虚拟人对环境障碍物的避碰问题转化为一个速度空间的多线性约束问题，利用线性规划的方法为虚拟人的避碰行为做出决策。另外，非对称的个人区域体现出了行人交互过程中的非对称现象，使虚拟人的行为更加逼真。　　 (2)将虚拟人群与实拍视频场景融合，实现虚拟人群对现实动态目标的避让，是增强现实技术中的一个新问题。本文采用基于视觉的技术路线，首先对实拍视频流进行分析，获取视频场景中真实行人等动态目标在三维空间中的运动信息；然后，将动态目标的运动转化为每个虚拟角色的约束条件，实时更新虚拟角色的运动决策，实现对现实世界中运动目标的避让，以及虚拟角色之间的避让。为了确保混合视频中各物体正确的可见性，本文还对视频场景中的目标体做了符合系统要求的分割处理，以产生正确的遮挡关系和目标定位。实验表明了算法的有效性。　　 (3)小规模组群在现实人群中普遍存在，而该方面的研究尚处于起步阶段。本文在实验分析的基础上，引入个体性格因素（沟通偏好）构建小规模组群阵形结构，基于用阵形结构约束以及目标吸引约束计算组群成员的期望速度，对避碰算法进行扩展，保证组群中成员相互之间以及与场景障碍物之间具有合理的交互行为，并使其避碰方式呈现多样性。