收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

虚拟人的运动生成及控制技术研究

罗冠  
【摘要】:受虚拟现实技术飞速发展的驱动和客观应用需求的牵引,虚拟人技术逐渐成为虚拟现实技术的一个重要分支,已经越来越受到人们的重视。对这一前沿性问题的研究已形成新的研究热点。 虚拟人是人在计算机生成空间中几何特性与行为特性的逼真表示。虚拟人技术是研究适人化虚拟空间、高度逼真感与沉浸感虚拟环境的重要研究内容,它在为人们解决安全与健康、教育与娱乐以及产品设计等许多重大实际问题时,提供了新方法和新途径。 虚拟人的运动生成及控制是虚拟人技术的重要研究方向。本论文对虚拟人的骨骼结构表达、肢体的运动生成及控制等一系列问题进行了系统、深入地研究,取得的创新性成果主要有: 1.提出了一种能够广泛表现人类基本运动的最小人体模型。论文通过合理地简化与假设,只保留了最能体现人类运动低频特性的关键关节和运动自由度,提出了一种16关节、39自由度的虚拟人简化模型。仿真结果表明,该模型在保证虚拟人运动逼真性的前提下,不仅有效降低了研究工作的复杂性、提高了虚拟人运动仿真的实时性,而且使得在PC平台上研究虚拟人的运动生成及控制技术成为可能。 2.提出了一种基于多刚体系统模型的虚拟人骨骼结构的建模方法。论文首先将虚拟人抽象成为一个各肢体间通过机械转动铰相连的多刚体系统,然后引入树模型与低序体阵列来表达虚拟人的骨骼结构。与传统的DH表示方法相比,本文方法具备以下优点:(1).能够自然地表现虚拟人的复杂分支结构;(2).能够很容易地实现对最小人体模型的任意精度扩展。 3.提出了一种基于Bezier样条曲线的虚拟人运动轨迹的构造方法。论文采用Bezier样条曲线构造人体重心及摆动腿脚部的运动轨迹。与基于三角函数拟合的方法相比,本文方法具有更强的复杂空间运动轨迹的表达能力及运动曲线的交互控制能力;同时也比Hermite样条曲线具备更直观的运动轨迹构造与调整能力。 4.提出了一种基于限时梯度投影的虚拟人行走运动的生成方法。论文将虚拟人的逆向运动学求解问题转变为一个约束非线性规划问题,通过动态调整每帧的规划时间,可同时达到非线性函数局部线性化和限时求解的双重目的。与传统Jacobian矩阵广义逆的求解方法相比,本文方法可避免求解过程中的多值问题与奇异性问题;与变尺度法和共轭梯度法相比,本文方法可保证线性收敛,在PC平台上可基本达到实时效果。 5.提出了一种虚拟人的广义行走模型及基于交互控制的行走运动生成方法。为表现虚拟人行走运动的多样性与复杂性,论文首先提出了虚拟人广义行走模型的概念;然后通过对虚拟人规范行走模型进行交互控制与调整,可以实时生成形态各异的虚拟人广义行走运动。与运动捕捉方法相比,本文方法具有廉价、直观的优点,能够有效提高行走模型的可重用性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 崔业怡,孙元浩,潘金贵;虚拟人行为控制技术在分布式虚拟环境中的实现[J];计算机工程;2004年23期
2 黄海明,刘金刚,高申玉;一种适合实时运动及变形的虚拟人建模方案[J];计算机应用;2004年S2期
3 ;交叉学科专家着手制造“虚拟人”[J];甘肃科技纵横;2002年05期
4 卢晓军,李焱,贺汉根;一种用于动态环境的虚拟人行走规划方法[J];计算机工程与科学;2004年10期
5 何凯,姜昱明;基于逆运动学的虚拟人行走[J];系统仿真学报;2004年06期
6 马立元,谢建华,张睿;某型导弹虚拟训练系统中虚拟人运动控制的实现[J];计算机工程与应用;2005年11期
7 王兆其,高文,陈益强,杨长水,左力,姜大龙,李治国;虚拟人行为交互方法研究[J];系统仿真学报;2001年S2期
8 卢晓军,李焱,贺汉根;关节化虚拟人手臂动作的建模及其仿真实现[J];系统仿真学报;2005年02期
9 贺怀清,唐好选;虚拟人的运动控制研究概述[J];中国民航学院学报;2003年S2期
10 胡文,洪炳熔,贺怀清;基于位置推算算法的虚拟人感知机制的研究[J];哈尔滨工业大学学报;2001年02期
11 秦双,张番,陈颖,冯秀娟,郑国磊,温文彪,孙红三;虚拟人行为仿真智能化探讨[J];系统仿真学报;2002年09期
12 徐孟,孙守迁,潘云鹤;虚拟人运动控制技术的研究[J];系统仿真学报;2003年03期
13 贺怀清,洪炳熔;虚拟人实时运动控制的研究[J];计算机工程;2000年11期
14 柴慧臻,罗述谦;构建中国女虚拟人一号的初步探索[J];中国医疗器械信息;2003年04期
15 孟德;虚拟人生2[J];电脑;2000年09期
16 薛为民,王志良;虚拟人情感交互技术的研究[J];计算机工程;2005年10期
17 吕川,徐宏强,马麟,周栋;“混合控制”驱动虚拟人实现维修仿真[J];北京航空航天大学学报;2005年05期
18 罗冠 ,郝重阳 ,张雯 ,樊养余;虚拟人骨骼结构的多刚体系统建模方法研究[J];计算机辅助设计与图形学学报;2005年06期
19 大佐;魔幻与现实之间——体验“虚拟人生2”[J];电子计算机与外部设备;2000年11期
20 苏焕群,林万莲,唐丹;概述数字化虚拟人体的研究[J];医学信息;2003年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周小建;向楠;朱思语;潘志庚;;基于视觉的虚拟人情感交互系统[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【poster】[C];2011年
2 刘箴;;虚拟人的行为规划模型研究[A];全国第16届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集[C];2004年
3 卢晓军;李焱;贺汉根;;虚拟人行走规划仿真的研究与实现[A];全国第13届计算机辅助设计与图形学(CAD/CG)学术会议论文集[C];2004年
4 束搏;毛天露;王兆其;;基于D3D的三维虚拟人运动显示[A];全国第13届计算机辅助设计与图形学(CAD/CG)学术会议论文集[C];2004年
5 何雪微;龚光红;;虚拟人运动的动力学实现方法研究[A];2003年全国系统仿真学术年会论文集[C];2003年
6 张番;陈颖;冯秀娟;温文彪;常士楠;孙红三;;智能化虚拟人操作行为仿真分析及实现[A];二○○一年中国系统仿真学会学术年会论文集[C];2001年
7 程晨;刘英;温文彪;常士楠;孙红三;;虚拟环境适人化、虚拟人智能化及相互感知、认知的探索性研究[A];二○○一年中国系统仿真学会学术年会论文集[C];2001年
8 邹沐昌;代玉仁;韩春颖;;虚拟人的体育运动实体仿真的研究与实现[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议(CIG’2001)和第一届全国虚拟现实技术研讨会(CVR’2001)论文集[C];2001年
9 赵江;冯秀娟;孙红三;温文彪;郑国磊;;虚拟人对目标物手捕获的实现[A];2003年全国系统仿真学术年会论文集[C];2003年
10 秦双;温文彪;刘静华;常士楠;孙红三;;虚拟环境与虚拟人适配性仿真实用化前景[A];第六届全国人—机—环境系统工程学术会议论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 向南;智能虚拟环境中虚拟人情感仿真研究[D];浙江大学;2012年
2 吕培;基于低维特征的虚拟人运动及位姿生成[D];浙江大学;2013年
3 易鹏飞;数据局部特征驱动的人体运动合成方法研究[D];大连理工大学;2013年
4 陈浩;中医经络穴位的数字解剖学研究[D];第一军医大学;2004年
5 陈志翔;虚拟人舌运动与嘴部表情的研究[D];中国科学技术大学;2010年
6 方驰华;肝脏管道系统数字化及虚拟肝脏的研究[D];第一军医大学;2005年
7 蔡林沁;基于Agent的煤矿智能虚拟环境研究[D];中国科学技术大学;2007年
8 刘一松;面向主体的状态演算及其在智能虚拟人中应用的研究与实现[D];南京理工大学;2009年
9 唐冰;反应跟随性人体动画生成研究[D];浙江大学;2006年
10 陈秦玉;人体三维重建的实践和技术研究[D];浙江大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 伍国永;姿态可变辐射虚拟人建模研究[D];合肥工业大学;2011年
2 戚福洲;基于国际人体测量学数据的虚拟人建模技术研究[D];西南交通大学;2014年
3 罗瑞;基于认知图的虚拟人情感计算的研究[D];宁波大学;2011年
4 杨锐;基于深度信息的虚拟人运动建模方法的研究[D];哈尔滨理工大学;2013年
5 宋松;复杂环境中虚拟人运动合成[D];北京交通大学;2014年
6 杨路;虚拟社区中兴趣传播模型的研究[D];北京交通大学;2010年
7 张兵兵;基于个性化虚拟人台的三维数字服装原型的研究[D];东华大学;2014年
8 邹海滨;交互式虚拟人图像分割系统的设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2013年
9 黄永坤;基于面模型的虚拟人皮肤变形[D];西南交通大学;2014年
10 李洁琼;虚拟现实技术在大型煤矿安全中的应用[D];安徽理工大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 贾岩;医药制造挑战“虚拟人生”[N];医药经济报;2011年
2 本报记者 项铮;从切片到虚拟人[N];科技日报;2002年
3 程乐华 (作者为中山大学心理系教授);长尾虚拟人:聚合人类时间和精力的长尾[N];第一财经日报;2007年
4 腾 月;虚拟人何时为人类做替身[N];大众科技报;2004年
5 奇云;新世纪“虚拟人”应邀闯世界(下)[N];大众科技报;2002年
6 孔德芳;揭开虚拟人的真实身份[N];科技日报;2004年
7 明江;虚拟人离我们有多远[N];中国商报;2003年
8 游雪晴;专家指出:不要炒作虚拟人[N];科技日报;2003年
9 本报记者 贾图壁;中国数字化虚拟人尚是“胎儿”[N];华夏时报;2003年
10 ;走近虚拟人[N];大众科技报;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978