虚拟人几何建模及运动控制方法的研究

对目前虚拟人几何模型建市的几种常用方法进行了阐述,并对它们的优缺点进行了对比分析,同时对走步、跑步等几种典型的运动的控制方法进行了概述和对比研究.     

救援救生仿真系统中虚拟人运动控制的实现

利用起点终点的直线距离生成Hermite曲线的方法,用该方法生成的曲线能有效地逼近原始曲线.将生成Hermite曲线的方法应用到救援救生视景仿真系统中,根据全局坐标系中建立局部坐标系以确定位姿,同时将坐标系中的位姿用矩阵形式表示,利用起点坐标和终点坐标计算得到控制点坐标,并能够保证虚拟人可以运动到终点位置.结合DOF节点作为控制虚拟人运动的控制点,同时获取正确的DOF节点相对于船的位姿,实现了虚拟人随时间变化沿Hermite曲线在摇晃的船上运动.     

基于两段式IK与关键帧的虚拟人运动控制

为提高网络虚拟环境中虚拟人运动控制的效率与显示效果,提出逆运动学和关键帧法相结合的虚拟人运动控制方法.在逆运动学中设计改进的CCD算法实现分阶段IK计算,因回溯路径的缩短,减少了计算量;在关键帧中插入由四元数插值法生成的中间帧,提高虚拟人运动的真实感;通过IK求解的关节旋转角不仅实现对姿态的逼近,还使关节更具有弹性;引入运动特征参量,可增强虚拟人动作模式的多样性.     

基于DI-GUY的某型导弹虚拟操作训练环境设计

对主要应用于士兵战术训练的DI—GUY人体仿真软件进行了介绍,并详细介绍了如何将重点应用于战术训练的DI—GUY软件应用于虚拟操作训练,给出了DI—GUY中虚拟人的具体修改方案,并给出了虚拟操作训练环境的实现方案以及主要解决的问题;给出了综合运用DI—GUY人体仿真软件和数据手套、空间球、立体眼镜等虚拟现实硬件设备所组成训练环境的具体实现方法;阐述了用于控制虚拟人运动的具体思路与方法,以及如何进行训练动作规划,并给出了训练任务实施的整体的程序框架。     

基于JACK的虚拟人行走建模与实现

针对目前Jack软件中人体直立行走仿真过程存在的缺陷(动作不自然问题、姿态转变存在突变现象),分析了Jack软件中人体运动模型及直立行走的控制方法,提出利用参数化关键帧技术对人体运动控制过程进行改进,通过改进,使得人体的行走仿真更加逼真、自然,有效地提高了人体运动仿真的真实感。结果将改进的运动控制流程应用到虚拟人体的弯腰走、携物走、跑、爬行、攀登、匍匐等广义行走仿真中,实现了人体各种姿态的行走动作,有效提高了jack软件在工程中的实际应用能力。     

虚拟人运动控制仿真实验研究及其在冬奥仿真中的应用

面向数字媒体专业虚拟人运动控制基础及原理,梳理虚拟人运动控制仿真实验教学内容体系,提出“知识点—原理—实践—研究”多层次虚拟人运动控制仿真实验设计思路,从空间坐标变换基础知识实验、逆向运动学控制关键原理实验、多虚拟人运动控制应用实验出发,介绍典型实验的设计与实现过程,通过计算机动画与虚拟现实课程教学实践说明效果,展示虚拟人运动控制仿真实验在冬奥仿真中的应用。     

某型导弹虚拟训练系统操作训练动作设计

对视景仿真软件Vega和DI—GUY人体仿真软件进行了介绍,从工程应用的角度,阐述如何实现虚拟人在场景中的漫游,将DI—GUY人体模型做了适当的修改,提出了一种基于空间定位装置的虚拟入手臂控制方法,给出了方法的具体实现步骤,以及空间定位装置对于本系统的具体应用方法,给出了如何设计手部的碰撞检测的方法,以便进行操作动作的训练,选取要操作的对象物,并对如何应用数据手套形成手部操作训练动作进行了介绍。     

基于虚拟人的导弹维修演示训练系统设计

针对导弹实装维修训练所面临的难题,基于微机平台,提出了结合虚拟现实技术和虚拟人技术进行导弹维修演示训练系统开发,给出了系统的框架体系结构,详细介绍了系统的主要功能模块,基于DI_Guy软件,结合动画软件基于动作数据读取方式实现了虚拟人的复杂动作生成与控制.系统直观、形象,对于维修训练系统开发具有重要的参考价值.     

某型导弹武器检测训练系统串口通信设计

主要解决串口通信的方法。通过定义数据包和用户层协议说明协议定义方法。通过单片机与计算机同步握手实现串口通信协调一致,采用不同线程实现串口通信接收数据与处理数据同步进行,实现系统流畅运行;采用临界区方法管理串口数据队列缓冲区访问,实现系统稳定可靠运行。     

基于可操作度的虚拟人手部避障运动控制算法

研究复杂作业环境中虚拟人手部避障运动的高精度控制问题,问题的关键是解决虚拟人手的设计.为了灵活操作能在操作的末端临时变换姿态,给控制过程中手臂转动路线,速度,加速度等参数的控制带来较大困难.传统的控制方法通过增加控制自由度来解决这个问题,但是一旦自由度增加,会带来冗余控制影响,弊端较为明显.提出一种采用可操作度矩阵的逆向运动学控制算法,引入可操作度模型进行肢体末端效应器运动路径的生成,与HAL链IK分析求解方法相结合,实现了真实感较强的肢体实时运动控制.通过仿真和动作捕获实验验证了算法的有效性,可应用于人机工程仿真中的避障控制和干涉检查.     

基于三维输入设备的虚拟场景控制方法

在视景仿真中能够精确地控制虚拟场景中的对象模型是增强系统交互性的重要手段。该文分析了虚拟场景中三维模型对象和视点的控制方法，重点介绍了基于3D输入设备的对象控制方法。在详细分析3D输入没备SpaceBall4000的特点、工作原理和应用技术的基础上，在VC -Vega—Creator一体化建模仿真开发环境中基于该3D输入设备实现了虚拟场景中三维模型对象和视点的6自由度精确控制，提供了应用三维输入设备控制虚拟场景的一种方法。     

基于D3D的三维虚拟人运动显示

开发了一套基于Direct 3D技术的应用程序开发包DXVHSDK,它可以在虚拟环境中载入、驱动并显示一个或多个三维虚拟人,具有绘制速度快、可靠性高、可扩展性强等优点,能够灵活地驱动虚拟角色完成各种复杂的运动和操作,可以广泛应用于仿真、娱乐、智能人机交互等领域．在DXVHSDK的基础上,还开发了一个可以控制虚拟人运动的原型系统．     

悬挂运动控制系统中的循迹算法研究

为解决悬挂运动控制系统中的黑色间断曲线循迹问题,根据颜色传感器的安装位置和数量,并考虑到硬件电路功能和算法的复杂程度,对循迹算法进行了研究,选定了两种算法进行试验,即一个传感器画圆扫描法和四个传感器圆周均布法,实现了对黑色间断曲线的循迹。     

面向协同虚拟维修的并发操作控制方法

在装备维修活动中,许多维修作业必须在多人协同下才能够完成．在此类虚拟维修情况下,同一对象可能同时被多名用户执行相同的操作,称之为并发操作．为高效处理并发操作带来的冲突问题,在分析以往多种并发控制方法的基础上,综合运用多种并发控制机制,提出一套有效的冲突解决方案,缩短冲突消解时间．最后,以实例的实际应用验证了方案的可行性与有效性．     

个性化虚拟人体模型骨架生成方法

采用基于自动化骨架匹配和可视化骨架编辑的方法,可以方便地完成个性化的骨架建模．首先定义一个标准的虚拟人骨架模板,通过骨架模板与人的几何模型的自动匹配,得到初始的骨架模型;然后利用可视化的骨架编辑工具,就可以很容易地生成个性化的虚拟人骨架．实验表明：该方法可以快速、简单地生成精确的个性化的骨架模型,方便虚拟人运动显示。     

工效虚拟人研究的最新进展

产品的人机工程设计是考虑到其未来操作者的生理、心理因素,应用工效学的理论与方法去解决如何方便使用、降低操作失误问题,以达到人与机器完美地结合.因此,工效虚拟人是产品人机交互设计与评价仿真中必不町少的技术手段.首先对其目前有关工效虚拟人的建模、运动控制、面部行为合成以及疲劳表达等方面的研究内容进行详细地分析.在此基础上,针对应用需求,论述了工效虚拟人的疲劳判定、动作规划等未来研究方向,最后,认为研究疲劳状态的判定经验方程,可作为工效虚拟人疲劳状态的判据.结合面部特征点的运动规律,实现面部疲劳表情显示.     

基于Vega的舰载捷联惯导虚拟平台的航迹仿真

运用虚拟现实技术(Virtual Reality;VR)对捷联惯导系统(Strapdown Inertial Navigation System,SINS)进行模拟的方案,可以有效地提高研发效率,节约研发成本;现在利用Multigen Vega交互仿真环境与VC++6.0开发环境,建立虚拟方针环境;随之针对建立的舰载惯性导航系统航迹仿真的数学模型,分别利用毕卡逼近算法、双子样算法和三子样算法,进行导航解算;最后由真值和所得解算值,实时同步绘制了原始轨迹和解算轨迹,实现了在模拟平台下的航迹仿真;两组轨迹的结果显示的误差,能直观显示出算法的计算误差大小;如此,使得惯性系统的仿真数据可以更加直观的表现出来。     

某型武器网络化虚拟训练系统

为提高某型武器的训练效率,综合使用多媒体、数据库和网络技术构建某型武器网络虚拟训练系统。给出了该系统的功能设计和实现方法。系统将学习功能、虚拟训练功能和考试功能合为一体,通过综合FLASH和3DMAX软件的优点,实现了武器技术准备和战斗使用全过程的网络化虚拟训练。该系统对于利用网络资源,提高训练效果有较高的实用价值。