虚拟人行走建模与运动控制的研究

随着计算机硬件的快速发展和信息技术的不断提高,计算机研究动画三维的技术越来越先进,虚拟人行走和运动控制技术也在不断的发展,由于虚拟人技术的日益成熟,虚拟人建模技术已经在游戏训练等领域广泛应用,本文首先对虚拟人行走建模做了介绍和过程分析,然后介绍了虚拟人运动控制的主要方法,最后根据虚拟人行建模的现状分析了虚拟人行走建模与运动控制的发展趋势。     

自主虚拟人真实感行为与运动建模的研究

提出一个构建具有高度自主性虚拟人的集成框架,在实时虚拟环境中创建具有类人的真实感行为特征与运动能力的虚拟人.在集成框架中,感知系统使虚拟人能够获取虚拟环境中视听觉信息,对虚拟环境进行自主探索;基于决策网络的行为决策系统模拟真实人类决策的复杂性与不确定性,根据所感知的周围虚拟环境信息,做出合理的行为决策;层次式运动控制系统实现虚拟人在虚拟环境中路径规划与Steering控制,实时合成出真实感的虚拟人运动动画.实验结果表明,该集成框架能够在实时虚拟环境中有效地构建出具有高度自主性、环境感知能力以及智能行为决策与运动控制功能的真实感虚拟人.     

基于Agent的虚拟人情感交互建模技术研究

虚拟人及其和谐交互技术是当前信息科学和生命科学研究的热点。情感信息处理是人工智能和认知科学研究一直关注,但是始终未能解决的问题;实现和谐人机交互的关键技术在于如何使虚拟人具有人的情感认知、情感响应和情感表达的能力。从计算机信息科学和工程学角度,在分析感觉、知觉两面性、二重构造性的基础上,提出了基于混合Agent的虚拟人情感交互模型。实验表明：该模型符合人类感性信息处理和交互模式。     

移动机器人动力学建模及运动控制仿真

智能移动机器人本体具有较大的惯性特征和快速运动能力，而系统的耦合性又降低了系统的可控性，这增加了机器人精确导航的难度．本文介绍了机器人系统的动力学模型，并通过PD-PID控制器进行了信号仿真．证明了该模型的合理性和PD-PID控制器对降低移动机器人紧急动作的本体惯性因素影响的有效性.     

虚拟人平衡保持与恢复的行为动画合成方法研究

以突发事件下意外受扰的虚拟人为研究对象,着重研究其平衡保持与摔倒的行为控制机制及演化过程的动画仿真,探索现有工作尚未涉及的科学难点和有关问题的解决方法.具体包括:视觉、听觉受突发刺激扰动时,虚拟人主动避险中的平衡保持行为的动画合成技术;复杂、动态环境下,虚拟人受突发性外力作用而失衡后的反应式平衡恢复行为的动画合成技术;虚拟人平衡恢复失败后所采取的保护性摔倒行为的动画合成技术.     

基于微型传感器的虚拟人运动控制

利用传感器数据和相邻肢体段相互关联的特点,根据人体运动特征建立了层次化结构的虚拟人运动模型,通过微型传感器采集的数据驱动虚拟人每个关节旋转,计算出关节的旋转角度,给出基于下肢运动的人体位移的计算方法。最后采用微型传感器数据和前向动力学相结合的方法对虚拟人运动进行控制,实现人体运动的重现。     

中国虚拟人三维模型重建和可视化

中国虚拟人项目已公开发布了数例人体数据集．与美国及韩国虚拟人数据集相比,中国虚拟人数据集提供的解剖和生理信息更为详尽．为解决数据量大处理复杂的难题,研究和实现了基于PC机环境的超大数据集三维模型重建和可视化．为提高重建精度,提出了几种处理算法：各向异性扩散预处理、相关性配准处理和基于水平集的分割处理．利用多处理器和多线程技术,提出并研究了任务并行、管线并行和数据并行的新并行策略,以及一种修正的同步模板算法,可有效提高处理速度．     

虚拟人的真面目

中国的虚拟人是啥样?是用什么做出来的?日前,记者走进“虚拟中国人”实验室,与仿生人亲密接触,并揭开其身上的神秘面纱。仿生人实验室坐落在成都新南门附近的一幢普通楼房里,作为“虚拟中国人”计划最重要的前期项目,中国模拟人之父——川大教授林     

智能虚拟港口

针对智能虚拟环境的研究以及航海领域的应用需求,提出了智能虚拟港口的概念,分析了其主要研究内容,并研究了构建智能虚拟港口的思路和方法框架．在分析港口中主要智能实体行为模型的基础上,利用人工智能中的Agent理论对这些智能实体进行行为建模,最终基于智能实体的行为模型提出了构建智能虚拟港口的一种基本体系结构．     

基于虚拟人的智能提示系统研究与应用

本文讨论了将虚拟现实,人工智能和上下文感知应用于智能提示系统的技术,对虚拟人的表现形式,系统的智能化,及上下文感知处理给予实现.最后结合一个在ATM自动柜员机上的应用给予说明和展示.     

制造系统虚拟环境行为建模研究

虚拟制造系统作为物理制造系统在信息域的映射 ,需要对制造系统在各个层面上进行表达 ,行为建模是制造环境建模的重要内容。提出了制造系统虚拟环境行为建模方法 ,采用多 Agent方法描述制造系统虚拟环境 ,将该环境划分为两种基本成分 :Agent和它们之间的关系。以面向对象Petri网的状态变迁机制作为 Agent的行为推理模式 ,以实体的几何状态、物理状态及运动状态等属性变迁的计算作为Agent行为计算方法 ,以 Agent间相互消息传递关系来描述系统行为逻辑 ,以机器人、机床、缓冲器组成的小系统为例 ,给出了行为推理、行为计算、消息处理的算法。最后 ,采用虚拟现实工具 WTK进行了具体实现     

虚拟人手臂无碰撞运动规划

针对基于虚拟人进行维修可达性分析中的手臂的无碰撞运动规划问题,在建立虚拟人手臂模型的基础上,采用双向RRTs(快速搜索随机树)算法对9自由度虚拟人手臂进行运动规划,并对算法中的抽样、距离定义和差值函数分别做了阐述.规划过程还考虑了手臂关节角度的生理限制,结合碰撞检测得到虚拟人手臂无碰撞运动路径.通过在Jack软件平台上开发的实验环境验证了所用方法的有效性,且此方法可以扩展应用于更多自由度虚拟人的运动规划.     

基于虚拟领航者的智能群体群集运动控制

通过借鉴预测控制的基本思想,研究了智能群体的群集运动,并建立了一种个体在运动过程中能根据周围环境自适应选取虚拟领航者的群集运动控制模璎.该模型描述了生物群集过程中无领导者的自然现象,克服了传统leader-follower模式的单向信息流的缺陷,增强了系统的自适应性与鲁棒性,提高了系统的稳定性.仿真结果表明:与已有文献相比,该模型收敛速度较快;形成紧凑的编队后,队形稳定运行的速度也较快.     

基于BP神经网络虚拟人运动控制方法的研究与实现

为了扩大虚拟人应用范围,提高虚拟人运动控制效果和减少虚拟人运动控制的计算量,以BP神经网络为核心控制方法,以逆运动学和正向运动学为主要思想,设计了基于BP神经网络的虚拟人运动控制系统,通过理论和仿真设计验证了该方法的正确性,为虚拟人运动控制开拓了新方法。结果表明:与以往的常规方法相比,该系统实时性好、智能性好、计算量小,提高了虚拟人运动控制系统的性能指标。     

基于决策树的智能虚拟人学习方法研究

决策树学习是以实例为基础的归纳学习[1].该类方法从一类无序,无规则的事物(概念)中推理出决策树表示的分类规则.该方法的起源最早来源于Hunt,Marin和Stone于1966年研制的CLS(ConceptLearning System概念学习系统).1979年,J.R.Quin-lan给出了ID3(Interative D icrem iser Versi     

三轴运动控制器的图形编程及智能仿真平台研究

针对三轴运动控制器的应用编程,结合0penGL虚拟现实引擎、嵌入式系统、编译原理和软件工程理论,设计开发了一套图形编程及智能仿真平台.该平台实现了运动轨迹的图形化控件编程。并提供的虚拟仿真系统可模拟演示制造流程.图形化编程指令可基于不同底层平台转化为三轴运动控制器的控制指令序列(字节码),具有很高的跨平台可移植性.该平台是运动控制器的二次开发平台设计理念的技术革新,具有很高的理论研究前景和应用价值.     

虚拟视景交互漫游过程中视点的运动控制方法

探讨虚拟视景交互漫游过程中视点运动的控制问题,针对自动漫游过程中折线路径在转角处视线会发生突然偏转的问题,提出在转角处采用圆弧平滑过渡的解决方法,并给出具体实现过程．     

煤调湿控制系统的智能建模与优化方法研究

煤调湿工艺是炼焦过程节省能源、减少污染并提高生产效率和焦炭质量的关键工艺环节,为实现煤调湿过程的精确控制,针对其具有强耦合、大时滞、非线性系统的特性,采用RBF（Radical Basis Function）神经网络建模, GA（Genetic Algorithm）、PSO（Particle Swarm Optimization）和BFO（Bacterial Foraging Optimization）优化方法进行比较,获得不同工艺需求下的煤调湿控制系统建模与优化方法,为煤调湿过程的精确控制提供依据,为实现炼焦过程节省减排增效和提高焦炭质量创造条件。     

多翼自治水下机器人动力学建模与姿态控制

为了提高多翼自治水下机器人姿态自主控制的稳定性和控制性能,设计了基于多翼水下机器人全参数控制模型的姿态控制系统.首先对多翼自治水下机器人进行运动学和动力学分析,建立多翼自治水下机器人的全参数运动控制模型;在此基础上建立多翼自治水下机器人整体控制系统,设计基于线性二次型最优控制的多翼自治水下机器人姿态控制器;最后进行多翼自治水下机器人姿态控制仿真实验.结果表明:在给定的外界干扰下,多翼自治水下机器人能够快速稳定跟踪目标姿态,所建立的控制器以及控制模型能够满足多翼水下机器人姿态的自主控制需要,达到设计目标.     

基于Agent建模方法的电磁感应加热虚拟环境的研究

提出了一种虚拟环境建模的方法，即Agent建模方法，通过对多Agent建模技术的分析，应用到电磁感应加热的虚拟环境中，并实现其可视化设计。对虚拟环境中图形单元的表示方法及立体显示的生成技术做了简要的介绍。通过对得到仿真的效果图的分析，得出了该虚拟环境的可行性和实用性。