基于OpenGL的人体运动学研究

根据人体运动的形态特征，构造人体简化几何模型，分析人体运动层次结构特点，构建人体分层结构运动链。论文以上肢运动为例，采用反向运动学算法，计算出在目标位姿下各关节的角度，在VC＋＋环境下，基于OpenGL实现对上肢关节链的运动控制：     

基于OpenGL的人体运动学研究

根据人体运动的形态特征,构造人体简化几何模型,分析人体运动员层次结构特点,构建人体分层结构运动链.论文以上肢运动为例,采用反向运动学算法,计算出在目标位姿下各关节的角度,在Vc 环境下,基于OpenGL实现对上肢关节链的运动控制.     

基于多关节反向运动学的清藻机运动仿真

针对水藻以及水浮莲等水生植物对水质污染所造成的生态环境破坏,基于 多关节反向运动学,对小型机械打捞装置进行运动仿真。利用CAXA 建立清藻机的三维模 型,在文件优化和数据交换基础上,利用3ds max 软件建立打捞装置各部件的层次链接,并 基于多关节反向运动学进行运动仿真和轨迹分析,得到作业过程打捞装置的运动,包括IK 链的位置轨迹和耙爪的运动轨迹。此方法适于机构运动轨迹的设计、编辑及优化等交互性强 和实时性要求高的任务。     

多关节机器人的运动学动态仿真研究

机器人运动学是机器人学的一个重要分支,是实现机器人运动控制的基础。文中主要针对PUMA560机器人运动学正问题分析,以D-H坐标系理论为基础并建模,利用MATLAB／ROBOTICS工具,实现了简单的运动学动态仿真,有助于对机器人关节运动角度的深入理解,并为工程人员提供一种有效的分析手段。     

基于FPGA和模糊控制的模型车运动学仿真

模型车运动学仿真系统是集硬件、软件于一身的完整且复杂的系统,它在汽车驾驶模拟训练领域的市场前景非常广阔。但是,采用传统的数学建模方法,很难得到精确而又简单的数学模型。该文介绍了一种基于C8051F020和FPGA的模糊控制模型车运动学仿真系统,简洁高效地实现了对真车精确的运动学仿真,并详细地阐述了该系统的设计思想及工作流程。     

四个坐标系下羽毛球飞行运动学模型与仿真

为使羽毛球飞行的轨迹仿真结果更加真实可靠,构造基于实际环境的羽毛球空间运动状态方程。本文以国产某型号羽毛球制造参数为背景,建立羽毛球球场、羽毛球飞行、羽毛球速度和羽毛球球体4个坐标系,并利用牛顿第二定律等方法直接推导出羽毛球飞行轨迹在这些坐标系下的运动方程。所建立方程不但考虑了空气阻力、羽毛球转动惯量和羽毛球本身参数的影响,还考虑了羽毛球固有旋转特性产生的马格努斯力对其飞行轨迹的影响。仿真结果表明,在四个坐标系下建立的羽毛球运动方程能够直观反映出其相关参数对飞行轨迹的影响。     

基于仿生关节链球坐标系的虚拟手势生成

为解决传统手势获取手段外设昂贵、使用复杂等问题,提出基于仿生关节链球坐标系的虚拟手势生成方法。根据手部特征设计虚拟手骨结构,对其中运动节点建立不同的链球坐标系,改进原有的坐标系转换算法,可通过调整角度参数产生任意静态手势。利用同源连续性原理将静态手势转化为高维空间点,仿照二维点运动轨迹规律进行采样,产生动态手势序列。结合提出的链球坐标系角度判断方法,通过真实姿态模拟,验证算法可以准确地生成指定手势,是方便高效的虚拟手势生成方法。     

基于运动学和动力学的关节空间轨迹规划

在机器人轨迹优化设计的研究中,轨迹规划是实现机器人高速、高精度运行的核心,合理的轨迹规划不仅要满足机器人的运动学要求,而且要满足机器人的动力学要求,在驱动电机不变的情况下,增加机器人的速度和载荷是轨迹规划的难点。利用先进的python软件对机器人的运行轨迹进行深入的分析,在关节空间内采用五次插值多项式进行运动轨迹拟合,并将动力学模型加入到轨迹规划中。生成的拟合曲线表明,机器人在关节空间和工作空间内的位移、速度、加速度、加加速度曲线连续可导,各时间段的峰值力矩、峰值功率趋于同一数值,能有效的提高运动部件的速度和寿命。     

基于关节轨迹规划对行人步态的仿真

为提高智能车辆的行人检测成功率,同时保证人身安全,提出一套完整的仿行人步态装置研发流程,通过建模仿真的方法促进该装置的研发并降低成本。仿真模型按照人体真实数据进行设计,步态的变化主要体现在四肢上;利用D-H参数法和正逆运动学知识,结合MATLAB建模和关节轨迹规划的方法,实现运动仿真;成功模拟出行人步态,得出仿真模型的末端轨迹、关节转角等步态指标在一个周期内的变化。将仿真结果与标准人类行走周期图谱进行了对比验证,保证了仿真模型的结构设计以及运动学模型的合理性,为后续的实际开发提供一定理论依据。     

基于虚拟样机技术的高炮运动学仿真

该文探讨了基于虚拟样机技术的实体运动学仿真方法，具体讨论了其实现过程，包括实体模型的建立，虚拟样机环境了仿模型的生成以及仿真分析结果的处理等。最后以某型高炮自动机发射动作的运动学仿真为例说明了该方法的有效性。     

基于VRML的浮力驱动式航行器运动原理仿真

针对传统的水下航行器控制仿真研究以图表曲线方式给出结果,抽象而缺乏直观性的缺点,介绍了虚拟现实三维立体网络程序设计语言VRML的概念、特点和结合MATLAB虚拟现实工具箱进行视景仿真的应用方法.以一种浮力驱动式水下航行器作为仿真对象,分析了它的运动规律,给出了垂直平面内航行器运动学方程,应用VRML语言构建了航行器的虚拟现实三维模型,并在MATLAB环境下驱动模型在虚拟水下场景中进行了运动原理视景仿真.结果表明,所述仿真方法不仅可以校验模型的正确性,而且形象而直观地表现了航行器在水下环境的运动过程.     

基于OpenGL的小卫星在轨运行仿真系统研究

传统的航天工业仿真技术主要用于分析计算航天器的飞行轨道与姿态运动,这种仿真方式通常不支持三维可视化仿真功能;文章结合卫星轨道、姿态动力学和计算机图形学,设计基于三维实时动态显示技术的小卫星在轨运行仿真系统,对卫星轨道、姿态进行可视化仿真,实时动画演示星内敏感器的工作状态,提供图形曲线和文本形式的分析数据,并能与卫星地面站进行数据通讯,实现小卫星的在轨监测功能;仿真结果表明,仿真系统能正确实时接收地面站的数据,支持二维、三维动画输出,可以成功完成小卫星系统的仿真与监测功能.     

基于SLAM的连续运动测量坐标转换算法研究

近年来,视觉导航开始成为人们的研究热点;在轨道检测中,现有运动状态下的测量方法所采用的坐标系都是建立在测量系统自身上的一种连续动态变化的坐标系,不能与静态基准点建立明确的解析联系;针对这一问题,结合同步定位与地图创建的思想,提出了一种新的检测算法;基于SLAM原理,通过双目视觉系统的坐标转换方法,建立动态坐标系与静态基准点之间的关系,求得旋转平移矩阵,将后面N个位置的坐标均转换到初始坐标系下,实现连续运动测量;通过实验,设计运动路线,验证坐标转换算法,并得到了建立在世界坐标系下的空间线形曲线;实验结果表明:转换后的坐标,x、y、z三个方向的最大误差不超过0.734 mm。     

DIS中的坐标系统及坐标转换

近几年来,国内正在蓬勃开展对DIS的研究,然而对DIS坐标系统及其转换的研究还不多见。DIS采用地心空间直角坐标系（Geocentric)作为世界坐标系,而现有的大多数仿真器都采用拓扑中心坐标系（Topocentric)或大地坐标系（Geodetic)等坐标系作为世界坐标系。文中旨在介绍DIS标准坐标系及其它几种相关坐标系,并在不同坐标系之间建立了坐标转换关系,同时讨论了不同坐标系中姿态的不同表示方法。算法已应用到我们开发研制的网络接口部件NIU中。     

基于仿真的战场联勤保障培训系统研究

该文论述了联勤改革中后勤人才培养的一种计算机仿真方法.战场联勤保障培训系统能够仿真战场环境变化,并要求各参训小组同时保障不同的军兵种部队,面对多个竞争对手,正确制定出本单位的集体决策,有效组织保障资源.该文对战场联勤保障培训系统简单介绍后,基于合理的假定建立了简化的模型,包含运输管理、库存管理、评估体系三部分,并从运输、库存、需求分析及发展方向四个方面分析了学员的完整决策过程,最后指出该系统研究需要进一步解决的问题,并归纳了仿真培训在实践中所独有的优点.     

基于人体行为成像三维仿真系统设计

在对人体行为模拟过程中,由于虚拟现实人体行为的背景复杂多变,很容易受到复杂活动背景的影响,使得用于三维成像的人体行为形状基数量无法固定,利用传统算法进行人体行为仿真,存在仿真精度低的问题.为提高精度,提出了采用三维虚拟现实的人体行为仿真方法.通过人体行为仿真图像序列中还原特征残破的三维人体结构,在局部的特征空间内,根据散乱特征点间的触碰关联,组建准确的补偿特征,通过对人体行为仿真投影数据的计算,建立精确的基于三维虚拟现实的人体行为模型.仿真结果证明,利用三维虚拟现实的人体行为仿真方法精准度高,清晰度强.     

修正邻域系的三维运动图像重建算法仿真研究

在研究物体的运动真实性优化的过程中,关键特征点的运动状态随机性很大,很难建立准确的运动形状基动态模型.传统的三维运动重建算法都是运用固定形状基模型,但是固定模型很难表述复杂运动变化参数和大规模动态特征的运动规律,造成重建效果不逼真的弊端.提出一种修正邻域系的三维运动图像重建算法,通过运动参数修正特征点的邻域系,直到参数达到稳定,保证参数的修正稳定,也间接保证了重建的准确性.计算机仿真结果表明,改进算法能够克服运动状态随机性较大造成的运动重建效果不逼真的缺陷,完成三维运动图像重建.     

基于动作单元分析的人体动画合成方法研究

从运动捕获数据中提取出反映人体运动规律的基本动作单元,合成新的人体动画已成为研究热点.但已有动作单元提取方法忽略了运动序列的时序性和不同关节之间的运动相关性.针对该问题,提出了一种新的基本动作单元提取方法,首先,采用PCA方法对高维人体运动数据进行降维分析,并采用马氏距离平方度量姿态间的相似性;其次,结合动态时间归整方法和误差平方和准则对时序运动序列进行自动切分和标注;最后,建立不同动作单元之间的概率转移模型构建运动图,并根据约束条件合成新的逼真人体动画.     

基于船舶运动控制的Matlab仿真

在分析随机海浪的波能谱和船舶的受力情况的基础上,建立随机海浪模型和船舶运动模型。用PID控制方法实现减摇鳍的控制,并用Matlab软件对海浪的波倾角和船舶的横摇角进行仿真。通过比较仿真结果发现,PID控制减摇鳍能使船舶减摇达90％以上。结果表明,该方法可以很好地用于随机海浪作用下的船舶横摇减摇预报。     

联合战斗仿真系统关键技术研究

联合战斗是未来信息化战场条件下的主要战斗样式,它与工业化时代的合同战斗有着本质的区别.通过仿真的方法对联合战斗进行预先研究是当前条件下的一种可行的方式.文章首先分析了联合战斗的特点,并从三个方面与工业时代的合同战斗进行了比较.然后提出了一种基于multi-agent的建模仿真系统体系结构,并详细分析了其涉及的各项关键技术,包括军事知识表示、agent的形式化定义、系统的引擎设计等.文章对联合战斗仿真系统所涉及的关键技术进行了概略性的讨论研究,从而为仿真平台的构建提供一定的参考.