虛擬訓(xùn)練仿真中人的運動控制研究.pdf

1、虛擬訓(xùn)練仿真是指基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的訓(xùn)練仿真,是實際訓(xùn)練過程在計算機上的映射.隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的日趨成熟,將虛擬人"嵌入"虛擬訓(xùn)練仿真的環(huán)境中去,作為受訓(xùn)人員在虛擬環(huán)境中存在的表示已經(jīng)成為一個必然的趨勢.這樣受訓(xùn)人員可以與虛擬環(huán)境中的虛擬人進行交互,沉浸于其中,進行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練.本文分析和研究了人體模型的表示方法,并從中選擇了綜合了實體建模和曲面建模的優(yōu)點的分層虛擬人表示方法；把虛擬人看成一個多剛體系統(tǒng),對其運動關(guān)節(jié)、自由度都做了不同程度的

2、簡化,并在此基礎(chǔ)上建立了適用于虛擬訓(xùn)練仿真系統(tǒng)的最小人體模型,該模型由15個關(guān)節(jié)、34個運動自由度(均不包括手掌部分)所組成.研究了目前常用的虛擬人骨骼結(jié)構(gòu)的表示方法,提出了一種參數(shù)關(guān)鍵幀和逆向運動學(xué)相結(jié)合的實時運動控制模型:逆向運動學(xué)方法可以實時模擬四肢的準(zhǔn)確運動,而且與參數(shù)關(guān)鍵幀技術(shù)相結(jié)合,可以充分利用已有的大量動作數(shù)據(jù)資源生成逼真的動作效果.在此控制方法的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了虛擬訓(xùn)練仿真系統(tǒng)中虛擬人的行走模型、爬梯子模型.本文提出了虛擬訓(xùn)