自主虛擬人關鍵技術的研究.pdf

1、自主虛擬人技術在虛擬空間中對人類的形態(tài)、運動、行為和認知方式進行模擬，其目的是使虛擬人能夠在沒有外界干預的條件下，根據(jù)外在與內(nèi)在的條件進行自主的行為選擇與控制。隨著虛擬人角色越來越多地出現(xiàn)在虛擬訓練、工業(yè)設計、娛樂等各種應用中，人們對虛擬人的智能化和自主程度提出了更高的要求，使得自主虛擬人成為了虛擬人研究中的熱點問題之一。針對目前自主虛擬人控制技術中存在的問題，本文對運動控制、感知、路徑規(guī)劃和行為控制等關鍵性技術進行了研究。 本

2、文首先對虛擬人四肢的運動控制技術進行了研究。將神經(jīng)科學中的可操作性矩陣應用于控制過程，并與動態(tài)插值方法及逆向運動學優(yōu)化求解方法相結合，用于生成符合人體運動規(guī)律的動作數(shù)據(jù)。在多障礙環(huán)境中，該控制方法可以實時生成無碰撞的四肢動作。 其次，基于對人類感官的生理特性和感知特征的分析，本文建立了虛擬人感知模型。該模型具有視覺、聽覺、觸覺、記憶等功能，在對人類感知局限性進行模擬的同時，也實現(xiàn)了感知結果對感知過程的反饋影響。 此外，根

3、據(jù)虛擬人路徑規(guī)劃的特點，本文將全局規(guī)劃算法與局部規(guī)劃算法相結合，建立了基于混合感知信息的虛擬人路徑規(guī)劃模型。該模型既能夠依據(jù)虛擬人記憶中的已知環(huán)境信息，規(guī)劃出全局優(yōu)化的運動路線，也能夠通過運動方向與速度的調(diào)整，實時躲避動態(tài)或未知的障礙。 本文對虛擬人行為系統(tǒng)進行了建模，實現(xiàn)了虛擬人的自主行為選擇，以及從抽象行為到運動與動作數(shù)據(jù)流的推理。然后提出了一種混合的行為控制結構，并按照該結構將感知、規(guī)劃、運動和行為等系統(tǒng)模型相結合，建立了