自主虛擬人關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、自主虛擬人技術(shù)在虛擬空間中對(duì)人類的形態(tài)、運(yùn)動(dòng)、行為和認(rèn)知方式進(jìn)行模擬，其目的是使虛擬人能夠在沒有外界干預(yù)的條件下，根據(jù)外在與內(nèi)在的條件進(jìn)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(xùn)練、工業(yè)設(shè)計(jì)、娛樂等各種應(yīng)用中，人們對(duì)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(diǎn)問題之一。針對(duì)目前自主虛擬人控制技術(shù)中存在的問題，本文對(duì)運(yùn)動(dòng)控制、感知、路徑規(guī)劃和行為控制等關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行了研究。 本

2、文首先對(duì)虛擬人四肢的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行了研究。將神經(jīng)科學(xué)中的可操作性矩陣應(yīng)用于控制過程，并與動(dòng)態(tài)插值方法及逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)優(yōu)化求解方法相結(jié)合，用于生成符合人體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的動(dòng)作數(shù)據(jù)。在多障礙環(huán)境中，該控制方法可以實(shí)時(shí)生成無碰撞的四肢動(dòng)作。 其次，基于對(duì)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(duì)人類感知局限性進(jìn)行模擬的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了感知結(jié)果對(duì)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(diǎn)，本文將全局規(guī)劃算法與局部規(guī)劃算法相結(jié)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(yùn)動(dòng)路線，也能夠通過運(yùn)動(dòng)方向與速度的調(diào)整，實(shí)時(shí)躲避動(dòng)態(tài)或未知的障礙。 本文對(duì)虛擬人行為系統(tǒng)進(jìn)行了建模，實(shí)現(xiàn)了虛擬人的自主行為選擇，以及從抽象行為到運(yùn)動(dòng)與動(dòng)作數(shù)據(jù)流的推理。然后提出了一種混合的行為控制結(jié)構(gòu)，并按照該結(jié)構(gòu)將感知、規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)和行為等系統(tǒng)模型相結(jié)合，建立了