面向网络定制设计的虚拟人仿真

为实现适合网络定制设计的虚拟人仿真，提出基于H-anim的虚拟人仿真方法。根据H-anim定义的关节骨架模型，实现了人体的参数化几何建模和关节动画仿真，结合行为模板、规则推理和实例推理构造了人体行为仿真系统。最后介绍了虚拟人仿真在网络家居定制设计中的具体应用。     

基于RRT的虚拟人双臂操控规划方法

虚拟人双臂的操控规划是智能化工程虚拟人研究的一项关键技术,在手臂和操控对象形成的闭环运动学约束下如何有效采样手臂配置空间是其面临的主要困难.面向复杂虚拟环境下的产品装配、维修动作仿真等问题,该文基于双向平衡、朝向目标的启发式RRT算法,结合手臂快速逆向运动学方法,提出了一种虚拟人双臂的操控规划方法.该方法的有效性通过实验得到验证.     

基于旋转角度的角色运动建模与控制

要创建深度沉浸的跑步竞赛虚拟环境,则必须建立逼真的虚拟人行为模型.根据跑步时人体四肢和躯干都在绕关节做重复旋转运动的特点,提出一种基于旋转角度的运动行为模型,用于计算人体运动时不同部位的位置,进而求解跑步运动行为.基于该模型开发了一个跑步仿真程序用来仿真虚拟人的跑步动作与姿态.根据该模型构建了数字娱乐划船器,通过三维模型数据的转化、运动者参数的实时采集、虚拟人运动参数的计算,实现了角色的控制.该建模与控制方法可用于网络健身游戏、虚拟人体动画、虚拟机器人的建模与仿真.     

基于实时数据的角色运动建模与仿真

虚拟角色运动的实时控制是虚拟健身运动仿真中的难点。提出一种基于实时数据驱动的虚拟角色跑步控制方法,建立基于传感器的实时数据获取模型,分析人体跑步运动规律,建立跑步运动的数学模型,运用基于旋转角度的方法求解人体运动链上各个关节运动,采用L-?插帧法对关键帧之间的过渡帧进行运动插值运算,在Visual C++环境下结合EONSDK实现了虚拟人跑步运动的实时控制。测试效果表明:该控制方法能很好的满足健身运动仿真的需要。     

基于模型的虚拟人手势重构方法研究

虚拟人手操作的逼真性和准确性直接影响到仿真分析结果的可靠性.在虚拟维修作业过程中虚拟人需要不同的手势对各种工具进行灵活操作,针对该问题提出了从模型中重构手势的思想,并给出了一种新的关节角提取算法.首先,在人体建模软件中建造需要的目标手势并提取出骨架:然后用算法对原有手部模型各关节角进行迭代求解,直到该手部模型姿势与目标手势一致,实现对目标手势的重构.Jack平台上仿真结果表明,该算法可以快速有效地提取出手部模型的关节角.     

基于光学运动捕捉数据的虚拟人下肢运动控制方法

由于被动式光学运动捕捉设备只能捕捉人体关键关节的运动信息,介绍了一种简化的虚拟人体骨架结构模型;在此基础上根据光学运动捕捉数据的获取过程,分析了虚拟人体运动数据误差的来源。重点针对由于运动捕捉数据连续性不足造成的虚拟人下肢运动连续性差等问题,为加强对虚拟人运动过程的控制,提出一种对关键关节点运动数据平滑处理,再基于逆向运动学计算下肢运动链其它关节点运动信息的运动控制方法。通过实验和分动箱虚拟维修训练平台证明了该方法的有效性和实用性。     

基于逆运动学的虚拟人行走

研究了虚拟人的行走模型和基于逆运动学的运动控制方法。首先对虚拟人的行走模型进行了分析,然后对运动学和逆运动学中的核心问题雅可比矩阵的构建及其伪逆矩阵的求解进行了探讨,最后结合关键帧技术实现了虚拟人行走运动控制的仿真系统。     

虚拟人行为仿真智能化探讨

在虚拟人－机－环境系统研究中，为了评估人与环境的匹配性和协调性，不仅需要虚拟人具有某些静态属性和一般意义上的肢体运动属性，还需要虚拟人逼真地模拟人类执行各种任务的过程。通常，进行序列运动后目的物的操作由手或脚完成。本文在分析虚拟人运动结构及控制的基础上，研究了虚拟人行走、坐立、弯腰、转体等行为动作的实现方法，提出了虚拟人操作行为连续、复合运动仿真的逻辑步骤，并给出了相应举例。     

基于路径变换的虚拟人行走捕获数据的重用

针对行走捕获数据的重用问题,本文提出了一种基于Petri网仿真框架的虚拟人行走动作模型.首先,根据人体生理特征和运动特征计算行走的时空参数;接着,以关节插值的方法从原始捕获数据中生成各帧的关节参数;进而,提出了一种基于路径变换的运动编辑方法,通过对人体基点运动轨迹的位置插值得到沿不同轨迹运动的动画.仿真实例验证了所提方法的可行性与有效性.     

一种用于维修仿真的虚拟人行走规划方法

提出了一种基于自由空间法和环境离散化表示的虚拟人行走规划方法。该方法首先将虚拟环境离散化成为环境图;然后,用启发式A搜索算法获取从初始位置到目标位置的最优路径,引导虚拟人对环境进行漫游;最后,设计实现了一个典型工作环境下的仿真演示实例,仿真和试验结果表明了所提算法的可行性与实用性。     

用于实时变形的解剖学人体肌肉建模

多层次人体建模方法利用解剖学原理构造虚拟人，将人体模型分为骨骼层、肌肉层和皮肤层等层次，其中人体肌肉层是影响人体表面状态与变形的重要结构。本文提出了一种基于解剖学的人体肌肉层建模和变形的方法，建模方法考虑了解剖学方面的准确性并适合实时变形模拟。肌肉模型的变形采用轴变形技术与横截面变形相结合的变形方法实现。同时介绍了我们的建模工具，建模人员使用建模工具可方便地构造和编辑人体各部位复杂的肌肉体。模型可以根据建模人员不同的需要，在逼真程度和变形速度上取得满意的折中。实验表明，这是一种有效的建模方法，应用到我们的人体建模系统中取得了良好的效果。此方法也可应用于其它软组织的建模中。     

人机系统可靠性分析的发展

人机系统可靠性在很大程度上取决于人的可靠性,因此,人的失误及其可靠性分析的研究就成为多学科交叉渗透的面向２１世纪的重点研究领域,已上升到一门新学科的高度．本文在论证人可靠性分析的重要性和迫切性的基础上,详细地评述了人可靠性分析的历史背景、研究内容及其应用范围．最后,文中展望了人可靠性分析的研究方向并拓展出相关的研究领域,指出了该学科得以深入发展的研究途径．     

人因分析:需要、问题和发展趋势

论述了人因分析对人机系统的合理设计、特别是对提高系统可靠性、安全性的重要意义 ,界定了系统人因分析概念的涵义 ,提出了人因分析学科在理论与应用方面面临的九大问题 :人因分析的难度 ;对人因的再认识——个体、群体、组织 ;环境与人行为的关系 ;人员可靠性分析 ( HRA)方法 ;人误机理 ;客观性与一致性 ;数据的可用性 ;文化因素 ;组织管理层的人因分析 .最后从理论与应用两方面讨论了人因分析学科近期应发展的三个范畴 :人因分析基础研究 ;人 -机系统设计指导 ;安全评价与事故防范 .     

人体目标雷达回波建模

人体行走的微动研究始于90年代末,而后发展迅速,雷达对人体的探测有着其他传感器不具备的优势,现阶段主要集中在对于实测数据的分析上,而缺乏系统的理论和模型分析。首先针对人体目标雷达回波信号的作用机理,对现有的人体运动学模型进行了改进,在人体微运动结构方面主要考虑了人摆腿和摆臂的前后向运动。同时将人体结构简化为简单几何形状的均匀刚体,将人体四肢简化为均匀散射的线模型,在理论上给出了人体目标微运动产生的雷达回波模型,最后进行仿真,证明了本模型的正确性和有效性。     

人体力学行为的计算机仿真的发展及其展望

人体运动仿真是由生物力学,计算机图形学,机器人学等学科交叉而形成新兴的研究方向,在许多领域都有着重大的理论和实用价值,本文将总结人体运动的建模与仿真方法,提出一种基于力信息传递的建模方法,并进一步讨论了其未来发展的趋势。     

VR外设驱动的虚拟人姿态优化仿真方法

为解决常用的VR外设为穿戴于操作者身上的位置跟踪器,会给操作者带来额外不便的问题,提出一种基于视觉传感器组合的虚拟人驱动方案,实现简便无标记虚拟人运动实时驱动。引入参数化人体模型SMPL(skinned multi-person linear),通过最小化多个误差项组成的目标函数,改进算法提高虚拟人驱动精度,并计算得到符合真人形态与姿态的拟合人体模型数据,实现操作姿态人机工程学评价。实验结果表明：所提出的虚拟人数据驱动方法具有有效性。     

数字化仿真人体模型的设计方法

提出了一种基于数字化的人体模型设计方案,包括人体骨架的结构分解和按几何比例的参数化设计,基于人体运动特征的人体各个关节的自由度参数化设计,基于人体运动特征的人体动作分解成各种姿势组合的姿势系列化设计,最后讨论了人体表面设计的局部造型和过渡拼接方法。     

人类接触行为实证研究综述

介绍了当前已有的针对人类接触行为模式的实证研究,总结各研究中一致发现的普适规律,如人类接触行为具有高度同配性、特定社会场合下的接触网络具有典型的小世界特性以及接触时间分布呈幂律特性等,这些规律的发现可以指导传染病动力学建模、复杂网络、流行病学等领域的相关研究。