虚拟人技术在人机交互中的应用研究

基于虚拟人的人机交互是人与虚拟现实环境中的虚拟人进行交互的技术。虚拟人是一种具有自主智能的看上去像人,并且具有人的部分特征的智能体。首先论述了虚拟人模型的构建技术、虚拟人的行为控制方法和虚拟人表情的构建和控制方法,然后论述了虚拟人在智能人机交互中的应用,最后探讨了虚拟人心智系统模型及虚拟人技术发展前景。     

情感虚拟人交互系统的设计与实现

以Candide模型为基础.采用三角形网格形式,应用参数法在VC++环境下实现人脸模型,然后采用脸部表情编码系统方法,通过控制AU实现表情的分析与合成,设计了基于Candide三维人脸模型的人机交互情感虚拟人系统.测试结果表明,用情感虚拟人系统模拟的情感反应符合人类情感行为规律.为实现和谐的人机交互环境提供了一种可行的设计方法.     

智能虚拟人Agent行为建模与运动控制

针对虚拟环境中人的行为分析,研究了井下智能虚拟人Agent的行为建模和运动控制技术.基于人工智能/人工生命方法,构建了集成感知、运动、行为、认知、内部属性等组件的井下智能虚拟人Agent的体系结构;研究了基于简化包容结构的智能虚拟人Agent行为控制模型及其行为选择机制,并基于A*算法,实现了智能虚拟人Agent的路径规划;初步构建了井下虚拟人Agent行为仿真系统,实现了虚拟人Agent的复杂行为控制,为进一步构建具有行为真实感的井下虚拟环境提供技术参考.     

基于认知机制的情感虚拟人交互技术研究

从情绪认知的角度分析情感虚拟人交互的关键技术,包括情绪认知理论、基于维度空间论的情绪量化和情绪评价,提出并建立了一种情感虚拟人情绪认知模型和动态情感模型。该研究有望解决人机交互中的情感认知、评价和交互机制等问题,为新一代的人机交互模式提供理论指导和技术支持。     

基于Agent的虚拟人情感交互建模技术研究

虚拟人及其和谐交互技术是当前信息科学和生命科学研究的热点。情感信息处理是人工智能和认知科学研究一直关注,但是始终未能解决的问题;实现和谐人机交互的关键技术在于如何使虚拟人具有人的情感认知、情感响应和情感表达的能力。从计算机信息科学和工程学角度,在分析感觉、知觉两面性、二重构造性的基础上,提出了基于混合Agent的虚拟人情感交互模型。实验表明：该模型符合人类感性信息处理和交互模式。     

智能化虚拟人感知模型的一种探索性研究

在智能化虚拟人自主行为模型的研究过程中，感知功能是建立虚拟人行为模型的基础．如何能够构建出准确模拟人类感知功能的感知模型是其研究的难点．本文在介绍三维虚拟场詈的建立和虚拟人模型的创建的基础上，着重讨论了虚拟人感知模型的一种实现方法．该方法通过建立空间查询表，对创建的虚拟场景信息进行有效地管理与查询，虚拟人实时对空间查询表进行查询，并引入基于AABB包围盒的碰撞检测算法对是否存在障碍物进行判断，引导自身进行下一步的动作，初步实现了对环境信息的感知．     

基于BP神经网络虚拟人运动控制方法的研究与实现

为了扩大虚拟人应用范围,提高虚拟人运动控制效果和减少虚拟人运动控制的计算量,以BP神经网络为核心控制方法,以逆运动学和正向运动学为主要思想,设计了基于BP神经网络的虚拟人运动控制系统,通过理论和仿真设计验证了该方法的正确性,为虚拟人运动控制开拓了新方法。结果表明:与以往的常规方法相比,该系统实时性好、智能性好、计算量小,提高了虚拟人运动控制系统的性能指标。     

电脑动画中3D虚拟人自主运动的研究

电脑动画中复杂环境下3D虚拟人自主运动的研究,是计算机图像处理技术发展过程中急待突破的一个环节。主要原因是传统处理的方式过于复杂耗时。针对上述问题,应用计划分离器建立虚拟人的运动模型,使虚拟人在高低不平的环境中实现正步走、侧走、跑步及跳跃等程序性动画。实验结果表明:提出的方法简单、快捷。     

虚似人群行为的建模和实现方法

分析人群在正常和紧急状态下的行为特点,建立虚拟人群仿真的7种典型行为模型.依据人的行为判断过程,设计虚拟人行为控制的多层次结构.采用虚拟视觉和速度密度模型,建立虚拟人的动态避碰模型;采用九宫避碰策略,研究虚拟人对静态和动态障碍物的路径规划.针对虚拟人群的行为驱动方法,通过设计虚拟人群行为属性来描述虚拟人群将采取的行为状态;通过产生式规则实现虚拟人群行为仿真的事件/响应模式.最后把虚拟人群行为的建模和实现方法应用在人群紧急逃生三维模拟中,取得了较好的效果.     

BIM技术在青海某山区公路勘测施工中的应用

该文分析了我国山区公路建设现状,对BIM(建筑信息技术)技术在公路勘测中的应用进行了研究,分析了BIM技术应用领域,构建了公路勘测设计BIM系统总体框架,探讨了公路勘测地形的人机交互技术、三维环境构建技术、实体库技术,并将BIM技术模型应用于地处青海高原山地的大武至久治公路工程项目,提高了施工单位效率,节省了施工成本.     

BIM技术在青海某山区公路勘测施工中的应用简

该文分析了我国山区公路建设现状,对BIM(建筑信息技术)技术在公路勘测中的应用进行了研究,分析了BIM技术应用领域,构建了公路勘测设计BIM系统总体框架,探讨了公路勘测地形的人机交互技术、三维环境构建技术、实体库技术,并将BIM技术模型应用于地处青海高原山地的大武至久治公路工程项目,提高了施工单位效率,节省了施工成本.     

虚拟人手臂无碰撞运动规划

针对基于虚拟人进行维修可达性分析中的手臂的无碰撞运动规划问题,在建立虚拟人手臂模型的基础上,采用双向RRTs(快速搜索随机树)算法对9自由度虚拟人手臂进行运动规划,并对算法中的抽样、距离定义和差值函数分别做了阐述.规划过程还考虑了手臂关节角度的生理限制,结合碰撞检测得到虚拟人手臂无碰撞运动路径.通过在Jack软件平台上开发的实验环境验证了所用方法的有效性,且此方法可以扩展应用于更多自由度虚拟人的运动规划.     

基于船舶人机工程的虚拟人操作驱动建模仿真技术

针对船舶设计过程中复杂的人机工程学问题,提出了在虚拟环境中通过满足精度要求的虚拟人实时驱动模型仿真的新方法.采用动态约束方法,基于旋转信息建立虚拟人实时驱动模型,将运动跟踪系统捕获的真人运动参数映射到实时驱动模型而实现对不同百分位人体模型的操作;建立驱动误差模型,分析运动跟踪系统误差对实时驱动模型驱动精度的影响;基于上述方法开发了船舶虚拟人实时驱动模块,并集成到船舶产品设计的虚拟评估系统中;以某型船舶机舱设施布局的人机工程学评估为例进行应用验证.结果表明,所提出的虚拟人操作驱动模型具有较好的有效性.
     

自主虚拟人真实感行为与运动建模的研究

提出一个构建具有高度自主性虚拟人的集成框架,在实时虚拟环境中创建具有类人的真实感行为特征与运动能力的虚拟人.在集成框架中,感知系统使虚拟人能够获取虚拟环境中视听觉信息,对虚拟环境进行自主探索;基于决策网络的行为决策系统模拟真实人类决策的复杂性与不确定性,根据所感知的周围虚拟环境信息,做出合理的行为决策;层次式运动控制系统实现虚拟人在虚拟环境中路径规划与Steering控制,实时合成出真实感的虚拟人运动动画.实验结果表明,该集成框架能够在实时虚拟环境中有效地构建出具有高度自主性、环境感知能力以及智能行为决策与运动控制功能的真实感虚拟人.     

虚拟人平衡保持与恢复的行为动画合成方法研究

以突发事件下意外受扰的虚拟人为研究对象,着重研究其平衡保持与摔倒的行为控制机制及演化过程的动画仿真,探索现有工作尚未涉及的科学难点和有关问题的解决方法.具体包括:视觉、听觉受突发刺激扰动时,虚拟人主动避险中的平衡保持行为的动画合成技术;复杂、动态环境下,虚拟人受突发性外力作用而失衡后的反应式平衡恢复行为的动画合成技术;虚拟人平衡恢复失败后所采取的保护性摔倒行为的动画合成技术.     

基于微型传感器的虚拟人运动控制

利用传感器数据和相邻肢体段相互关联的特点,根据人体运动特征建立了层次化结构的虚拟人运动模型,通过微型传感器采集的数据驱动虚拟人每个关节旋转,计算出关节的旋转角度,给出基于下肢运动的人体位移的计算方法。最后采用微型传感器数据和前向动力学相结合的方法对虚拟人运动进行控制,实现人体运动的重现。     

一种中性性格虚拟人的情感模型实现

虚拟人是在计算机空间生成,可以与周围的环境交互作用,感知并影响周围环境,虚拟人之间或虚拟人与真实人之间可以通过自然的方式交流。人工情感是建立在人工生命之上的赋予机器类似于人的喜怒哀乐等情感。本文搭建了基于离散的HMM的人工心理模型,实现心理状态对表情的实时的驱动。探讨了实现该系统的模型、方法和技术,并进行了有益的尝试,文中建立了一个中性性格的人在接受不同刺激时的情感反应。经过仿真实验证明了模型的有效性。     

虚拟人行走建模与运动控制的研究

随着计算机硬件的快速发展和信息技术的不断提高,计算机研究动画三维的技术越来越先进,虚拟人行走和运动控制技术也在不断的发展,由于虚拟人技术的日益成熟,虚拟人建模技术已经在游戏训练等领域广泛应用,本文首先对虚拟人行走建模做了介绍和过程分析,然后介绍了虚拟人运动控制的主要方法,最后根据虚拟人行建模的现状分析了虚拟人行走建模与运动控制的发展趋势。     

基于X3D的虚拟校园交互技术研究与实现

为了更好实现网络虚拟校园系统建设中人机交互功能控制,减少网络带宽以及客户端异构性的限制,虚拟校园系统中的3D图形文件应尽可能小并具有跨平台的特性,首先介绍了X3D这一新的互联网三维图形规范,通过分析和比较X3D中进行人机交互功能实现的3种技术(传感器节点技术、Script节点技术、EAI技术)的原理和方法,根据虚拟校园系统建设的需求,给出了X3D中进行人机交互的应用实例。     

基于视觉技术的嵌入式人机交互研究

随着嵌入式以及人机交互技术的发展,嵌入式人机交互已经成为当前的研究热点之一。而视觉技术作为嵌入式人机交互的重要技术,具有广阔的研究和应用前景。本文介绍了嵌入式人机交互技术的发展以及视觉技术在嵌入式人机交互中的应用,并提出嵌入式视觉技术的发展方向与前沿技术。