虛擬現(xiàn)實場景中的路徑規(guī)劃技術(shù)研究.pdf

1、路徑規(guī)劃技術(shù)用于為虛擬環(huán)境中的虛擬角色規(guī)劃出一條逼真的運動線路。為了使路線最優(yōu)，路徑規(guī)劃算法要求使用大量的存儲空間進行復(fù)雜的邏輯處理。隨著虛擬現(xiàn)實的發(fā)展，虛擬場景變得越發(fā)復(fù)雜，因此，如何在有限的時間和資源的前提下，為虛擬角色規(guī)劃出一條好的路徑也變得尤為重要。
　　針對虛擬現(xiàn)實場景的復(fù)雜多變，以及用戶對沉浸體驗的高要求等特點，本文將重點研究路徑規(guī)劃技術(shù)的兩個主要方面，即路徑搜索算法和搜索空間模型表示方法。以求能以較高的效率為場景中的

2、虛擬角色規(guī)劃出一條更加逼真和安全的路線。為了實現(xiàn)這一目標，本文主要進行了下述工作:
　　首先，為了解決主流尋路算法所得路徑與障礙物邊界過近問題，本文分析現(xiàn)有方法存在的不足，對A*算法的啟發(fā)式估價函數(shù)進行改進。新的啟發(fā)式函數(shù)不僅考慮路徑的距離代價，同時還受地圖中障礙物分布的影響，從而使算法輸出一條路徑長度足夠短且與障礙物距離盡可能遠的“寬闊”路徑。
　　其次，針對常用的搜索空間模型無法恰當(dāng)?shù)乇憩F(xiàn)障礙物分布信息的問題，本文對模型

3、的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行改進。并且提出一種模型預(yù)處理方法，該方法可以減少改進A*算法的尋路時間。
　　此外，針對導(dǎo)航網(wǎng)格模型在生成節(jié)點內(nèi)部路徑時由于未考慮節(jié)點周圍障礙物的分布，從而導(dǎo)致路徑距離障礙物過近的問題，利用上述改進模型提供的障礙物分布信息，提出一種新的多邊形節(jié)點內(nèi)部路徑生成方法。通過與改進A*算法相結(jié)合，新的方法能夠使結(jié)果路徑更為有效地遠離障礙物。
　　最后，使用C++語言，在Qt平臺進行對比實驗。結(jié)果表明本文提出的算法在保證