基于雅可比矩陣的虛擬人運(yùn)動(dòng)控制研究.pdf

1、虛擬人作為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中一個(gè)重要研究分支，被廣泛用于航天、航空、軍事作戰(zhàn)與訓(xùn)練、醫(yī)學(xué)、教育等領(lǐng)域的虛擬仿真系統(tǒng)中，具有極其重要的作用。虛擬人運(yùn)動(dòng)控制算法理論基礎(chǔ)要求較高，算法復(fù)雜，實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)，是一門極為復(fù)雜的學(xué)科。但在醫(yī)學(xué)教學(xué)中卻面臨著門檻太高的問題，使虛擬人在形態(tài)學(xué)和護(hù)理及臨床應(yīng)用等教學(xué)過程中不能被推廣使用。 為將虛擬人運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)引入醫(yī)學(xué)教學(xué)，本文首先開展了虛擬人的建模研究，研究內(nèi)容涉及到虛擬人建模、關(guān)鍵幀和人體解剖學(xué)等技

2、術(shù)和理論；另外，做為虛擬人運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)，還引入了世界坐標(biāo)和自身坐標(biāo)兩種坐標(biāo)系，通過坐標(biāo)的齊次變換，在虛擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了對虛擬人關(guān)節(jié)的坐標(biāo)設(shè)定； 本文結(jié)合3D軟件的IK鏈和虛擬體，綁定虛擬人骨骼模型，將原來進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制的幾十個(gè)關(guān)節(jié)的計(jì)算量降低到現(xiàn)在的僅有五個(gè)虛擬體，重新確定了虛擬人的運(yùn)動(dòng)約束，對原來基于雅可比矩陣的運(yùn)動(dòng)控制算法進(jìn)行了研究，給出了更加簡便的結(jié)合逆運(yùn)動(dòng)學(xué)和正運(yùn)動(dòng)學(xué)兩種技術(shù)的虛擬人運(yùn)動(dòng)控制新算法； 最后，使用動(dòng)畫制作軟