测控新技术报告格式规范示例

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2、员可以与虚拟环境中的虚拟人进行交互，沉浸于其中，进行学习和训练。本文分析和研究了人体模型的表示方法，并从中选择了综合了实体建模和曲面建模的优点的分层虚拟人表示方法；把虚拟人看成一个多刚体系统，对各关节的自由度进行了分析，此基础上建立了适用于虚拟训练仿真系统的最小人体模型。该模型由15个关节、34个运动自由度（均不包括手掌部分）所组成。研究了目前常用的虚拟人骨骼结构的表示方法，提出了一种参数关键帧和逆向运动学相结合的实时运动控制模型；逆向运动学方法可以实时模拟四肢的准确运动，而且与关键帧技术相结合，可以充分利用已有的大量动作数据资源生成

3、逼真的动作效果。在此控制方法的基础上实现了虚拟训练仿真系统中虚拟人的行走模型、爬梯子模型。本文提出了虚拟训练仿真系统的最简人手控制模型（以右手为例，它由6个关节、14个运动自由度组成）。并对虚拟手的拇指部分和一般手指部分分别进行了逆运动学分析。实现了虚拟训练仿真系统中虚拟手的简单运动模型。关键词：虚拟训练仿真，虚拟人，多刚体系统，运动控制技术，逆向运动学“关键词：”字样用黑体小四号书写，其内容为宋体小四号。前言.“前言（或绪论）”字样黑体3号字居中放置。用宋体小四号字排版，1.25倍行距。虚拟训练仿真是指基于虚拟现实技术的训练仿真，是

4、实际训练过程在计算机上的映射。本系统正是结合了三维虚拟人技术，对虚拟训练仿真系统中人的几何特性及行为特性加以分析，进而将虚拟人作为人的化身加入到了虚拟训练的环境中去，为用户提供一个逼真的三维虚拟空间，使得用户在计算机提供的虚拟环境中熟练掌握某一装置或某一系统的操作使用方法。随着虚拟现实技术的日趋成熟，人们已经不满足于只有景物、建筑物等地理视景信息的虚拟环境(VirtualEnvironment)的构建，迫切要求在虚拟环境中加入虚拟人来作为人的化身。虚拟人（virtualhuman或computersynthesizedcharacte

5、rs）是人在计算机生成空间（虚拟环境）中的几何特性与行为特性的表示[1]。目前，虚拟人技术已经日益广泛地渗透到人们的日常生活当中。在影视娱乐、动画节目、新闻广告以及电子游戏等领域，人们都可以找到虚拟人技术的身影。除此以外，虚拟人技术在关系国计民生的重大领域，如军事、医疗、产品设计与制造等，也将发挥越来越重要的作用。7测控新技术课程报告近年来，虚拟人技术一直是计算机领域中比较活跃的研究课题，出现了大量的研究成果，同时也出现了几个比较著名的研究团队。如：美国宾夕法尼亚大学人体仿真与建模中心(CenterforHumanModelingan

6、dSimulation)，在Badler的领导下，研究包括参数化的关键帧技术在基于关节虚拟人的模型中的应用、逆运动学的应用、人体的平衡研究、脊骨的建模、行走模型的建立、运动捕获的研究、人体的冲突检测和纠正以及智能运动规划问题[1][3]。为NASA开发了用于人机工程测试的JACK系统，提供了多种运动交互控制手段，如：人体平衡、运动约束、碰撞检测以及路径规划和任务级规划的研究等[7-10]。近期他们提出了用自然语言控制虚拟人运动的方法——动作参数化表示法(PARParameterizedActionRepresentation)[11]

7、。国内学者开展虚拟人技术的研究起步较晚，目前也取得了一定的工作成果。北京航空航天大学的袁修干进行了人机工程仿真中人体运动的模拟[39][40]。哈尔滨工业大学的洪熔炳和天津民航学院的贺怀清进行了实时人体运动控制的研究，并将路径规划算法用于虚拟人运动控制[41-45]。中国科学院的王兆其进行了人体交互行为的研究，他所在的中国科学院计算技术研究所数字化技术研究室开发的JointMotion系统，使用一个传感器与一只数据手套，来确定一只手的肩关节、肘关节、腕关节以及各手指的状态，同时提供了一个基于VRML的虚拟人显示工具。在JointMot

8、ion系统的基础上，他们开发了中国聋人手语运动合成系统[3]。本课题主要研究虚拟训练仿真系统中人的运动控制。从虚拟人的几何建模、运动建模入手，分析了虚拟人的运动控制方法，并采用参数化关键帧法与反向运动学相结合的运动控制方