动作捕捉系统在虚拟现实中的应用

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1、代号10701学号1072190456分类号TP391.9密级公开UDC编号题（中、英文）目动作捕捉系统在虚拟现实中的应用ApplicationofMotionCaptureSysteminVirtualReality作者姓名周韬学校指导教师姓名职称邵晓东教授工程领域机械工程企业指导教师姓名职称马金仓研究员论文类型应用基础技术类提交论文日期二○一三年三月西安电子科技大学独创性(或创新性)声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中

2、不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人

3、保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。(保密的论文在解密后遵守此规定)本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：日期导师签名：日期摘要随着虚拟现实技术的不断发展，虚拟人及其运动仿真技术在虚拟现实领域得到越来越广泛的应用，尤其是在一些复杂与人息息相关的虚拟环境仿真中更是必不可少。实行产品的虚拟装配有利于进行产品分析和产品设计，虚拟人的引入有利于判断产品设计的合理性、装配过程的规范性以及装配人员的舒适性。论文首先进行充分的需求分析，提出了虚拟人虚拟装配的设计方案，建立了虚拟人虚拟装配系统的体系结构，并对系统总体工

4、作流程和数据流程进行了详细说明。论文在实现商品化软件VegaPrime和DI-Guy结合的基础上，介绍了虚拟人的组成结构和运动驱动方法，同时对PhaseSpace动作捕捉系统进行了学习，掌握了使用方法并实现了与VegaPrime的实时结合。论文通过分析PhaseSpace动作捕捉系统获取的数据形式和虚拟人关节运动特点，通过学习和总结提出了一套通过肢体刚体捕捉驱动虚拟人运动的方法。论文研究了刚体空间转动的几种表示方法，同时根据关节的层次关系开发了一套四元数相互转换的方法，并通过代码实现了四元数跟欧拉角的转换，为虚拟人的运动驱动奠定基础。论文接着合理安排数据衣上

5、标识点的粘贴，构成合适的刚体，利用获取的刚体数据对虚拟人进行实时驱动。通过零部件上装配点的位置求取和虚拟人手部抓取点的设置，运用虚拟人完成虚拟装配任务。关键字：动作捕捉虚拟人虚拟现实虚拟装配四元数AbstractWiththedevelopmentofvirtualrealitytechnology,thevirtualhumananditsmovementemulationtechnologyhavefoundanincreasinglywideutilizationinthefieldofvirtualreality,andareespeciallyes

6、sentialinsomecomplicatedvirtualenvironmentsimulationsthatarecloselyrelatedtohumanbeings.Implementingthevirtualassemblyofproductsistothebenefitofproductanalysisandproductdesign.Theintroductionofvirtualhumanisgoodforjudgingtherationalityoftheproductdesign,thenormativeofassemblyproces

7、sandthecomfortablenessofassemblypersonnel.Firstlythispapermakesasufficientanalysisofproductrequirements,thenproposesthedesignschemeofthevirtualhumanassemblysystemandsetsupthearchitectureofthat.Finallythispaperdescribesthetotalworkflowanddataflowofavirtualassemblysystemindetail.This

8、paperintroducesthestructur