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基于物理的人体空中运动仿真
  • ISSN号:1000-9825
  • 期刊名称:软件学报
  • 时间:0
  • 页码:3228-3236
  • 语言:中文
  • 分类:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]中国科学院计算技术研究所智能信息处理重点实验室,北京100190, [2]中国科学院研究生院,北京100049
  • 相关基金:Supported by the National Natural Science Foundation of China under Grant Nos.60533070, 60603082 (国家自然科学基金); the National High-Tech Research and Development Plan of China under Grant Nos.2006AA01Z336, 2007AA01Z320 (国家高技术研究发展计划(863)); the National Basic Research Program of China under Grant No.2002CB312104 (国家重点基础研究发展计划(973))中国科学院计算技术研究所虚拟现实技术实验室的徐文彬、李淳苋、吴双元对本文工作给予了很大帮助,在此表示感谢.
  • 相关项目:虚拟奥运博物馆关键技术研究
中文摘要:

根据给定的处于关键时刻的人体关键姿态,运用优化方法生成满足牛顿力学的人体运动是人体运动仿真研究的重要问题.由于牛顿力学的强非线性和教值优化方法只能找到局部最优解,将牛顿力学约束直接作为约束条件的优化模型在实践中的收敛性不好.通过将牛顿力学约束转化为目标函数,同时增加对关键时刻的优化,提高了模型的收敛性,使其不依赖于被仿真运动的类型、人体质量参数和关键时刻准确程度等因素.仿真出来的人体运动尽可能地满足了牛顿力学.通过仿真7类复杂的蹦床运动验证了新模型的有效性'同时还将该模型用于人体受力分析和体育运动的新动作设计.

英文摘要:

According to the given keyframes and associated timing, how to simulate the human motion that conforms to Newton's law by optimization is an important problem. The convergence property of current optimization models where the constraint of Newton's law is regarded as the direct constraint condition is not satisfactory in practice. There are 2 reasons for that. The first is that the nonlinearity of Newton's law is strong. The second is that the current optimization methods can only find local minimizers. By converting the constraint of Newton's law into the objective function and adding the optimization of given timing, the convergence property of which is better than that of the current optimization models and is independent of the type of simulated motion, the error of mass parameters of human body and the error of the given timing. The simulated human motion can conform to Newton's law as much as possible. The efficacy of the new model is validated by simulating seven types of somersaults on the trampoline. Furthermore, this model has been applied to the analysis of forces acting on human body and the design of new motions in sports.

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期刊信息
  • 《软件学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院软件研究所 中国计算机学会
  • 主编:赵琛
  • 地址:北京8718信箱中国科学院软件研究所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jos@iscas.ac.cn
  • 电话:010-62562563
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-9825
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2560/TP
  • 邮发代号:82-367
  • 获奖情况:
  • 2001年入选中国期刊方阵“双百期刊”,2000年荣获中国科学院优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54609