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虚拟操作仿真环境中基于运动捕获的虚拟人实时控制技术
  • ISSN号:1006-5911
  • 期刊名称:计算机集成制造系统
  • 时间:2013.3.3
  • 页码:253-258
  • 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]上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240, [2]上海市网络化制造与企业信息化重点实验室,上海200030
  • 相关基金:上海市科学技术委员会资助项目(11dz1121202);国防技术基础计划资助项目(Z312011B003,Z3120128001);国家自然科学基金资助项目(51075274)上海航天基金资助项目.
  • 相关项目:薄壁柔性件多体装配变形快速仿真理论与方法研究
中文摘要:

为了提高复杂产品装配、拆卸操作仿真中虚拟人的驱动精度且满足交互实时性,在分析影响虚拟人实时驱动精度因素的基础上,系统地提出虚拟操作仿真环境中满足虚拟人实时驱动精度的解决方案及其关键技术。针对真人与虚拟人的尺寸差异影响驱动精度的问题,提出基于关节旋转信息,采用动态约束方式建立虚拟人实时运动控制模型,实现了个性化人体的驱动;针对实时驱动过程中驱动噪声导致人体动作失真进而影响驱动精度的问题,提出以人体关节极限角度和设置前后关键帧关节角度变化幅值为判断准则,对驱动噪声进行过滤;随后引入灰色系统理论建立驱动噪声补偿模型,实现对被过滤掉的缺失数据进行在线补偿。以某型发动机的虚拟装配为例,分析交互装配过程中虚拟人的实时驱动精度,结果表明上述方案满足驱动精度要求和交互实时性要求。

英文摘要:

In virtual environment, the method of using real-time driving virtual human with motion capture to simu- late the assembly and disassembly for complex products had a high requirement for virtual human's driving accuracy. On the basis of analyzing the influencing factors of virtual human's real-time driving accuracy, the solution and key technology were proposed systematically. Aiming at the problem that the driving accuracy was influenced by size difference between real human and virtual human, the virtual human real-time motion control model by using dynam- ic constraints was built, and human driving with individuation was realized. Aiming at the problem that the driving accuracy was influenced by driving noise, a noise filtering rule was established based on the body joints" limit angles and the ranges of the joints angles between current frame and previous frame. A noise compensation model based on Grey System Theory (GST) was introduced to realize online compensation for filterable missing information. An au- tomobile engine's virtual assembly was taken as an example to analyze the real-time driving accuracy of virtual hu- man, and the result showed that the proposed solution could meet the driving accuracy and real-time demand.

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期刊信息
  • 《计算机集成制造系统》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国兵器工业集团公司
  • 主办单位:中国兵器工业第210研究所
  • 主编:杨海成
  • 地址:北京市海淀区车道沟10号北京2413信箱34分箱
  • 邮编:100089
  • 邮箱:986127464@qq.com
  • 电话:010-68962468
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-5911
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5946/TP
  • 邮发代号:82-289
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科技论文统计与分析文献来源期刊,中国科学引文数据库来源期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,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,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:25379