| 【中文题名】 | 智能Avatar在IVE中行走运动控制及其路径规划问题的研究 |
| 【英文题名】 | The Research on Intelligent Avatar's Movement Control and the Path Planning in Intelligent Virtual Environment (IVE) |
| 【学科专业】 | 计算机软件与理论 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-3-28 |
| 【中关键词】 | 虚拟人,碰撞检测,人体行走动画,反向运动学,路径规划, |
| 【英关键词】 | Avatar,collision detection,walking animation of human body,Inverse Kinematics （IK）,path planning, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统> |
| 【论文摘要】 | 智能虚拟环境的研究内容是在虚拟环境中加入有生命的对象(虚拟人或动物)，通过对他们活动的模拟来进一步增强虚拟环境的真实感和沉浸感，以更逼真地模拟真实世界。
本文的研究工作主要围绕三维虚拟场景中智能Avatar行走动画及其路径规划生成展开。对三维虚拟环境中的碰撞检测、人体行走动画的自动生成及三维环境中的路径规划技术进行了深入研究，提出了相应的模型，并对传统方案作了改进。
在碰撞检测算法上，本文通过碰撞检测概述，对碰撞检测技术进行分类，将其分为空间分割法和层次包围盒法两大类，并对其进行解释；接着分析了在具体情况下如何适当地选取碰撞检测算法来解决问题，并提供了一些原则；其次为了实现碰撞检测技术，通过BSP树方式建立虚拟场景并对其进行管理；最后在BSP树进行场景管理的环境中对Avatar构造了三个辅助传感器包括对象传感器、目标位置传感器、障碍物传感器，它们将作为Avatar行走行为的传感器，以支持Avatar在虚拟环境中的实时行走以避免碰撞。
在人体行走动画的自动生成中，我们在人体的基本骨架的基础上研究了人体的行走模型，并且提出使用逆向运动学算法来保证人体动画的实时性。基... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-5 |
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ABSTRACT |
5-10 |
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第一章 绪论 |
10-16 |
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1.1 课题的来源与研究意义 |
10 |
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1.2 相关理论和国内外研究现状 |
10-14 |
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1.2.1 人体运动控制动画生成研究现状 |
10-12 |
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1.2.2 路径规划方法综述 |
12-14 |
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1.3 本论文工作及论文的组织安排 |
14-15 |
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1.4 小结 |
15-16 |
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第二章 碰撞检测分析及实现 |
16-28 |
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2.1 碰撞检测技术概述 |
16-18 |
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2.1.1 碰撞检测分类 |
17 |
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2.1.2 选择适当的碰撞检测算法 |
17-18 |
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2.2 场景管理 |
18-24 |
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2.2.1 场景管理和碰撞检测的关系 |
18-20 |
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2.2.2 BSP树及其在场景管理中的应用 |
20-24 |
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2.3 基于虚拟感知器的碰撞检测实现 |
24-27 |
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2.3.1 虚拟视觉 |
24-25 |
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2.3.2 虚拟感知器的设计 |
25-27 |
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2.4 本章小结 |
27-28 |
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第三章 虚拟人行走控制及动画生成 |
28-39 |
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3.1 人体动画的基本骨架模型 |
28-30 |
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3.2 运动学控制方法 |
30-32 |
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3.3 基于逆向运动学的人体行走动画生成 |
32-38 |
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3.3.1 逆向运动学原理 |
32-33 |
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3.3.2 人体行走模型分析 |
33-35 |
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3.3.3 行走动画生成 |
35-37 |
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3.3.4 算法过程与实现效果 |
37-38 |
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3.4 本章小结 |
38-39 |
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第四章 路径规划(最短路径) |
39-51 |
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4.1 路径规划问题概述 |
39-40 |
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4.2 A*路径规划算法简介 |
40-43 |
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4.2.1 传统避碰寻径方法 |
40-41 |
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4.2.2 A*寻径算法思想 |
41-42 |
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4.2.3 A*寻径算法步骤 |
42-43 |
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4.3 基于栅格的A*寻径实现 |
43-45 |
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4.4 提高搜索速度 |
45-46 |
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4.5 对规划的路径进行优化平滑 |
46-50 |
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4.5.1 不同地形的移动消耗 |
46-47 |
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4.5.2 平滑路径 |
47-50 |
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4.6 本章小结 |
50-51 |
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第五章 结论与展望 |
51-53 |
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5.1 本文的主要成果和创新点 |
51 |
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5.2 本文的不足和今后的工作 |
51-52 |
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5.3 全文总结 |
52-53 |
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参考文献 |
53-56 |
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致谢 |
56-57 |
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攻读学位期间发表的论文 |
57-58 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.382197 |
