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虚拟人运动控制技术的研究 被引量:36
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作者 徐孟 孙守迁 潘云鹤 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第3期338-342,346,共6页
在参阅和分析了大量有关文献的基础上,对现有的各种实现虚拟人运动控制的方法进行了总结,特别是对当前广泛使用的参数化关键帧技术、基于物理的仿真技术、运动捕获技术以及运动编辑技术等,从理论到具体的实现等各个方面都作了详尽的剖析... 在参阅和分析了大量有关文献的基础上,对现有的各种实现虚拟人运动控制的方法进行了总结,特别是对当前广泛使用的参数化关键帧技术、基于物理的仿真技术、运动捕获技术以及运动编辑技术等,从理论到具体的实现等各个方面都作了详尽的剖析,并对各种方法的优缺点进行了分析,可为深入研究虚拟人的运动控制提供有益的参考。 展开更多
关键词 虚拟人 人体动画 运动控制 关键帧 运动捕获
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从运动捕获数据中提取关键帧 被引量:44
2
作者 沈军行 孙守迁 潘云鹤 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期719-723,共5页
在四元数表示下导出了两个旋转之间差异的一种简单形式 ,将人体各关节上总的旋转变化作为帧间距 ,设计了一种从运动捕获数据中提取关键帧的高效算法 通过向量的线性插值和四元数的球面线性插值重建了原始动画 实验表明 ,该算法具有很好... 在四元数表示下导出了两个旋转之间差异的一种简单形式 ,将人体各关节上总的旋转变化作为帧间距 ,设计了一种从运动捕获数据中提取关键帧的高效算法 通过向量的线性插值和四元数的球面线性插值重建了原始动画 实验表明 ,该算法具有很好的数据压缩效果 。 展开更多
关键词 关键帧 计算机动画 运动编辑 运动捕获 四元数
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基于人体运动的仿人型机器人动作的运动学匹配 被引量:34
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作者 赵晓军 黄强 +2 位作者 彭朝琴 张利格 李科杰 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期358-361,379,共5页
提出了仿人型机器人模仿人体运动的相似性函数,讨论了运动学约束,并给出了满足运动约束条件且具有与人体动作高相似性的运动求解算法.在有33个自由度的仿人型机器人实体上完成了模仿人的太极拳动作,验证了方法的有效性.
关键词 仿人型机器人 运动捕捉 运动学匹配 相似性 地面接触条件
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人体运动仿真综述 被引量:33
4
作者 夏时洪 魏毅 王兆其 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期1354-1361,共8页
人体运动仿真是生物力学、机器人学和计算机科学交叉产生的研究领域,其目的是建立计算模型模拟人体在给定约束下自然真实的物理运动.与一般的人体动画相比,人体运动仿真要求合成的人体运动满足牛顿定律.因此,人体运动仿真除了可用于特... 人体运动仿真是生物力学、机器人学和计算机科学交叉产生的研究领域,其目的是建立计算模型模拟人体在给定约束下自然真实的物理运动.与一般的人体动画相比,人体运动仿真要求合成的人体运动满足牛顿定律.因此,人体运动仿真除了可用于特效制作,还可用于物理任务的操作培训和学习等方面.首先介绍人体运动仿真的起源与典型应用,然后阐述人体运动仿真研究的关键技术.在关键技术介绍中,引入人体运动仿真研究中使用的人体简化几何模型和物理模型,然后将人体运动仿真方法分成两类:基于前向动力学方法与基于逆向动力学方法,并详细介绍它们的发展历程和最新研究进展.最后从交互动作的仿真、仿真结果验证等几方面讨论人体运动仿真未来可能的发展方向. 展开更多
关键词 运动捕获 人体动画 生物力学 机器人 虚拟人
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基于分层曲线简化的运动捕获数据关键帧提取 被引量:27
5
作者 杨涛 肖俊 +1 位作者 吴飞 庄越挺 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第11期1691-1697,共7页
引入骨骼夹角作为运动特征,并以此确定候选关键帧;采用分层曲线简化算法精选候选关键帧获得最终关键帧集合;通过对算法参数自适应调节,以满足不同压缩率要求·实验结果表明:该算法具有良好的数据压缩效果及较强的运动概括能力,并在... 引入骨骼夹角作为运动特征,并以此确定候选关键帧;采用分层曲线简化算法精选候选关键帧获得最终关键帧集合;通过对算法参数自适应调节,以满足不同压缩率要求·实验结果表明:该算法具有良好的数据压缩效果及较强的运动概括能力,并在一定程度上保证了同类相似运动间关键帧集合的一致性· 展开更多
关键词 关键帧 运动捕获 特征表示 分层曲线简化
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基于视频的人体动画 被引量:22
6
作者 罗忠祥 庄越挺 +1 位作者 刘丰 潘云鹤 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期269-276,共8页
现有的基于运动捕获的动画普遍存在投资大 ,人体的运动受到捕获设备限制等缺陷 提出了新的基于视频的人体动画技术 ,首先从视频中捕获人体运动 ,然后将编辑处理后的运动重定向到动画角色 ,产生满足动画师要求的动画片段 对其中的运动捕... 现有的基于运动捕获的动画普遍存在投资大 ,人体的运动受到捕获设备限制等缺陷 提出了新的基于视频的人体动画技术 ,首先从视频中捕获人体运动 ,然后将编辑处理后的运动重定向到动画角色 ,产生满足动画师要求的动画片段 对其中的运动捕获、运动编辑和运动重定向等关键技术进行了深入研究 ,并基于这些关键技术开发了一个基于双像机的视频动画系统 (VBHA) ,系统运行结果表明了从来源广、成本低的视频中捕获运动 。 展开更多
关键词 视频 人体动画 运动捕获 运动编辑 动画再生 计算机动画 视频动画系统
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基于人工智能的运动教练系统分析与展望 被引量:31
7
作者 刘昊扬 《北京体育大学学报》 CSSCI 北大核心 2018年第4期55-60,共6页
随着计算机技术的飞速发展,人工智能已从实验室走向了实际应用,同时也开始渗入到体育运动领域。通过对人工智能技术在体育运动中的应用现状进行分析,并对基于人工智能的运动教练系统发展进行了展望:在获取运动相关数据的基础上,对功能... 随着计算机技术的飞速发展,人工智能已从实验室走向了实际应用,同时也开始渗入到体育运动领域。通过对人工智能技术在体育运动中的应用现状进行分析,并对基于人工智能的运动教练系统发展进行了展望:在获取运动相关数据的基础上,对功能性动作模式、运动技术等进行评估,建立多目标反馈的训练方式,最终帮助运动者提高训练水平。重点阐述了基于人工智能的运动教练系统未来发展的4个关键研究方向,包括功能性动作模式评估与改善方案、运动技术评价与改进建议、针对多训练目标的实时反馈以及辅助训练机器人等。 展开更多
关键词 人工智能运动教练 动作捕捉 功能性动作模式评估 运动技术评价 实时反馈
原文传递
人体动作捕捉技术综述以及一种新的动作捕捉方案陈述 被引量:29
8
作者 李晓丹 肖明 曾莉 《中国西部科技》 2011年第15期35-37,共3页
文章综述了目前动作捕捉领域几大主流解决方案,并重点挑选出目前在专业领域应用最广泛的光学式捕捉以及在家用领域做出建树的视频式动作捕捉进行了实现原理的阐述和分析。在综合对比了几大方案的优劣之后,提出了基于加速度信息的一种新... 文章综述了目前动作捕捉领域几大主流解决方案,并重点挑选出目前在专业领域应用最广泛的光学式捕捉以及在家用领域做出建树的视频式动作捕捉进行了实现原理的阐述和分析。在综合对比了几大方案的优劣之后,提出了基于加速度信息的一种新的动作捕捉方案。 展开更多
关键词 动作捕捉 传感器 加速度 姿态测量
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基于视频的运动捕获 被引量:20
9
作者 罗忠祥 庄越挺 +1 位作者 潘云鹤 刘丰 《中国图象图形学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2002年第8期752-756,共5页
现有的运动捕获方法大都存在运动捕获设备昂贵、演员运动受限等缺点 ,为此 ,提出了一种利用视觉技术从视频中提取人体运动的方法 ,并对其中的特征跟踪和三维运动序列恢复等关键技术进行了深入研究 .基于人体模型的特征跟踪算法利用卡尔... 现有的运动捕获方法大都存在运动捕获设备昂贵、演员运动受限等缺点 ,为此 ,提出了一种利用视觉技术从视频中提取人体运动的方法 ,并对其中的特征跟踪和三维运动序列恢复等关键技术进行了深入研究 .基于人体模型的特征跟踪算法利用卡尔曼滤波和极线方程 ,能精确地跟踪比较大的人体运动 ;采用不共面的非线性定标模型和考虑运动不确定性的三维重建方法 ,能恢复逼真的三维人体骨架模型 .实验结果验证了基于视频的运动捕获方法的可行性和有效性 . 展开更多
关键词 视频动画 运动捕获 特征跟踪 三维重建 三维人体运动序列
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虚拟人技术研究综述 被引量:18
10
作者 罗冠 郝重阳 +1 位作者 张雯 樊养余 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2005年第18期7-9,共3页
主要从虚拟人的几何表达、运动生成及控制这两个方面对虚拟人技术的研究进展作了一个比较全面的综述。针对目前已有方法存在的缺陷,提出了一种基于多刚体系统理论的虚拟人建模方法的思路与框架。
关键词 虚拟人 几何表达 运动生成及控制 运动捕捉 多刚体系统
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伤科手法治疗腰椎间盘突出症的运动学研究 被引量:25
11
作者 王玮 王冬梅 +1 位作者 李飞跃 薛彬 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期541-547,共7页
为探索中医手法治疗腰椎间盘突出症的运动学规律和机制,选取上海交通大学附属瑞金医院魏氏伤科手法中的经典"悬足压膝"和"腰部提拉"手法动作作为研究对象。对10名健康青年男性施加手法动作,并通过三维运动捕捉系统... 为探索中医手法治疗腰椎间盘突出症的运动学规律和机制,选取上海交通大学附属瑞金医院魏氏伤科手法中的经典"悬足压膝"和"腰部提拉"手法动作作为研究对象。对10名健康青年男性施加手法动作,并通过三维运动捕捉系统采集手法作用时受试者的5次运动学数据,定义人体相对关节坐标系,并通过Visual3D软件建立人体三维运动模型。计算下肢髋关节、膝关节和踝关节的相对运动角度,并分解对应得到各关节的屈曲/伸展、外展/内收、轴向旋转运动,处理计算得到关节的平均运动角度和轨迹规律。统计各运动数据,分析运动的左右侧差异。结果表明,右侧髋关节的平均被动屈曲角度可达137.33°,被动伸展角度可达30.86°,这与解剖学上髋关节的被动最大角度以及其与膝关节位置相关的理论相一致,也验证了髋关节的极限屈曲/伸展角度与膝关节的位置有关,从而说明魏氏手法的运动学作用机理在于促进髋关节被动运动达到可达最大程度。同时发现,部分关节运动角度针对下肢惯用侧存在统计学上的左右侧差异(P<0.05)。该研究为手法的研究和定量评估提供新的研究方法。 展开更多
关键词 魏氏手法 腰椎间盘突出症 运动捕捉 关节运动
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一种基于传感器的人体上肢运动实时跟踪方法 被引量:17
12
作者 王兆其 高文 徐燕 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期616-619,共4页
实时跟踪人体运动是人机交互的重要研究课题 ,可以广泛应用于虚拟现实、虚拟人运动合成、聋人手语自动生成、计算机 3D动画、机器人运动控制、远程人机交互等领域 .文中介绍了一种基于传感器的人体上肢运动实时跟踪方法 ,给出了该方法... 实时跟踪人体运动是人机交互的重要研究课题 ,可以广泛应用于虚拟现实、虚拟人运动合成、聋人手语自动生成、计算机 3D动画、机器人运动控制、远程人机交互等领域 .文中介绍了一种基于传感器的人体上肢运动实时跟踪方法 ,给出了该方法的虚拟人模型、计算原理与校正方法 ,最后介绍了整个方法的实现以及在中国聋人手语自动合成中的应用 .该方法具有使用传感器少、运动跟踪精度高。 展开更多
关键词 运动跟踪 虚拟人 虚拟现实 人体上肢运动 传感器 计算机动画
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仿人机器人复杂动作设计中人体运动数据提取及分析方法 被引量:23
13
作者 张利格 毕树生 高金磊 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期107-112,共6页
提出了仿人机器人复杂动作设计中人体运动数据提取及分析方法.首先,通过运动捕捉系统获取人体运动数据,并采用运动重定向技术,输出人-机简化模型的数据;然后,对运动数据进行分析和运动学解算,给出基于人体运动数据的仿人机器人逆运动学... 提出了仿人机器人复杂动作设计中人体运动数据提取及分析方法.首先,通过运动捕捉系统获取人体运动数据,并采用运动重定向技术,输出人-机简化模型的数据;然后,对运动数据进行分析和运动学解算,给出基于人体运动数据的仿人机器人逆运动学求解方法,得到仿人机器人模型的关节角数据;再经过运动学约束和稳定性调节后,生成能够应用于仿人机器人的运动轨迹.最终,通过在仿人机器人BHR-2上进行刀术实验验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 仿人机器人 运动捕捉 人-机简化模型 数据提取及分析 逆运动学求解
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基于无线惯性传感器的人体动作捕获方法 被引量:22
14
作者 李启雷 金文光 耿卫东 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期280-285,共6页
为解决光学式动作捕捉设备成本高昂和操作复杂的问题,提出一种通过佩戴在用户身体上的无线惯性传感器进行人体动作数据捕获的方法.在用户身体的各个运动部位绑定多个由加速度和磁通传感器构成的无线惯性传感器单元,传感器通过无线信号... 为解决光学式动作捕捉设备成本高昂和操作复杂的问题,提出一种通过佩戴在用户身体上的无线惯性传感器进行人体动作数据捕获的方法.在用户身体的各个运动部位绑定多个由加速度和磁通传感器构成的无线惯性传感器单元,传感器通过无线信号发送运动传感数据到计算机端,应用优化算法计算惯性传感单元的三维朝向信息,最后将四元数与动画角色的骨骼绑定后生成人体动作数据.为了解决运动过程中的行走导致的骨架根节点移动问题,利用地形参数反向计算和调整角色骨架根节点位置,使生成的动作符合地形和环境要求,达到真实自然的运动效果.实验结果表明,使用无线惯性传感器进行人体动作捕获得到的动作数据准确度高,朝向计算方法运行速度快,能够满足实时性应用的要求,同时显著降低动作捕获的成本和使用复杂度. 展开更多
关键词 动作捕获 惯性传感器 无线网络 逆向动力学 动作重定向
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基于外极线约束的快速精确立体匹配算法 被引量:17
15
作者 韩伟 郑江滨 李秀秀 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第1期51-53,共3页
针对三维运动捕捉系统标记点匹配中存在标记点交叠等情况和速度要求,提出利用平行相机结构,使用统计匹配像素点的平均高度差计算相机间的高度差,并将其与外极线约束相结合将匹配标记点搜索范围限制在一个特定区域内,与传统的利用外极线... 针对三维运动捕捉系统标记点匹配中存在标记点交叠等情况和速度要求,提出利用平行相机结构,使用统计匹配像素点的平均高度差计算相机间的高度差,并将其与外极线约束相结合将匹配标记点搜索范围限制在一个特定区域内,与传统的利用外极线约束需要在整条直线上进行搜索相比,将搜索范围限制在一个估算点周围,减小了搜索区域,提高了匹配速度。对于标记点存在交叠的情况,使用聚类的方法和加权距离最小值得到正确的匹配标记点,从而提高了立体匹配的精度。实验结果验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 立体匹配 外极线约束 运动捕捉 标记点
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基于动作捕捉的计算机动画探讨与实现 被引量:18
16
作者 冯远淑 陈福民 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期956-960,共5页
探讨了动作捕捉 (motioncapture)技术 ,分析了运动数据的采集方法及其处理技术 ,剖析了 3DStudioMax文件的结构 ,并利用 3DStudioMax文件建立了计算机动画模型 ;在此基础上 ,利用处理后的数据文件驱动该模型 ,实现了计算机动画生成 .最... 探讨了动作捕捉 (motioncapture)技术 ,分析了运动数据的采集方法及其处理技术 ,剖析了 3DStudioMax文件的结构 ,并利用 3DStudioMax文件建立了计算机动画模型 ;在此基础上 ,利用处理后的数据文件驱动该模型 ,实现了计算机动画生成 .最后探讨了其在影视制作中的应用 . 展开更多
关键词 计算机动画 动作捕捉 捕捉空间 动画系统
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基于多自主智能体的群体动画创作 被引量:12
17
作者 刘丰 庄越挺 +1 位作者 罗忠祥 潘云鹤 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期104-110,共7页
群体动画一直是计算机动画界一个具有挑战性的研究方向 提出了一个基于多自主智能体的群体动画创作框架 :群体中的各角色作为自主智能体 ,能感知环境信息 ,产生意图 ,规划行为 ,最后通过运动系统产生运动来完成行为和实现意图 与传统... 群体动画一直是计算机动画界一个具有挑战性的研究方向 提出了一个基于多自主智能体的群体动画创作框架 :群体中的各角色作为自主智能体 ,能感知环境信息 ,产生意图 ,规划行为 ,最后通过运动系统产生运动来完成行为和实现意图 与传统的角色运动生成机理不同 ,首先采用运动捕获系统建立基本运动库 ,然后通过运动编辑技术对基本运动进行处理以最终得到角色运动 应用本技术 ,动画师只需“拍摄”角色群体的运动就能创作群体动画 。 展开更多
关键词 群体动画 运动捕获 自主智能体 运动编辑
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动作捕捉技术在舞蹈姿态分析和教学中的实践研究 被引量:19
18
作者 陈伟江 《微型电脑应用》 2020年第3期102-105,共4页
为了将人体运动仿真技术应用到舞蹈姿态分析和教学研究中。研究了舞蹈姿态动作捕捉及分析,包括舞蹈动作的实时采集,舞蹈姿态的模型数据库建立,以及基于特征平面向量的21个关键节点和7个特征匹配平面的舞蹈姿态分析方法;然后,以某健美操... 为了将人体运动仿真技术应用到舞蹈姿态分析和教学研究中。研究了舞蹈姿态动作捕捉及分析,包括舞蹈动作的实时采集,舞蹈姿态的模型数据库建立,以及基于特征平面向量的21个关键节点和7个特征匹配平面的舞蹈姿态分析方法;然后,以某健美操班50名学员为实例,划分舞蹈基础和身体素质相当的两组分别进行常规教学和试验教学,试验对比组除了在动作幅度上低于常规组3.9分外,其在动作力度、规范程度方面的打分相比均高出9分以上。研究将动作捕捉技术与舞蹈教学和分析相结合,实现了舞蹈动作的直观反馈和分析,为科学的舞蹈教学提供了数据支撑。 展开更多
关键词 动作捕捉 信息技术 舞蹈教学
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利用Tracker视频分析软件测量液体黏度 被引量:19
19
作者 庞玮 陈峻 +2 位作者 李志伟 尚思恒 黄冠元 《大学物理》 北大核心 2012年第4期25-27,共3页
在落球法测量液体黏度中利用Tracker视频分析软件捕捉分析小球下落轨迹,减小了实验中诸多不确定因素带来的测量误差,使数据处理更为直观、准确.结果表明此方法能准确测量小球的收尾速度,而且可以对现有实验内容进行扩展.
关键词 Tracker软件 视频分析 落球法 液体黏度
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基于惯性动作捕捉的人体运动姿态模拟 被引量:17
20
作者 赵正旭 戴欢 +1 位作者 赵文彬 袁洁 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第5期5-8,共4页
针对人体运动姿态编辑的自由性,提出一种人体运动姿态模拟方法。该方法采用贝塞尔曲线和数值数据编辑人体运动姿态。根据人体运动的特点,在VC++中运用OpenGL构建虚拟人体模型,利用动作捕捉技术设计人体运动姿态的模拟程序。结合人体关... 针对人体运动姿态编辑的自由性,提出一种人体运动姿态模拟方法。该方法采用贝塞尔曲线和数值数据编辑人体运动姿态。根据人体运动的特点,在VC++中运用OpenGL构建虚拟人体模型,利用动作捕捉技术设计人体运动姿态的模拟程序。结合人体关节正常活动范围,对主要关节点的运动姿态进行分析,结果表明,该方法能有效利用人体运动数据,驱动虚拟人体模型。 展开更多
关键词 动作捕捉 3DSUIT系统 人体运动姿态 贝塞尔曲线
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