基于视觉感知模型的虚拟人路径规划研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:willian1019
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随着虚拟现实技术的发展,针对虚拟人技术的研究逐渐增多。本文通过分析虚拟人的关键技术,重点研究了感知模型和路径规划的方法。在分析探讨已有感知模型和路径规划算法的基础上,建立适合的视觉感知模型,融合相关路径规划算法,并应用于虚拟场景中虚拟人的路径规划。首先,建立虚拟人几何模型。本文采用骨骼蒙皮的方法,在3ds max中将Biped骨骼嵌入人体模型,实现人体模型的行走运动,为实验中模拟虚拟人在虚拟场景中进行路规划提供基础。其次,主要研究感知模型。感知环境信息属于虚拟人行为控制技术层次。本文通过对典型感知模型进行比较,分析人类的视觉感知生理特点和注意机制,采用人眼视野范围和场景信息空间查询相结合建立视觉感知模型。该模型虽然没有涉及视觉记忆和其他的感知方式,逼真性差了些,但处理效率比较高。最后,在建立视觉感知模型基础上,着重研究虚拟人的路径规划技术。其中环境信息表示是首要问题,本文采用栅格法和四叉树相结合来表示虚拟环境。全局静态环境下运用启发式的搜索算法—A*算法,出现动态障碍物的环境下运用人工势场法。A*算法的启发函数是其关键所在,本文在启发函数中加入栅格节点的朝向角度,对其和欧氏距离添加不同的权值,既加入了最短距离因素,也加入方向因素,使得虚拟人路径规划能够增加多样性。对于人工势场法运用已有的思想,加入虚拟障碍物打破振荡状态,可以实现在动态环境下的躲避障碍物,对多运动物体采用大序号物体优先运动。并将这两种径规划算法通过实验仿真,在虚拟场景中进行虚拟人的路径规划,证明了算法的有效性。
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