余　娅，　李　军

(湖北民族学院 信息工程学院, 湖北 恩施　445000)



基于微型传感器的虚拟人运动控制

余娅，李军

(湖北民族学院 信息工程学院, 湖北 恩施445000)

摘要：利用传感器数据和相邻肢体段相互关联的特点，根据人体运动特征建立了层次化结构的虚拟人运动模型，通过微型传感器采集的数据驱动虚拟人每个关节旋转，计算出关节的旋转角度，给出基于下肢运动的人体位移的计算方法。最后采用微型传感器数据和前向动力学相结合的方法对虚拟人运动进行控制，实现人体运动的重现。

关键词：虚拟人; 四元数; 微型传感器; 正向运动学

0引言

计算机图形学技术和虚拟现实技术日趋成熟，在虚拟环境中用虚拟人反映人的活动已经广泛地应用到人们的日常生活中，例如：影视娱乐、动画卡通、新闻广告、电子游戏等领域，提高了人们在虚拟世界中的沉浸感。除此以外，在军事、医疗、产品设计以及体育锻炼等领域，虚拟人也发挥了重要的作用。但人体是一个非常复杂的几何体，它的运动是高度非线性的，因此在虚拟人研究中，运动控制非常困难。多年来，大量的研究人员对虚拟人运动控制的研究做出了巨大贡献，但是虚拟人的运动控制还有大量的问题急需解决。

为了使虚拟人的动画更加自然、真实，在计算机动画中已经出现很多虚拟人控制技术。其中比较传统的运动控制方法有参数化关键帧技术[1-2]、运动学方法[3]、动力学方法[4-5]，以及目前在商业产品中比较流行的运动捕获技术[6-7]和运动合成技术[8-9]等。……