虚拟手抓持规则融合策略研究

摘要：

群体虚拟手抓持规则是虚拟手和虚拟物体进行抓持操作的交互规则,用于判定虚拟手是否能够成功抓持物体.对基于几何的虚拟手抓持规则和基于物理的虚拟手抓持规则分别进行了研究,针对基于几何的虚拟手抓持规则规则简单、仿真效果较差,基于物理模型的虚拟手抓持规则计算复杂、难以实现实时仿真的问题:(1)改进基于几何的虚拟手抓持规则,通过接触点位置、法矢和抓持面法矢制定抓持规则,使其效果逼近力封闭虚拟手抓持规则;(2)利用力封闭计算中抓持接触点和法矢不变的特性,通过内力配比避免了抓持操作中的非线性规划求解,使抓持操作阶段实现实时仿真;(3)通过几何约束进行初始抓持判断—力封闭计算校正—内力配比力封闭计算的策略,实现了完整的抓持过程实时仿真.设计的交互实验说明该抓持规则能实现高沉浸感和实时性的抓持仿真,可以应用到虚拟训练、虚拟装配等仿真平台.

关键词：稳定抓持、几何约束、内力平衡、抓持操作、配比

所属期刊栏目：41

分类号：TP391.98(计算技术、计算机技术)

资助基金：国防重点实验室基金SYFD160051807

在线出版日期：2019-07-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1203-1211