基于光学运动捕捉的虚拟交互系统开发(2)

2.2.1虚拟交互系统的性能需求分析 ..................................................................... 9

2.2.2虚拟交互系统的关键技术分析 ..................................................................... 9

2.3虚拟交互系统的硬件环境 .................................................................................. 10

2.4虚拟交互系统的软件结构 .................................................................................. 13

2.4.1软件系统的功能模块 ................................................................................... 13

2.4.2软件系统的层次结构 ................................................................................... 14

2.5本章小结 .............................................................................................................. 16

第3章虚拟交互环境的构建 ........................................................................................ 17

3.1系统几何数据接口的开发 .................................................................................. 17

3.2人体几何模型的构建 .......................................................................................... 18

3.3人体上肢运动模型的构建 .................................................................................. 19

3.3.1上肢运动模型的层次结构 ........................................................................... 20

3.3.2上肢运动模型的构建 ................................................................................... 20

3.4模型碰撞检测 ...................................................................................................... 22

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

3.4.1包围体碰撞检测 ........................................................................................... 22

3.4.2 AABB层次包围盒检测 ............................................................................... 27

3.4.3层次包围盒的优化 ....................................................................................... 29

3.4.4三角图元检测 ............................................................................................... 30

3.5本章小结 .............................................................................................................. 32

第4章运动捕捉与模型交互控制 ................................................................................ 33

4.1人体运动实时捕捉 .............................................................................................. 33

4.1.1 Vicon的运动捕捉环境的搭建 ..................................................................... 33

4.1.2相机标定 ....................................................................................................... 34

4.1.3标记点的放置 ............................................................................................... 35

4.1.4实时运动捕捉 ............................................................................................... 36

4.2运动数据接口的开发 .......................................................................................... 38

4.3虚拟交互环境中的模型控制 .............................................................................. 39

4.3.1模型的运动变换 ........................................................................................... 39

4.3.2模型的运动控制 ........................................................................................... 41

4.4抓取动作的定义与识别 ...................................................................................... 44

4.5本章小结 .............................................................................................................. 46

第5章虚拟交互系统的开发与验证 ............................................................................ 47

5.1虚拟交互系统的开发环境 .................................................................................. 47

5.2虚拟场景显示模块的开发 .................................................................................. 47

5.3系统模型的管理模块的开发 .............................................................................. 48

5.3.1模型数据库的设计 ....................................................................................... 49

5.3.2模型管理和维护界面的设计 ....................................................................... 49

5.4虚拟交互系统的实验验证 .................................................................................. 50

5.4.1静态基本动作的对应验证 ........................................................................... 51

5.4.2实时动态的虚拟交互验证 ........................................................................... 52

5.5本章小结 .............................................................................................................. 54

结论 ................................................................................................................................ 55

参考文献 ........................................................................................................................ 56

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明 ................................................................ 60

致谢 ................................................................................................................................ 61

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

第1章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

虚拟现实技术（Virtual Reality VR）作为虚拟制造技术的重要组成部分，在产品的概念设计、设计验证、生产培训以及产品维修等领域具有重要的应用价值。虚拟现实技术应用于产品的设计，可以进行更加全面的设计分析和评估，减少设计中存在的问题，从而缩短生产周期、降低生产成本；虚拟现实技术应用于生产培训，能够明显的降低培训成本、提高培训效率。特别是在复杂产品装配[1]、操作以及维修方面[2]，虚拟现实技术起着具有重要的作用。

虚拟现实系统通常需要满足 …… 此处隐藏：4434字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……