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一种解析的反向运动学方法 被引量:4
1
作者 王毅刚 吴子朝 陈小雕 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2009年第6期2368-2369,2373,共3页
针对多关节的反向运动学(IK)提出一种解析的求解方法,直接给出公式来求解关节链中所有待求关节的位置和旋转变量。同传统的迭代方法相比,该方法省却了繁琐的迭代计算,具有更高的求解效率,可以应用于角色动作、运动轨迹的设计、编辑及优... 针对多关节的反向运动学(IK)提出一种解析的求解方法,直接给出公式来求解关节链中所有待求关节的位置和旋转变量。同传统的迭代方法相比,该方法省却了繁琐的迭代计算,具有更高的求解效率,可以应用于角色动作、运动轨迹的设计、编辑及优化等交互性强和实时性要求高的应用中。 展开更多
关键词 反向运动学 多关节点 角色动画
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基于多关节反向运动学的清藻机运动仿真 被引量:4
2
作者 杨光 陈祝平 肖炜 《图学学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期92-95,共4页
针对水藻以及水浮莲等水生植物对水质污染所造成的生态环境破坏,基于多关节反向运动学,对小型机械打捞装置进行运动仿真。利用CAXA建立清藻机的三维模型,在文件优化和数据交换基础上,利用3ds max软件建立打捞装置各部件的层次链接,并基... 针对水藻以及水浮莲等水生植物对水质污染所造成的生态环境破坏,基于多关节反向运动学,对小型机械打捞装置进行运动仿真。利用CAXA建立清藻机的三维模型,在文件优化和数据交换基础上,利用3ds max软件建立打捞装置各部件的层次链接,并基于多关节反向运动学进行运动仿真和轨迹分析,得到作业过程打捞装置的运动,包括IK链的位置轨迹和耙爪的运动轨迹。此方法适于机构运动轨迹的设计、编辑及优化等交互性强和实时性要求高的任务。 展开更多
关键词 计算机应用 运动仿真 反向运动学 层次
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一种新的可重构三自由度平面并联机构的结构设计及运动学分析 被引量:6
3
作者 王澍声 尤晶晶 +2 位作者 黄宁宁 叶鹏达 李成刚 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期437-443,共7页
设计了一种新型的可变胞运动副,可用于实现3-转动副转动副转动副(Revolute-joint,revolute-joint,revolute-joint,RRR)平面并联机构的重构,进而推导并验证了R-R-R和转动副移动副转动副(Revolute-joint,prismatic-joint,revolute-joint,R... 设计了一种新型的可变胞运动副,可用于实现3-转动副转动副转动副(Revolute-joint,revolute-joint,revolute-joint,RRR)平面并联机构的重构,进而推导并验证了R-R-R和转动副移动副转动副(Revolute-joint,prismatic-joint,revolute-joint,R-P-R)两种模式下的运动学模型包括正解方程和逆解方程,可用于计算并联机构的奇异位形和工作空间。研究结果表明:所设计的可变胞运动副能够实现机构的重构功能;两种模式下的运动学正解算法一致,均为一元八次方程;R-R-R型的运动学逆解为三个一元二次方程,R-P-R型的运动学逆解可直接用两点间的距离公式表达。最后,通过虚拟样机实验,验证了运动学模型的正确性。 展开更多
关键词 并联机构 变胞 重构 正向运动学 反向运动学
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基于OpenGL的人体运动学研究 被引量:2
4
作者 李清玲 侯丽萍 王丰斌 《电脑知识与技术》 2007年第12期1418-1421,共4页
根据人体运动的形态特征,构造人体简化几何模型,分析人体运动层次结构特点,构建人体分层结构运动链。论文以上肢运动为例,采用反向运动学算法,计算出在目标位姿下各关节的角度,在VC++环境下,基于OpenGL实现对上肢关节链的运动... 根据人体运动的形态特征,构造人体简化几何模型,分析人体运动层次结构特点,构建人体分层结构运动链。论文以上肢运动为例,采用反向运动学算法,计算出在目标位姿下各关节的角度,在VC++环境下,基于OpenGL实现对上肢关节链的运动控制: 展开更多
关键词 运动学 关节链 几何模型 反向运动学
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3-RSR并联机器人运动学研究 被引量:5
5
作者 陈文凯 刘平安 《机械工程师》 2005年第10期32-34,共3页
在已有研究的基础上,给出了更为简单、完善的3-RSR并联机器人封闭正解,以及一般结构参数下的逆解和对称结构参数时的封闭逆解的求解方法。该机构运动学正解的最大数目为16组,逆解数目最多有8组,求逆解较其它三自由度并联机器人复杂。
关键词 并联机器人 正向运动学 反向运动学
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复杂场景下Baxter机器人的避碰运动规划
6
作者 鹿霖 谢树新 《中阿科技论坛(中英文)》 2023年第7期97-101,共5页
起始位形和目标状态不变的情况下,Baxter机器人运动规划器每次运行时的规划结果也可能不同。因此,文章将IKFAST分析方法和双向RRT运动规划算法相结合,旨在为Baxter机器人在复杂场景作业中快速规划一条无碰撞路径和轨迹。通过分析IKFAST... 起始位形和目标状态不变的情况下,Baxter机器人运动规划器每次运行时的规划结果也可能不同。因此,文章将IKFAST分析方法和双向RRT运动规划算法相结合,旨在为Baxter机器人在复杂场景作业中快速规划一条无碰撞路径和轨迹。通过分析IKFAST分析方法的IK求解器与其他数值IK求解器(NR和MLA方法)在运动规划中的性能表现,证明了IKFAST分析方法可以有效提高运动规划性能。 展开更多
关键词 运动规划 反向运动学 冗余机器人 双向RRT
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四自由度模拟飞行复合平台运动学设计及仿真 被引量:1
7
作者 董艇舰 李化 桑超 《中国民航大学学报》 CAS 2019年第6期24-28,共5页
针对传统飞行模拟机六自由度运动平台的缺点,自主设计一种四自由度复合运动平台,具有成本低、结构简单、运动空间大、易于控制等优势。在运动学研究基础上,建立空间坐标系及D-H参数表,结合欧拉变换法推导出运动学正反解方程。运用Matlab... 针对传统飞行模拟机六自由度运动平台的缺点,自主设计一种四自由度复合运动平台,具有成本低、结构简单、运动空间大、易于控制等优势。在运动学研究基础上,建立空间坐标系及D-H参数表,结合欧拉变换法推导出运动学正反解方程。运用Matlab R obotics Toolbox仿真软件建立数学模型,对四自由度复合平台正反解进行验证,两者结果一致,说明所求方程和仿真的正确性。最后进行关节空间轨迹规划,仿真出4个关节的位移、速度、加速度曲线,各条曲线均光滑连续,证明了四自由度复合平台轨迹的可行性。 展开更多
关键词 串联机器人 四自由度 前向运动学 反向运动学 飞行模拟机
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基于人机工效学的人体建模和运动仿真 被引量:11
8
作者 陈萌 陈立平 《机械科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期597-599,602,共4页
基于人机工效学的人体建模和运动仿真是虚拟现实技术中的研究热点之一。为使设计人员早在设初期就可评估人体工程因素和装配设计中的人体工学问题 ,本文介绍了人体模型的树层次结构及相关术语概念 ,根据反向运动学原理分析了虚拟人在完... 基于人机工效学的人体建模和运动仿真是虚拟现实技术中的研究热点之一。为使设计人员早在设初期就可评估人体工程因素和装配设计中的人体工学问题 ,本文介绍了人体模型的树层次结构及相关术语概念 ,根据反向运动学原理分析了虚拟人在完成抓取 /释放、坐立、下蹲等仿真过程中部件关联属性的特点和运行机理 ,最后讨论了在实现 RU L A姿势分析、NOISH提升分析和千卡 (Kcal) 展开更多
关键词 人机工效学 主控臂 部件关联 反向运动学 运动仿真 人体建模
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面向VR航海模拟器的虚拟手交互方法研究 被引量:1
9
作者 陈立家 张子健 +3 位作者 郝国柱 李世刚 王凯 黄立文 《中国航海》 CSCD 北大核心 2023年第3期135-144,共10页
为促进航海模拟器的发展,利用虚拟现实技术高沉浸感以及可交互性的特点构建虚拟现实航海模拟器,重点研究其人机交互问题。以HTC Vive、Leap Motion为硬件载体,通过Unity构建虚拟船舶操纵场景;采用层次包围盒树技术和立体模型堆积算法对... 为促进航海模拟器的发展,利用虚拟现实技术高沉浸感以及可交互性的特点构建虚拟现实航海模拟器,重点研究其人机交互问题。以HTC Vive、Leap Motion为硬件载体,通过Unity构建虚拟船舶操纵场景;采用层次包围盒树技术和立体模型堆积算法对虚拟驾驶台控件进行高效的碰撞检测;根据实际船舶操纵特点建立虚拟手操纵方法,并引入反向运动学算法对操纵过程中的虚拟手姿进行实时优化。仿真结果表明,采用改进后的碰撞检测算法运行帧率提高了23.1%,经反向运动学算法优化后手姿稳定性提高了50.8%,实现了高沉浸感与高真实感的船舶操纵,解决了传统虚拟现实仿真中人机交互真实感不足的问题。 展开更多
关键词 航海模拟器 虚拟现实 虚拟手 碰撞检测 反向运动学
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带RTCP功能的五轴机床后处理程序开发 被引量:1
10
作者 林志伟 周哲平 +1 位作者 王郑拓 栾丛丛 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第6期60-64,共5页
为解决带旋转刀具中心点(RTCP)功能五轴机床的后处理问题,以国产桌面式双回转工作台型五轴机床结构为研究对象,对其运动链进行了分析和建模,建立了其正向运动学方程;对旋转轴和平动轴分别进行了反向运动学求解,分析了旋转轴双解问题的... 为解决带旋转刀具中心点(RTCP)功能五轴机床的后处理问题,以国产桌面式双回转工作台型五轴机床结构为研究对象,对其运动链进行了分析和建模,建立了其正向运动学方程;对旋转轴和平动轴分别进行了反向运动学求解,分析了旋转轴双解问题的求解策略;同时结合五轴机床的RTCP功能,开发了一套通用性较强的后置处理程序。最后对后处理程序进行了五轴加工实验,验证了该程序在实际应用中的正确性和有效性。 展开更多
关键词 五轴机床 后置处理 旋转刀具中心点 反向运动学
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航天员上肢典型动作的动力学仿真与分析
11
作者 殷梦馨 汪圣伟 +2 位作者 叶青 李静文 丁立 《载人航天》 CSCD 北大核心 2023年第6期735-743,共9页
针对航天员人机交互过程中的操作工效学问题,基于航天员上肢典型动作的力学问题进行仿真分析。考虑上肢的运动特点,利用反向运动学和动力学Kane法进行关节力矩模型和简化肌肉力模型的求算,并针对上肢7自由度冗余问题采用梯度投影算法进... 针对航天员人机交互过程中的操作工效学问题,基于航天员上肢典型动作的力学问题进行仿真分析。考虑上肢的运动特点,利用反向运动学和动力学Kane法进行关节力矩模型和简化肌肉力模型的求算,并针对上肢7自由度冗余问题采用梯度投影算法进行处理。结果表明:搭建的7自由度冗余模型计算结果接近人体真实情况,为了实现开舱门动作的方便性以及考虑设计的冗余量,舱门宽度应尽量避免超过0.6 m;通过分析点按动作在不同的按钮高度条件下的仿真结果,得出按钮高度为0(按钮与肩同高)时,上肢各关节综合负担相对最优。 展开更多
关键词 航天员 冗余自由度 反向运动学 Kane法 仿真
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人体骨架模型的建立及IK问题的一种解决方式 被引量:20
12
作者 李春霞 杨克俭 李波 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 北大核心 2003年第6期815-818,共4页
从骨架层次上对人体进行抽象和简化 ,并产生了人体分层结构树 ;同时讨论了人体的关节模型和关节约束 ,把关节分为一个自由度的关节、两个自由度的关节和三个自由度的关节 .并在此人体分层结构上 ,提出了解决 IK问题的指向线算法 ,这个... 从骨架层次上对人体进行抽象和简化 ,并产生了人体分层结构树 ;同时讨论了人体的关节模型和关节约束 ,把关节分为一个自由度的关节、两个自由度的关节和三个自由度的关节 .并在此人体分层结构上 ,提出了解决 IK问题的指向线算法 ,这个算法和国外学者提出的 CCD算法思想不谋而合 ,讨论了 CCD针对解决人体 IK问题的优势和不足之处 ,提出了相应的改进方法 . 展开更多
关键词 骨架建模 关节模型 反向运动学 指向线算法 CCD
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利用Kane方法进行航天员舱外活动仿真 被引量:2
13
作者 杨锋 袁修干 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期151-154,共4页
阐述了计算机动态仿真航天员舱外活动 (ExtraVehicularActivity ,EVA)的必要性 ,分析了国外航天员运动仿真的现状 ,给出了应用计算多刚体系统动力学对航天员舱外活动进行仿真的详细步骤。建立了具体的仿真方法 ,考虑了反向运动学、反向... 阐述了计算机动态仿真航天员舱外活动 (ExtraVehicularActivity ,EVA)的必要性 ,分析了国外航天员运动仿真的现状 ,给出了应用计算多刚体系统动力学对航天员舱外活动进行仿真的详细步骤。建立了具体的仿真方法 ,考虑了反向运动学、反向动力学等 ,反向动力学采用Kane方法。选取典型的EVA ,在对其进行适当简化的基础上 ,得出了描述该EVA系统运动的 7节段 6自由度动力学方程 ,对该EVA进行了仿真计算 ,并对结果进行了分析。 展开更多
关键词 航天员 舱外活动 KANE方法 计算机仿真 反向运动学 反向动力学
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机车乘务员空间作业域判定方法的研究 被引量:1
14
作者 方卫宁 郭北苑 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 2001年第1期61-66,共6页
从人体的生理结构出发 ,通过对人体的基本结构及其运动自由度的分析 ,建立了人体运动方程 ,并用B样条曲面完成了人体曲面模型的构造 ,同时运用三维仿真的方法对机车乘务员的空间作业域及定向操作进行了深入的探讨和研究 .
关键词 人体模型 计算机辅助判定 机车乘务员 空间作业域 定向操作 人机界面设计 反向运动学
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作为艺术的技术——三维动画发展概览 被引量:12
15
作者 赵云来 《电视字幕.特技与动画》 2004年第7期9-11,共3页
关键词 三维动画 计算机动画 消隐面 多边形 反向运动学
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摩托车驾姿的几何模糊评价方法的探讨
16
作者 舒红宇 黄伟 《人类工效学》 2005年第3期19-20,26,共3页
提出了一种用于评价摩托车驾姿舒适性的方法,运用反向运动学原理和摩托车驾驶员正常驾姿下关键关节角的几何关系,采用迭代优选的方法综合评判出摩托车驾驶姿势的舒适性,最后在VC++6.0环境中,利用OpenGL(Open Graphics Library)绘制出了... 提出了一种用于评价摩托车驾姿舒适性的方法,运用反向运动学原理和摩托车驾驶员正常驾姿下关键关节角的几何关系,采用迭代优选的方法综合评判出摩托车驾驶姿势的舒适性,最后在VC++6.0环境中,利用OpenGL(Open Graphics Library)绘制出了人体模型,并编制了运用模糊数学的方法对驾驶舒适性进行模糊评价的程序。 展开更多
关键词 摩托车驾姿 反向运动学 关键关节角 模糊评价
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基于Jack的穿舱外服航天员工作空间研究 被引量:6
17
作者 陈鹏 王春慧 周前祥 《计算机仿真》 CSCD 2007年第2期37-40,共4页
研究穿着舱外航天服的航天员工作空间是航天人机工程的重要课题,也是我国神州任务下一步的工作重点。作者提出了在Jack仿真平台的基础上,结合人体反向运动学算法,对航天员的岀舱活动的可达空间进行仿真研究的方法τ酶梅?法可以建立穿... 研究穿着舱外航天服的航天员工作空间是航天人机工程的重要课题,也是我国神州任务下一步的工作重点。作者提出了在Jack仿真平台的基础上,结合人体反向运动学算法,对航天员的岀舱活动的可达空间进行仿真研究的方法τ酶梅?法可以建立穿着舱外航天服的航天员工作空间仿真系统,将运动学算法解算出来的人体工作空间数据在Jack平台上进行仿真,在现阶段和现有条件下研究航天员出舱活动是非常实用和有效的,可以为神州任务的航天员的工效评价提供参考依据。 展开更多
关键词 舱外活动 工作空间 反向运动学算法
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基于Lagrange方法的失重人体建模与仿真 被引量:2
18
作者 王娟 庄达民 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期254-257,共4页
阐述了利用多刚体系统动力学进行航天员舱外活动仿真EVA(Extra Vehicu-lar Activity)的必要性.给出了应用计算多刚体系统动力学建立的通用失重人体4关节反向运动学与反向动力学模型.选取典型的实例,在对其进行适当简化的基础上,运用通... 阐述了利用多刚体系统动力学进行航天员舱外活动仿真EVA(Extra Vehicu-lar Activity)的必要性.给出了应用计算多刚体系统动力学建立的通用失重人体4关节反向运动学与反向动力学模型.选取典型的实例,在对其进行适当简化的基础上,运用通用模型对其进行仿真计算,计算时为考虑失重对人体质量、惯量与力量等参数的影响,对通用模型进行了修正.利用能量比较法对结果进行分析,得出当手部的运动轨迹半径与角速度减小、时间延长,髋关节做前驱运动时航天员工作最为节省能量.通过能量比较法计算得到了人体运动时各关节作功最为节省能量的范围.计算方法对航天员舱内外活动仿真及工效分析有一定的参考价值. 展开更多
关键词 失重 反向运动学模型 反向动力学模型 LAGRANGE方法
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工业机器人奇异位形的探讨与分析 被引量:2
19
作者 舒晓春 黄小玲 +1 位作者 卢玉华 于中海 《攀枝花学院学报》 2019年第2期31-34,共4页
随着科技的进步,从三轴工业机器人到六轴工业机器人,在企业中工业机器人得到大量的运用,工业机器人具有高度的灵活性和平稳性,但工业机器人在使用时候有一共同问题,机器人奇异位报警,以六轴工业机器人为研究对象,使用了Jacobian矩阵分... 随着科技的进步,从三轴工业机器人到六轴工业机器人,在企业中工业机器人得到大量的运用,工业机器人具有高度的灵活性和平稳性,但工业机器人在使用时候有一共同问题,机器人奇异位报警,以六轴工业机器人为研究对象,使用了Jacobian矩阵分析奇异位产生的原因,然后给出了一些在操作中解决问题的方法,这样对于初学者掌握工业机器人的操作有较大的帮助。 展开更多
关键词 工业机器人 奇异位 反向运动学
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手机3D动画中基于Kinesiology的骨骼数据计算
20
作者 杨勇 《软件导刊》 2018年第11期130-133,共4页
面向手机短信的3D动画生成系统可根据发送方短信的具体内容生成相应的3D动画并发送给接收方。在当前动画系统中只能进行单人运动规划,并不具备人物交互运动规划功能。在人物交互运动规划中,如何根据骨骼位置确定交互双方的身体姿态及规... 面向手机短信的3D动画生成系统可根据发送方短信的具体内容生成相应的3D动画并发送给接收方。在当前动画系统中只能进行单人运动规划,并不具备人物交互运动规划功能。在人物交互运动规划中,如何根据骨骼位置确定交互双方的身体姿态及规划交互双方时空关系是影响动画效果的重要因素。为此提出基于Kinesiology的骨骼数据计算方法,该方法通过预定义的交互运动定性规划语言进行规划描述,然后利用扩展的正向动力学与反向动力学计算交互双方骨骼数据,最后根据骨骼数据规划计算人物初始位置、运动路径及交互物绑定状态。实验结果表明,该方法能够有效计算并获取骨骼数据,从而自动生成对应的人物交互运动动画。 展开更多
关键词 3D动画 KINESIOLOGY 交互动作 骨骼数据计算 正向动力学 反向运动学
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