基于关键帧时刻优化的空中运动仿真方法

摘要

本发明公开了一种优化人体关键帧时刻的人体空中运动仿真方法，包括：建立人体几何模型；设置人体质量分布参数；设置人体运动关键帧；设置起跳时人体质心的位置和速度；建立以单位四元数为参数形式的牛顿－欧拉多刚体动力学方程；建立优化模型；用数值优化方法求解优化模型；得到物理逼真的人体运动数据。本发明的方法适用于任意人体拓扑结构和任意复杂运动，且计算速度快，具有很好的通用性和实用性。

主权项

1、基于关键帧时刻优化的空中运动仿真方法，包括以下步骤：1)、输入对象的拓扑结构和肢体几何模型，以及对象总质量，构建对象模型；2)、设置所述对象质心起跳时的位置、能达到的最大高度和位移，并计算起跳速度；3)、设置关键帧序列及其对应时刻的初值；4)、根据所述关键帧序列、所述关键帧时刻序列、和所述起跳时对象质心的位置和速度拟合运动轨迹；5)、根据所述对象模型，建立以单位四元数为参数的牛顿-欧拉多刚体动力学方程，将所述运动轨迹代入所述方程计算根刚体上的广义力，进而计算所述运动轨迹的物理平衡量；6)、以所述物理平衡量为目标函数优化所述关键帧时刻序列，并根据所述关键帧时刻序列拟合对象运动数据。