实时可控步长人体腿部连续走动运动生成方法

doi:10.16182/j.cnki.joss.2015.06.005

系统仿真学报 ›› 2015, Vol. 27 ›› Issue (6): 1190-1198.doi: 10.16182/j.cnki.joss.2015.06.005

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实时可控步长人体腿部连续走动运动生成方法

荆树旭, 张迪, 张廷磊, 袁绍欣

长安大学信息工程学院,西安 710064

收稿日期:2014-04-30 修回日期:2014-08-15 出版日期:2015-06-08 发布日期:2021-01-15
第一作者简介:荆树旭(1978-),男,河南新乡人,博士,副教授,研究方向为人体制作与合成; 张迪(1987-),女,宁夏青铜峡人。硕士生,研究方向为数据驱动的人体运动合成; 张延磊(1992-),男。河南商丘人,回旅碳土生,研究方向人体运动中的逆向运动学方法。
基金资助:
陕西省自然科学基础研究计划(20120849); 中央高校基金(201301241108;CH2011068)

Method for Real-time Controllable Step-length Human Leg Continuous Walking Motion Generation

Jing Shuxu, Zhang Di, Zhang Tinglei, Yuan Shaoxin

School of Information Engineering, Change University, 710064, China

Received:2014-04-30 Revised:2014-08-15 Online:2015-06-08 Published:2021-01-15

摘要/Abstract

摘要： 基于一个不具备精确步长控制的人体自由走动描述模型,提出一种根据单步步长求解对应直线走动运动的迭代算法,步长连续可变。对于相邻不同步长走动运动之间的平滑过渡问题,采用具有保边界特性的Bezier姿势加权进行解决,能够实时生成可控步长的人体腿部连续直线走动运动。在已知步长序列条件下,实时生成腿部连续直线走动运动;能够在已知直线走动距离条件下,实时规划走动步长与走动步数并完成走动运动的实时生成。通过一个连续跨沟直线走动的实时生成实例验证了提出方法的有效性。

关键词: 人体动画, 实时运动生成, 直线行走, 可控步长

Abstract: Based on a free walking description model which is not capable of step length control, an iteration algorithm was proposed for solving the corresponding straight walking motion according to the given single step length which could be continuously adjusted. The problem of smooth transition between two consecutive walking steps was solved by pose-wise Bezier weighting, which kept the starting and ending poses of a walking step constant. Continuous straight leg walking motion with continuously varied step length could be generated real-timely. The proposed method provided a solution for real-time continuoxis leg walking motion generation with known step lengths in a straight line, and a solution for straight walking step planning with known walking distance as well.

Key words: human motion animation, real-time motion generation, straight walking, controllable step-length

中图分类号:

TP391

荆树旭,张迪,张廷磊等 . 实时可控步长人体腿部连续走动运动生成方法[J]. 系统仿真学报, 2015, 27(6): 1190-1198.

Jing Shuxu,Zhang Di,Zhang Tinglei,et al . Method for Real-time Controllable Step-length Human Leg Continuous Walking Motion Generation[J]. Journal of System Simulation, 2015, 27(6): 1190-1198.

参考文献

[1] Srinivasan Manoj, Ruina Andy.Computer Optimization of a Minimal Biped Model Discovers Walking and Running[J]. Nahure (S0028 0836), 2006, 439(7072): 72-75.
[2] 李石磊,梁加红,吴冰,等.虚拟人运动生成与控制技术综述[J]系统仿真学报, 2011, 23(9): 1758-1771.
[Li Shilei, Liang Jiahong, Wu Bing, et al. Survey of Virtual Character Motion Generation and Control 0 Joumal of System Simulation (S1004-731X), 2011, 23(9): 1758-1771.)
[3] Van Welbergen Herwin, Van Basten Ben J H, Egges Arjan, et al. Real Time Animation of Virtual Humans: A Trade-off Between Naturalness and Control[J]. Computer Graphics forum (S1467-8659), 2010, 29(8): 2530-2554.
[4] Wikipedia. Rotoscoping. [EB/OL]. (2013-11-22) [2014-04-27]. htp://.wikipedia. org/wiki/Rotoscoping
[5] Yin Kang-Kang, Loken Kevin, Van de Panne Michiel. Simbicon: Simple Biped Locomotion Control [J]. ACM Transactions on Graphics (S0730-0301), 2007, 26(3); Article 105.
[6] Bolic Rouan, Magnenat Thalmann Nadia, Thalmann Daniel.A Global Human Walking Model with Real-time Kinematic Personification[J]. The Visual Computer (S0178-2789), 1990, 6(6): 344-358.
[7] 刘更代,潘志庚,程熙,等.人体运动合成中的机器学习技术综述[J]. 计算机辅助设计与图形学学报, 2010, 22(9): 1619-1627.
[8] Pejsa T, Pandzic 1 S. State of the Art in Examplc-based Motion Synthesis for Virtual Charactors in Interactive Appliations[J]. Computer Graphics forum (S1467-8659), 2010, 29(1): 202-226.
[9] 夏时洪,魏毅,王兆其.人体运动仿真综述[J].计算机研究与发展,2010, 47(8): 1354-1361.
[10] Geijtenbeck Thomas, Pronost Nicolas.Interactive Character Animation Using Simulated Physics: A State-of-the-Art Review[J]. Computer Graphics Forum (S1467-8659), 2012, 31(8): 2492-2515.
[11] Reitsma P S A, Pollard N S. Evaluating Motion Graphs for Character Animation [J]. ACM Transactions on Graphics (S0730-0301),2007, 26(4): Article 18.
[12] Ren Cheng, Zhao Liming, Safonova Alla.Human Motion Synthesis with Optimization-based Graphs[J] Comaputer Graphics Forum (S1467-8659), 2010, 29(2): 545-554.
[13] Wei Xiaolin, Min Jianyuan, Chai Jinxiang. Physically Valid Statistical Models for Human Motion Gencration [J]. ACM Transactions on Graphics (S0730-0301). 2011, 30(3): Article 19.
[14] Coros Stelian, Beaudoin Philippe, Yin Kang-Kang.et al. Synthesis of Constrained Walking Skills [J]. ACM Transactions on Graphics (S0730-0301), 2008, 27(5): Article 113.
[15] Wang Jack M,Fleet David J, Hertzmann Aaron. Optimizing Walking Controllers [J]. ACM Transactions on Graphics (S0730-0301). 2009, 28(5): Article 168.

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[2]	张润昭, 陈艳波, 黄涛, 田昊欣, 强涂奔, 张智. 基于异构负荷特征解析预测的虚拟电厂调度方法[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(12): 2994-3006.
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[11]	龚建兴, 胡海, 任海慧, 吴瑞祥. 面向虚实结合的军事训练系统互操作模型与运用[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(12): 3161-3175.
[12]	徐智霞, 王蕊, 孙楠, 何兵, 沈晓卫, 朱晓菲. 基于改进遗传算法的协同干扰资源分配问题研究[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(12): 3176-3189.
[13]	刘翔, 金乾坤. 基于PAC-Bayes的多目标强化学习A2C算法研究[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(12): 3212-3223.
[14]	杨兰英, 李超, 邹海锋, 万江涛, 张仁强, 刘惠, 卢宏. 基于改进蚁群算法与A*算法相融合的机器人路径规划优化[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(11): 2956-2965.
[15]	苏筱婷, 张小威, 田义, 李奇, 王帅豪. 星光导航动态仿真场景时序设计方法研究[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(11): 2946-2955.