人走路的動態模擬

Abstract

在這篇論文裡，討論人走路的動態模擬，有兩種方法來達成人走路的動態模擬。第一 個方法是結合一些高層次的限制。給定速度，可以求出某一固定時間的步伐數及每個 步伐的長度和人走路的循環時間。把人走路的循環時間分成double support time,sp ance phase和swing phase 。由此三個phase 可以求出人走路時間和空間的關係。 為了方便起見，把左腳和右腳的動作視為對稱，差半個周期而已。將swing phase 分 成to,t1、t2 和t3。 (1)to到t1 之間用curve P 來求出腳踝的軌跡, 臀部為sin的形狀移動。 (2)t1 到t2之間, 小腿往前跨, 固定的腳一直不動。 (3)t2 到t3之間,把t2 強迫符合t3的最後限制, 為了下一步的開始, 比較不會有錯誤 的產生。 在計算時，難免有長度的失真現象，提出一個演算法，首先輸入每一節長度的最小可 以忍受的長度，在計算時，每一節長度和最大和最小的長度做比較，不合就做調整， 否則就顯示出來。 第二個方法，給定相對速度，再由相對速度求出空間的特性和時間的特性。空間的特 性包括，循環的長度和腳張開的寬度及腳張開的角度。時間的特性包括double suppo rt,stance phase 和swing phase 的時間。由相對速度，可以求出重心的垂直位移， 側面位移，前後位移，臀部的前後旋轉，左右旋轉，再加上實驗資料獲得的公式，可 知腳踝，腳膝及身體臀部的軌跡，再使用hermit內插可以得到更平滑的曲線軌跡。 以上的兩種方法，皆可以節小相當大的計算時間，并且能得到較佳的效果，改進以前 用物理的特性來解力的方程式，計算公式相當復雜，使得動畫的效果不彰。