2009年9月山东师范大学学报(自然科学版)Sep．2009第24卷第3期J ournal of S h an don g N o r m a l U ni ver si ty(N at ur al Sci ence)V01．24N o．3
微型麦克风
巩晓莹于元勋李国
(山东教育学院计算机科学与技术系，250013，济南∥第一作者28岁，女，助教)
摘要虚拟现实利用计算机发展中的高科技手段，借助计算机技术及硬件设备创造出一个虚拟的境界，使参与者获得与现实一样的感觉．替身是代替真实用户访问虚拟世界的载体．本文以三自由度柔性机器人为研究对象，采用建立人体替身模型常用的多关节体建模方式，|司时利用V PO垣L空间坐标的变换层系来建立分层关节点嵌套的三自由度柔性机器人替身模埕!．关键词虚拟现实；vRⅧ．；替身；机器人 中图分类号G642文献标识码A doi-10．3粥9／j．j咖．1001—4硼．2009．03．008羊毛鞋垫
1引言
旗杆底座虚拟现实技术的兴起，为人机交互与仿真系统的发展开辟了新的研究领域．通过引入虚拟现实技术，人们与计算机的交互从简单的二维界面换成了三维界面．替身是虚拟现实研究领域的一个新的热点．现在
的“替身”一词，多指代替用户浏览虚拟环境或与虚拟环境进行交互的用户替身，其形态也多为接近真实人体形态的三维人体模型．广义的替身，不只是代替用户在虚拟世界中进行操作的人体模型，它可以是任何虚拟世界中的行为主体．本文以三自由度柔性机器人为研究对象，利用V R M L技术，在虚拟的环境中建立机器人替身模型，从而代替真实的机器人成为虚拟环境中的主体．
2替身模型的研究现状
替身是代替真实用户访问虚拟世界的载体．使用替身，用户与现实世界一样在虐拟世界中能够自由地移动或者交互，而且与别的用户可以共同作业．
2．1替身的研究领域替身代替用户，是虚拟世界中的行为主体．替身的研究包括替身的制作，替身动作的实现，替身的相互作用的实现等．为了更好的实现用户的意图，使替身具有“生命”，国内许多学者进行了大量的研究，具体包括以下几个方面：[1．j
1)替身模型的研究；
2)替身的动态行为控制；
3)替身的智能化；smdv-17
4)替身的交互；
5)个性化替身．
2．2H—ani t a替身模型标准H—ani t a是由W eb3D的H um anoi d A n i m at i on W orki ng G r oup小组开发的一种替身几何建模的标准，它的节点构成方式与人体构造类似．w eb3D联盟已经将H—ani m作为附件加入V R M L97标准．现在大多数的V R M I J，X3D 浏览器都支持H—ani m标准．Par al l el G r aph i cs C or t ona V R M L C l i e nt和B i t m anagem ent B S Cont act都内建了H—ani t a标准支持．在H—ani t a人体模型中，人体由若干骨骼以及与骨骼相关联的关节组成．关节以分层的方式被组织和排列在一起，每个关节点可以包含其他关节点，并用来定义身体各个部分的关系．描述每个关节点时，要描述其所包含的下层关节点以及骨骼．为了使替身模型运动起来，需要访问关节点，改变关节点的角度．
3三自由度机器人结构
一般情况下，工业机器人实现操作功能的操作机是由一系列运动副连接起来的连杆机构所组成的，是一种具有多个自由度的空间开链性机构．开链的一端固结在机座上，另一端是末端执行器．
拧扣机
3．1三自由度柔性机器人传动原理三自由度柔性机器人的传动原理如图1所示．该机器人为垂直多关节型的结构，具有5个转动关节轴．三个电机均位于底座，电机1带动工作台整体作回转运动；电机2带动电机3以及连杆I_5转动，使手臂做俯仰运动；电机3带动下臂Ll转动，使手臂端部做近似的径向直
车载数字电视
线运动．
收稿日期：2009—05一加
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