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虚拟人足球比赛仿真系统是虚拟人技术和人工智能的集中体现,同时还涉及计算机图形学、虚拟现实、运动学与动力学、多功能感知、认知心理学等多个学科,是一个非常典型的复杂系统。目前国内外在此方面的研究尚处于初探阶段。
本文从虚拟人智能化角度出发,对虚拟人足球比赛仿真系统建模进行探索性的研究,主要做了三方面的工作。第一为了使虚拟球员具有高度的自主性和智能水平,基于认知理论提出了一种虚拟人足球比赛仿真系统的层次结构模型,利用认知模型来支配虚拟球员对其所在环境的了解程度、知识的获取以及行动的选择,实现具有认知能力的高级行为规划功能。第二对虚拟球员进行认知建模研究,为了明确表达虚拟世界本文采用情景演算方法表达了虚拟球员的领地知识,加入了通信协议实现彼此的通信,并设计了虚拟球员复杂行为的复合行动程序指导其行为。第三基于注意力聚焦机制提出了一种虚拟球员的智能化感知模型,包括虚拟视觉、虚拟听觉和感知聚焦器;在几何视觉模型基础上建立了虚拟视觉模型,其中主要采用包围盒技术设计了视野感知器,基于人工势场法设计了障碍物感知器,计算出虚拟球员的避碰情况下的视觉方向;根据虚拟球员行为的感知聚焦规律,设计了感知聚焦器;仿真实验结果表明该感知模型是可行的。