玉米葉片物理建模與參數(shù)確定的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析方法
摘要:基于物理的方法是解決植物動(dòng)態(tài)建模與仿真的有效途徑,而模型參數(shù)的確定是基于物理方法所面臨的重要問題.為實(shí)現(xiàn)基于生物物理屬性特征的玉米葉片高精度、高真實(shí)感動(dòng)態(tài)建模與仿真,提出一種基于運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的玉米葉片物理建模與參數(shù)確定方法.首先利用運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)獲取玉米葉片的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù);然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)捕捉特征點(diǎn)構(gòu)建基于質(zhì)點(diǎn)-彈簧系統(tǒng)的物理模型;最后基于運(yùn)動(dòng)學(xué)分析建立物理模型參數(shù)解析方程組,利用最小二乘法計(jì)算物理模型的參數(shù).以此參數(shù)構(gòu)建物理模型實(shí)現(xiàn)玉米葉片的動(dòng)態(tài)模擬,并給出2種模型構(gòu)造方式的玉米葉片虛擬仿真.結(jié)果表明,該方法以一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)制有效估算出對(duì)應(yīng)的物理模型參數(shù),生成的玉米葉片動(dòng)態(tài)虛擬仿真過程具有與實(shí)際情況較為接近的真實(shí)感效果,為虛擬植物建模與應(yīng)用提供了一種可行的物理建模及參數(shù)確定方法.
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