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Python教程之粒子运动轨迹动态绘图

今天我们来讲一下Python中的动态绘图库--matplotlib.animation，以粒子运动轨迹为例来说明如何绘制动态图。   假设按照圆周运动，如下图所示： ?...image-20200829214510346 为了模拟这个运动，我们需要如下信息：粒子的起始位置、速度和旋转方向。因此定义一个通用的Particle类，用于存储粒子的位置及角速度。...我们可以这样近似计算圆周轨迹：将时间段t分成一系列很小的时间段dt，在这些很小的时段内，粒子沿圆周的切线移动。这样就近似模拟了圆周运动。...粒子运动方向可以按照下面的公式计算： v_x = -y / (x **2 + y **2) ** 0.5 v_y = x / (x **2 + y **2) ** 0.5   计算经过时间t后的粒子位置...，必须采取如下步骤： 1）计算运动方向（v_x和v_y) 2）计算位置(d_x和d_y)，即时段dt、角速度和移动方向的乘积 3）不断重复第1步和第2步，直到时间过去t class ParticleSimulator

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人体运动轨迹的人工智能动画模拟

从现在起，我将之命名为“人体运动轨迹的人工智能动画模拟”（Physically-Based Animation ，下文简称PBA）。...PBA的目标是产生尽可能自然的运动形态。不幸的是，将自然运动轨迹编码成累积奖励信号几乎是不可能的（为此我曾经进行过几个月的尝试，但最终还是放弃了，只是一个简单的击打拳击袋的任务我都没能完成）。...例1：发现和合成类人爬升的运动轨迹。 译注： 这个视频讲解了PBA的路径规划方法和运动优化方法。分别采用CMA-ES和C-PBP算法来控制假人的爬行以对比效果。...系统会遍历岩点和墙面，并对运动轨迹进行脱机优化，在CPU时间35秒的时候，找到了第一条到达最终岩点的路径。然后系统开始基于启发式偏好来寻找更多的爬行路径。...低水平控制器是针对各种运动类型学习的，并且在基于力的扰动、地形变化和样式插值方面表现出了鲁棒性。高级控制器能够跟踪地面轨迹，将足球运抵目标位置，并能在静态或动态障碍之间进行导航。

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Neuron：发音运动轨迹在大脑语音感觉运动皮层上的编码

Chartier等人研究声道运动在感觉运动皮层上的编码。该研究发现，单电极神经活动可以编码不同的运动轨迹，这些运动轨迹是产生自然语言的复杂运动轨迹基础。本文发表在Neuro杂志。...感觉运动皮层的发音运动编码产生了连续语音发音的复杂的运动轨迹基础。...对每个电极的编码运动轨迹的运动描述单独进行电极聚类。为了为每个运动轨迹开发简明的运动轨迹描述，提取了个发音器官的最大位移点。用主成分分析法对每一个发音器提取解释方差最大的发音器方向。...图1B显示了在一列看不见说话者的测试表达期间，每个发音器官的推测EMA轨迹和真实基线EMA轨迹。所有推断出的发音器官运动轨迹与真实的用来参考的发音器官运动轨迹之间都具有高度相关性。...图5.运动轨迹的阻尼振荡动力学 (A)来自每个运动轨迹聚类的事例电极的编码AKT沿主运动轴的发音运动轨迹。正值表示向上运动和向前运动的组合。

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空气阻力对乒乓球运动轨迹的影响

在上一篇博客中主要讲述了马格努斯力在乒乓球的运动过程中的应用，并且从俯视图的角度看到了乒乓球的各种旋转下的弧圈轨迹。本文主要讲述的是空气阻力对乒乓球的运动过程的影响。...至于阻力的方向，那肯定是跟乒乓球的运动方向相反的，来拒去留。...需要注意的是，这里我们的轨迹是从y-z平面来观察的侧视图。 加转弧圈带来的影响 我们在上一个章节中主要考虑的是空气阻力对乒乓球运动轨迹的影响，其中并未考虑到乒乓球本身的旋转。...这里我们考虑一个弧圈球的场景：加转弧圈或者叫高吊弧圈球的轨迹，在这个乒乓球活动的轨迹中需要加入上旋的旋转，上旋会给乒乓球带来一个向下压的马格努斯力，使得乒乓球运动轨迹的弧线更小。...总结概要 在前一篇博客中我们介绍了加侧旋的乒乓球弧圈技术的模拟，本文我们关注的是高吊弧圈和削球弧线这两种轨迹原理，并且引入了空气阻力对乒乓球运动轨迹的影响。

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使用ROS与Movelt实现myCobot 280运动轨迹规划和控制

ROS操作系统目前最受关注的两个模块是导航（navigation）和机械臂控制（moveit）其中moveit可以让用户快速建立机械臂模型并实现机械臂的控制，例如建模，运动学求解，运动规划，避障等功能。...图片我们来看看moveit的功能如何进行路径规划，拖动机械臂末端的坐标，可以对机械臂进行运动的变化，也可以随机生成路径。...图片物体避障我们在moveit中添加一个障碍物让机械臂进行避障，添加一个方块，让机械臂在做轨迹的时候绕过它。...图片除此之外moveit还有许多功能例如，运动规划，可以为多关节的机器人进行路径规划，避免碰撞，并且还可以是用多种运动规划算法RRT,EST,LBKPIECE等；碰撞检测，可以进行复杂的3D碰撞检测，包括子碰撞和环境碰撞...总结MoveIt提供了一套完整的工具集，可以用于机械臂的运动规划和控制的研究，无需从头开始构建复杂的运动规划系统。

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基于车辆运动学的智能车轨迹跟踪控制方法

转载自：智能运载装备研究所编辑：郑欣欣@一点人工一点智能原文：基于车辆运动学的智能车轨迹跟踪控制方法01 背景1.1 国内智能车研究现状我国智能驾驶车辆起源于1980年，然而在1992年国防科技大学研发真正第一辆智能车...02 智能车运动学模型及应用2.1 引言路径跟踪通过控制转向角度，实时对规划轨迹进行跟踪。...(X_r,Y_r)由上图车辆运动学模型可知在后轴 的速度为：其中前后轴运动学约束为：由(1)和(2)联合可得：由前后轮几何关系得：将(3)和(4)代入(2)可得：由上式(3)和(5)可以得出车辆的运动学模型...：2.3 基于LQR控制算法路径跟踪设计2.3.1 运动学状态空间模型推导X=[x,y,\varphi]基于车辆运动学模型(6)，可将车辆运动学系统看作成一个输入 以及状态参数 的控制系统。...可表示为：在车辆控制系统中，期望轨迹可表示为：上式中(X_c,u_c)将公式(7)在 处进行泰勒式展开，忽略最高项，可得：\hat{u}=u-u_c记 ， 式(9)与式(8)相互做差得：即线性化之后的路径跟踪误差模型为

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Qt编写安防视频监控系统30-GPS运动轨迹

一、前言 此功能是一个客户定制的，主要是需要在地图上动态显示GPS的运动轨迹，有个应用场景就是一个带有监控的车子，实时在运动中，后台可以接收到经纬度信息，需要绘制对应的轨迹，相当于这些摄像机点位是动态移动的...GPS运动轨迹这个功能，也需要用到js的知识，其实就是封装一个js函数，绘制对应的线条路径，这个轨迹点可能包括的信息有经度、纬度、速度、时间、是否标记、时间等信息，写个结构体封装下，方便后期拓展，是否标记的含义是是否改点同时作为一个设备点添加...封装了百度地图，视图切换，运动轨迹，设备点位，鼠标按下获取经纬度等。 支持图片地图，设备按钮可以在图片地图上自由拖动自动保存位置信息。 在百度地图和图片地图上，双击视频可以预览摄像头实时视频。

2.6K00

基于自搭建BP神经网络的运动轨迹跟踪控制（二）

在上一篇基于自搭建BP神经网络的运动轨迹跟踪控制（一）中，首次给大家介绍了如何将BP神经网络模型用于运动控制，并基于matlab做了仿真实验。最终实现了对期望轨迹的智能跟踪的功能。...假如因为工作需要，把该控制器结合到另一个不同的运动系统里面去应用时，或者添加新的模块时，而恰恰由于这些模块里面的参数是固定的，不能自我更新，所以才导致前言所述的繁琐工作的发生。...这里，我将介绍matlab simulink里面的fun模块，该模块其实就是个简单的函数模块，主要是把传统控制模块难以实现的功能，用脚本语言运行，但是又能够嵌套到运动仿真中运行。...与基于自搭建BP神经网络的运动轨迹跟踪控制（一）介绍的方法的精度是一个级别的。 另外，大家也发现了，不论是《一》文中的静态辨识，还是《二》文的动态辨识，所用的原理基本是一套的。...希望有想到的朋友可以多多交流~ 最后，大家不要忽略了，这篇仅仅只是介绍了系统辨识，也就是说，只是学习了系统的特性，还没有进行运动控制。那么当该如何把在线辨识好后的模型过渡到在线控制呢？

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视频 | 自适应神经网络模拟运动轨迹，四足动物旋转跳跃栩栩如生

本期论文提出了一种用于四足运动合成的新型数据驱动方法，并称之为自适应神经网络。该系统可以实现，根据控制命令产生逼真的运动动画和稳定的转换过程。...由于四足动物的脚步类型复杂，标记运动模型通常需要专业知识和大量的数据来校准和预处理。 ? 四足运动的数据采集通常也是非常不规则的，并且包括了一系列大偏差的运动。...在训练之后，用户可以交互式地实时控制运动特性并且启动各种运动模式和动作，通过使用简单的键盘控制命令 地面上的红色和绿色箭头 标示了运动控制信号，用于估计用户想要导引的轨迹。...简而言之，该论文提出了基于模式自适应神经网络的实时 Quattro（四轮驱动系统 four -wheel system）和运动合成，这是第一个系统化近似构建一个数据驱动四驱衰减运动特性控制器的方法，产生字节上变化的运动模式动作和不同的转换...，这就可以实际使用的系统用于端对端非结构化运动捕捉数据，而不用为运动面或运动模型给出标签，整个系统很流畅，该动画演示非常自然。

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机器人轨迹与运动学动力学的联系（ROS2+turtlesim+Gazebo）

之前几篇博客，使用turtlesim画了一些轨迹有： 是很闲很无聊吗？其实不是这样的，这些轨迹都是开环控制线速度角速度画出来的，被控对象没有质量，没有加减速的过程，曲线很理想。...换成Gazebo/Webots/CoppeliaSim中使用物理引擎的机器人就不会这样简单了，就需要轨迹跟踪算法了，采用闭环算法精确控制误差才可以的。 当然，运动学公式也是非常重要的。...如何用此公式得到机器人进行椭圆运动需要的线速度和角速度公式呢？实现如下图的案例： 当控制对象为动力学模型时？ 如何控制速度？尤其是启动停止时候的轨迹误差。...如果需要画出轨迹，可以使用plot工具，当然有更好用的PlotJuggler。 后续会逐步更新的。

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从EEG中解码想象的3D手臂运动轨迹以控制两个虚拟手臂

然而，一些研究报道了使用更自然的控制方案，例如解码想象的3D手臂运动的轨迹来移动假肢，机器人或虚拟手臂，所有方法都使用离线前馈控制方案。...使用多重线性回归，从mu,low beta, high beta, 和lowgamma EEG振荡的功率谱密度解码出想象的手臂运动的3D轨迹。...利用虚拟武器的预测轨迹计算目标分类精度，并将其与基于滤波器组公共空间模式（FBCSP）的多类分类方法的结果进行了比较，该方法包括互信息选择(MI)和线性判别分析(LDA)模块。...虚拟手臂在所有可能的运动期间的速度轨迹如下图所示。 离线部分的速度轨迹 上图为实验离线部分的速度轨迹。该图表示在第一个子块(不显示暂停时间)期间左手(A)和右手(B)的虚拟手运动的速度。...下图为离线和在线部分实验中预测轨迹的时变译码精度(DA)。随时间变化的数据分析图显示了在从原始位置到目标位置的运动周期中，“成功”和“不成功”目标分类的比率随时间变化的情况。

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【V-REP自学笔记（六）】基于V-REP逆运动学模块的机械臂轨迹规划

本文介绍的是使用V-REP软件自带的逆运动学模块（IK模块）来解决机器人的逆运动学问题。 1....Dummy与Path相结合以后，可以随着Path运动，而Path就是我们自己定义好的目标运动轨迹，属于轨迹规划的内容，有许多方法可以做。 作为“传感点”。...Path用来定义一条三维的运动轨迹，不管是机械臂末端的空间运动轨迹，还是小车在地面上的行进轨迹，都可以使用Path来做。...这种串联型的机械臂的运动学模型在传统上一般采用D-H法来构建，但本文打算使用V-REP软件自带的逆运动学模块，不需要用户自行构建机械臂的运动学模型，只需要遵循V-REP逆运动学模型的使用方法对机械臂的各个关节进行设置即可...到了这一步，我们已经可以让target dummy随着Path运动了，运动的效果如下图所示： ?

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轨迹拼接(Trajectory Stitching)

对于控制来说，连续稳定的轨迹更利于控制下发指令的平滑性，避免车辆产生抖动。...轨迹规划模块以固定的频率进行, 我们使用了轨迹拼接的算法(Trajectory Stitching)保证相邻帧的轨迹在控制器看来是平滑的。...假设我们的周期时间是 dt 秒, 如果我们没有上一周期的轨迹, 那我们使用运动学模型, 对当前从定位模块获得的车辆状态进行外推, 获得 dt 时间之后的状态作为规划起始点, 我们称之为重新规划(Replan...)； 如果上一周期的轨迹存在, 我们会根据当前系统时间 T, 在上一周期的轨迹中找到相对应的轨迹点, 然后我们进行一个比较, 比较这个轨迹点与定位模块获得的当前车辆状态的差异, 如果这个差异在一定范围内...这种机制保证了在控制误差允许的情况下, 做到相邻帧轨迹的平滑拼接. 在控制器看起来, 规划模块发出的轨迹是一小段一小段 dt 长度的轨迹光滑拼接起来的.

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