随着化工生产工艺越来越复杂,化工安全事故也频频发生,这就要求从事化工行业的人员要有更高的处理化工事故能力,同时也要求相关院校需要更加注重培养学生对化工事故处理的能力。然而,目前对于学员处理化工事故能力的培训主要采用半实物、二维和三维等仿真方式。在这些化工事故仿真培训的过程中主要通过一些数据模拟化工事故、漫游式讲解来培训学员,其仿真环境缺乏一些生命的气息,其培训过程枯燥、缺乏多人协作的人性化交互,用户对环境的真实感知性差,导致化工事故仿真培训的效果并不理想。针对目前化工事故仿真培训的现状,研究了虚拟人技术,并将其应用到化工事故仿真培训系统中去,设计了基于虚拟人技术的化工事故仿真培训系统。主要研究内容如下:(1)研究了面向化工事故仿真培训的虚拟人运动切换技术。为保证虚拟人在化工事故仿真培训系统中具有逼真的视觉效果,以及虚拟人在运动过程中符合现实中的运动规律,通过时间变换将虚拟人的走、跑运动变换到相同的时间段内,然后选取适当的融合函数对虚拟人的走、跑运动进行了融合,提高了虚拟人在复杂虚拟环境下由出发地到事故发生地的运动逼真性。(2)研究了虚拟人在化工事故仿真环境下基于改进人工势场的路径规划。针对虚拟人如何从出发地运动到事故发生地的路径规划问题,首先,在传统人工势场模型中改变斥力分力方向和添加距离因子,解决传统人工势场中的局部极小值点和目标不可达问题,其次,根据虚拟环境的复杂度确定虚拟人的运动形态,缩短了虚拟人从出发地到事故发生地的时间,最后通过路径规划模型选出一条最优路径,最终使得虚拟人从出发地到达事故发生地的过程中能自动躲避障碍物、并且能够根据化工事故仿真场景中障碍物的分布自动地调整运动形态。(3)研究了面向化工事故仿真培训的虚拟人交互控制。针对传统的化工事故仿真培训系统缺乏多人协作的人性化交互问题,本文将每个虚拟人处理化工事故的行为节点看成是一个事件,将这些事件按照时间、逻辑的先后顺序构建行为树,通过行为树控制虚拟人的协作,共同完成化工事故的处理,提高了学员处理化工事故的协作能力。(4)将虚拟人技术应用到化工事故仿真培训系统中,完成了该系统的场景模型设计、模型驱动设计,并结合具体的应用实现了对学员的化工事故的仿真培训,提高了系统的沉浸感,增加了学员的操作感。