matlab课程设计.docx
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matlab课程设计
一种“会走路的模拟人“的matlab设计与实现
专业：
电子信息科学与技术
班级：
0314412
学号：
031441215
学生姓名：
洪琳子
指导教师：
刘嵩
2016年6月18日
一．设计任务
1、自行设计一个MatlabGUI来完成某一项功能任务。
2、熟悉MATLAB的GUI设计流程。
二．设计方案
利用MATLAB GUI设计实现一个图形用户界面的“一种会走路的模拟人”，要求实现：
（1）通过鼠标控制模拟人的动作，可以实现3D姿态旋转
（2）可以控制模拟人行走的速度、步子大小、跳动等
（3）可以进行模拟人的背景设计，行走参数设计
（4）具有GUI控制界面及文本框控制
三．功能展示
首先用MATLAB GUI功能，在绘制一个静态文本框和一个文本编辑框，设置背景为白色，以及滑动条设置为Sliders和控制界面controls，组织好各控件大小、颜色，各个标志的名称，如speed,stride,sway等，以及“会走路的模拟人”的整体轮廓，接着设置整个GUI的3D效果，可以通过鼠标进行旋转，功能如下：
通过鼠标点击sliders可以控制滑动条的移动，控制“模拟人”的行走速度，行走步幅，身子摇摆，跳舞，跳动，性别等，另外还附加笑脸功能，整体GUI界面如下：
GUI界面
3D旋转过后
模拟人跳动
附加笑脸功能
性别转化（从走路姿势可以看出该图为女性）
四．程序设计
（1）背景颜色、滑动条、字体的相关设置
1、Uicontrol函数
Uicontrol:
是userinterfacecontrol的缩写（用户界面控制）。
在各计算机平台上，窗口系统都采用控制框和菜单，让用户进行某些操作，或设置选项或属性。
控制框是图形对象，如图标、文本框和滚动条，它和菜单一起使用以建立用户图形界面，称之为窗口系统和计算机窗口管理器。
MATLAB控制框，又称与窗口管理器所用的函数十分相似。
它们是图形对象，可以放置在MATLAB的图形窗中的任何位置并用鼠标激活。
MATLAB的uicontrol包括按钮、滑标、文本框。
sliders（j）=uicontrol（'style','slider','units','norm','back',r'','pos',[.16*j-.13.07.14.03],'min',smin,'max',smax,'val',start,.sliderstep',[1/（4*smax）,1/（10*smax）],'userdata',txt,'callback',...'set（get（gco,''userd''）,''str'',sprintf（''%4.2f'',get（gco,''val''）））'）;
2、style设置:
pushbutton'（按钮键）|'togglebutton'（触发器）|'radiobutton'（无线按钮）|'chechbox'（检查框）|'edit'（编辑）
%'text'（文本）|'slider'（滑标）|'frame'（框）|'listbox'（列表）|'popupmenu'（跃上型）这个属性声明了要生成的uicontrol对象类型。
3、'units设置:
{‘pixels'}|'normalized'|'inches'|'centimeters'|'points'这个属性声明了uicontrol对象属性所使用的度量单位
4、%back设置（background）:
背景颜色设置
5、%pos设置（position）:
6、%min设置:
滑动条最小值
7、%max设置:
滑动条最大值
我们设置背景为、滑动条、字体的相关属性，结果如下
（2）设置speed','stride','sway','hop','bounce','gender属性
labels={'speed','stride','sway','hop','bounce','gender'};
（给滑动条标名以及设置最大值最小值））
forj=1:
6
switchj
case1,smin=0;start=1;smax=3;
case6,smin=-3;start=0;smax=3;
otherwise,smin=-2;start=1;smax=2;
end
设置结果如下（我们设置为“行走的模拟人”label，及最大值为12最小值为-12）
（3）模拟机器人行走设计、3D旋转姿态设计
whileget（stop,'value'）==0
s=cell2mat（get（sliders,'value'））;
%cell2mat:
把一个由多个矩阵构成的元胞数组转换成一个矩阵。
意即把元胞数组中的多个矩阵合并成一个矩阵。
c=[sin（omega*t）;cos（omega*t）;sin（2*omega*t）;cos（2*omega*t）];
X=（F+M）/2+s（6）*（F-M）/2;
w=[1;s（2:
5）.*c];
X=reshape（X*w,15,3）;
H=get（p
（1）,'userdata'）;
e=ones（size（H,1）,1）;
XH=[H+X（e,:
）;X（5,:
）];
set（p
（1）,'xdata',XH（:
1）,'ydata',XH（:
2）,'zdata',XH（:
3））
fork=2:
4
set（p（k）,'xdata',X（L{k},1）,'ydata',X（L{k},2）,'zdata',X（L{k},3））;
end
pause（.0001）
（4）整体程序设计
clf
shg
set（gcf,'doublebuf','on','color','y','name','Walker','numbertitle','off'）
set（gca,'pos',get（gca,'pos'）+[0.0700]）
loadwalkersX=reshape（（F（:
1）+M（:
1））/2,15,3）;L={[15],[512],[2345678],[9101112131415]};
fork=1:
4
p（k）=line（X（L{k},1）,X（L{k},2）,X（L{k},3）,'marker','o',...
'markersize',10,'linestyle','-','erasemode','background'）;
end
set（p
（1）,'tag','head','userdata',zeros（1,3））;
axis（[-750750-75075001500]）
set（gca,'xtick',[],'ytick',[],'ztick',[]）
view（160,10）
labels={'speed','stride','sway','hop','bounce','gender'};
forj=1:
6
switchj
case1,smin=0;start=1;smax=3;
case6,smin=-3;start=0;smax=3;
otherwise,smin=-2;start=1;smax=2;
end
txt=uicontrol（'style','text','string',sprintf（'%4.2f',start）,...
'back','g','units','norm','pos',[.16*j-.10.11.08.03]）;
sliders（j）=uicontrol（'style','toggle','units','norm','back','r',...
'pos',[.16*j-.13.07.14.03],'min',smin,'max',smax,'val',start,...
'sliderstep',[1/（4*smax）,1/（10*smax）],'userdata',txt,'callback',...
'set（get（gco,''userd''）,''str'',sprintf（''%4.2f'',get（gco,''val''）））'）;
uicontrol（'style','text','string',labels{j},'back','w',...
'units','norm','pos',[.16*j-.12.02.10.04]）
end
cameratoolbar
stop=uicontrol（'style','toggle','units','norm','pos',[.91.94.08.05],...
'backgr','w','fontw','bold','string','stop'）;
uicontrol（'style','text','units','norm','pos',[.00.92.25.06],...
'backgr','w','fontangle','italic','string',...
{'Changetheview','withthemouse'}）
uicontrol（'style','radio','units','norm','pos',[.94.90.03.03],...
'userdata',H,'background','white',...
'callback',['p1=findobj（''tag'',''head''）;ifget（gco,''val''）,'...
'set（p1,''userd'',get（gco,''userd''）,''marker'',''none''）,'...
'else,set（p1,''userd'',zeros（1,3）,''marker'',''o''）,end']）;
period=151.5751;
omega=2*pi/period;
t=0;
whileget（stop,'value'）==0
s=cell2mat（get（sliders,'value'））;
t=t+s
（1）;
c=[sin（omega*t）;cos（omega*t）;sin（2*omega*t）;cos（2*omega*t）];
X=（F+M）/2+s（6）*（F-M）/2;
w=[1;s（2:
5）.*c];
X=reshape（X*w,15,3）;
H=get（p
（1）,'userdata'）;
e=ones（size（H,1）,1）;
XH=[H+X（e,:
）;X（5,:
）];
set（p
（1）,'xdata',XH（:
1）,'ydata',XH（:
2）,'zdata',XH（:
3））
fork=2:
4
set（p（k）,'xdata',X（L{k},1）,'ydata',X（L{k},2）,'zdata',X（L{k},3））;
end
pause（.0001）
end;
cameratoolbarclose
set（stop,'val',0,'str','close','fontw','bold','callb','close（gcf）'）
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