碰撞检测过程中的包围盒技术及应用研究

基于包围盒的碰撞检测算法是一类重要的碰撞检测算法，本文从紧密性和实时性两方面比较了用于碰撞检测的几种常用的包围盒技术，具体阐述了实时性好且较容易程序实现的方向包围盒（OBB）的计算和重叠测试，并把该项包围盒技术应用到虚拟牙齿矫正系统的碰撞检测过程，最终在VC＋＋和OpenGL平台上实现了任意STL模型之间的精确碰撞检测。     

基于改进OBB包围盒的碰撞检测算法

针对车铣复合数控加工仿真碰撞检测精确度低的问题,提出了一种基于改进OBB包围盒的快速碰撞检测算法.该算法基于改进的OBB包围盒算法,利用车铣复合加工仿真碰撞检测的结果,创建碰撞单元组的包围盒及层次包围盒树;通过粗检阶段计算出包围盒树的相交节点集合,计算得到发生碰撞的三角形面片集合;应用回退技术,解得初始碰撞时间及位置.实例验证结果表明,该算法有效提高了车铣复合数控加工碰撞检测的精确度.     

虚拟漫游的混合碰撞检测算法

为了提高虚拟漫游中碰撞检测的效率,提出一种混合碰撞检测算法。分析了虚拟场景漫游的特点,给出了算法实现的基本流程。该方法综合运用空间分解法、包围盒层次法和投影技术,显著降低了计算的复杂度。并通过与经典的OBB算法和k-dops算法的性能进行比较,证明了这种混合碰撞检测算法能有效的提高虚拟漫游的碰撞检测效率。     

虚拟战场环境实时碰撞检测技术

虚拟战场环境地城广阔、战场目标众多,传统的碰撞检测方法是遍历战场中的每一个目标,这将大大影响碰撞检测的实时性．提出了基于OBB战场环境的感兴趣区域(AOI)的实时碰撞检测算法．当战场环境内部状态发生变化时,该算法仅对AOI区域而不是整个战场环境进行碰撞目标的检测,可大大提高虚拟战场环境中碰撞检测的有效性,而且完全不降低碰撞检测的精确性,减少了系统碰撞检测的负担,提高了系统的实时性．     

全冠义齿碰撞检测算法研究与应用

全冠义齿数字化设计中,针对变形牙冠与非变形牙冠碰撞检测问题,提出一种基于动态混合包围盒的碰撞检测算法。首先,在预处理阶段为非变形牙冠建立,包含AABB和OBB包围盒的混合包围盒。设计过程中查询变形模型处于非变形模型AABB包围盒内的数据,为其建立局部动态AABB包围盒,将它与非变形模型的OBB包围盒进行碰撞检测,返回干涉图元的交线。之后,查询干涉区域并计算刺穿深度,将结果以色阶图的形式返回。碰撞检测效率高,可达到实时响应,色阶图结果清晰直观,为牙冠设计提供明确的操作依据。     

一种基于OBB的碰撞检测算法的改进

针对基于层次包围盒的碰撞检测算法中的方向包围盒（OBB）算法，提出了一种改进算法，利用虚拟环境中发生碰撞的帧与帧之间的关联性，对已发生的碰撞进行缓冲，以便下一次的碰撞检测可以利用已检测的上一次碰撞的信息，加快碰撞检测的速度，同时利用预测试方法扩展了这种算法，实验结果证明，本算法可以有效地解决碰撞检测的计算复杂性问题和改进虚拟环境中碰撞检测的性能。     

面向飞机虚拟维修的改进混合层次包围盒碰撞检测算法

为提高飞机虚拟维修场景中碰撞检测效率,提出一种混合层次包围盒算法,构建一种新型的双层混合层次包围盒树结构。上层CAABB与下层OBB相结合,相交测试逐步递进,该结构降低树的遍历和粗略检测的时间消耗,并在OBB以分离轴法相交测试前对其相交状态进行预判断,只对相交状态不确定的OBB采用分离轴法,减少精确检测计算。实验结果表明,在飞机虚拟维修场景中,该算法比传统混合层次包围盒算法效率更高。     

虚拟海战场中的实时碰撞检测方法

碰撞检测在虚拟海战场仿真中起着重要作用,快速而准确的碰撞检测方法可以有效提高虚拟海战场仿真中各种武器攻击仿真的效果。在分析了虚拟海战场仿真特性的基础上,确定了采用基于方向包围盒OBB的方法,并对该方法进行了优化和改进,在满足碰撞检测结果、碰撞第一时间和碰撞位置点准确性的基础上,较好地满足了虚拟海战场仿真中实时性的要求。     

交通事故视频采集及事故再现的研究与设计

基于WDM技术、USB技术及事故再现的模型,对系统中视频采集过程的实现机制、视频采集系统模型的软件实现和交通事故中的理论碰撞模型进行了研究.解决了交通事故中的视频采集、事故再现和事故分析中的关键问题.并在理想模型和实际模型情况下对一维碰撞模型进行了模拟再现.     

混合包围盒碰撞检测算法的研究

本文基于包围球和OBB包围盒的优点提出了一种混合包围盒方法:S-OBB,用于解决刚体之间的碰撞检测问题。我们构造了更加简单的包围盒树,采用改进的数据结构,减少了存储空间;在树的遍历中,我们应用单重遍历的方法,提高了碰撞检测的速度,尤其是当树的深浅悬殊时效果尤为明显。     

船舶系泊操纵仿真训练系统中缆绳可视化研究

针对在船舶系泊操纵训练系统的开发过程中,模拟柔性缆绳时存在的效率不高、逼真程度差等问题,提出了采用基于位置动力学(PBD)的方法来描述缆绳的运动情况.在PBD方法的距离约束和弯曲约束的基础上,提出使用长距离附着约束和引脚约束两种约束条件用于模拟缆绳的弯曲、拉伸等效果,改进了PBD方法中对缆绳的可视化模拟效果.长距离附着约束方法可以防止缆绳粒子的过度拉伸.引脚约束方法将两个粒子合并为一个粒子进行计算,以实现缆绳与琵琶头连接的模拟效果.采用考虑摩擦和黏性的连续碰撞检测约束方法,实现了缆绳与操纵仿真训练系统中其他物体的碰撞检测以及缆绳自身的碰撞检测.通过与牛顿法计算效率对比,改进的PBD方法效率更快,精度更高.     

机器人视觉系统在交通事故勘测中的研究

针对我国交通事故频繁发生以及事故再现在交通勘测中存在的问题,基于视频图像捕捉、视频图像压缩、无线传输等技术,为快速、有效地采集事故现场数据,为事故再现及事故分析提供有效支持,通过机器人视觉系统实现了交通事故的再现、交通事故数据化管理和判断分析,为将来智能化的交通事故决策系统打下良好的基础.     

基于交通事故工程学分析法的交通参与方式认定研究

交通参与方式在交通事故认定中至关重要。交通事故工程学分析法通过静态分析交通事故中当事人的损伤特征、规律,动态再现交通事故当事人损伤过程,并通过综合验证和计算机仿真模拟,判断交通事故当事人在交通事故发生前、发生过程中、发生后的运动轨迹和损伤机制,为交通事故处理人员判断交通事故当事人的交通参与方式提供新的思路和方法。     

基于空间数据结构的快速碰撞检测算法

在已有的预留碰撞算法基础上,提出了一种以空间数据结构管理为核心,用简化的几何模型表示(OBB层次树)结合起来实现复杂物体间的实时碰撞检测算法,主要采用包围盒的方法对检测物体进行包围,然后对包围盒所形成的体进行结构索引,遍历体索引输出检测结果,这样在少量增加存储空间的前提下,可以提高碰撞检测的速度。     

工业机器人运动碰撞的仿真实现

在对工业机器人模型进行碰撞检测时,提出一种把AABB和OBB结合的改进包围盒法.首先,在各个杆件模型的坐标系下,利用八叉树结构建立杆件模型的改进层次包围盒;其次,把在包围盒内的模型三角面序号存放在对应叶子节点的数组里;将包围盒位姿转换到基坐标系下的位姿,利用OBB包围盒的分离轴理论进行碰撞检测;接着,利用叶子节点里的索引序号索引到对应三角面并进行精确的三角面求交;最后,生成一个应用程序并进行仿真.实验结果表明:生成的应用程序能够快速和精确地检测出模型碰撞,且运行流畅.     

汽车碰撞事故的速度分析

通过对交通事故中汽车的碰撞问题的简化 ,运用动量守恒定理和能量守恒定律着重研究了正面碰撞、追尾碰撞和侧面碰撞三种情况下 ,汽车碰撞前动量和速度的求解方法 ,为交通事故模拟和再现提供了一种更为实用的方法 ,并为科学处理交通事故、明确事故责任提供了重要参考。     

傅里叶计算全息术及光学再现

根据罗曼Ⅲ型编码方法,提出了一种新的基于MATLAB的傅里叶计算全息术,用4f系统实现了计算全息图的光学再现,获得了理想的再现像。并与计算机模拟再现像进行了比较,结果表明两再现像完全吻合。     

支持力/触觉反馈的虚拟肝脏手术仿真系统

为提高支持力/触觉反馈的虚拟肝脏手术仿真系统的精度和实时性,提出了一种基于物理意义的平行菱形链连接变形模型.该模型中由于各个链结构单元中菱形的长度等比例变化,计算量小,改变链结构单元中菱形的长度和夹角就可方便地对不同的柔性体进行建模.同时还讨论了系统的结构设计、柔性体形变计算、快速碰撞检测和实时力/触觉反馈操作等.基于6-DOF Delta手控器建立试验平台,并结合力/触觉反馈计算实现了虚拟肝脏手术的拉拽、按压等变形仿真.实验结果表明,该系统力/触觉感觉平稳、模拟效果逼真,能够满足虚拟现实系统对精细作业和实时性的要求.建立简单逼真的物理变形模型和精确快速的碰撞检测算法,有助于提高虚拟肝脏手术仿真系统的性能.     

基于TN-LCSLM的计算全息实时再现

分析了计算全息图编码原理,介绍了用MATLAB编程计算全息编码的主要步骤.用Matlab模拟了计算全息图的再现结果.将编码全息图实时输出到高分辨扭曲向列型液晶空间光调制器(TN LCSLM)上,和傅里叶变换透镜、滤波器、CCD等组成计算全息实时再现系统,实现了全息图的实时再现.最后,分析了提高再现像质量的方法.     

基于多源导航信息的三维辅助导航仿真系统

【目的】为模拟仿真海上航行可能遇到的各种天气状况,开发一款基于多源导航信息的三维辅助导航仿真系统。【方法】在接受电子海图的数据基础上,利用OsgOcean类库对图形生成迅速以及对硬件的依赖性较低的特点,设计效果逼真的三维海景,真实再现海风、海浪等常见的天气状况;利用OpenSenceGraph(OSG)粒子对场景的渲染效果,模拟现实情形;利用碰撞检测算法,提前预估碰撞的状况,避免碰撞,构建起较真实的驾驶场景。【结果】仿真实验表明,设计的原型系统能消除驾驶员对真实驾驶环境的依赖,不受天气限制,驾驶员可以随时进行模拟驾驶。【结论】仿真系统实现了三维模拟仿真的基本功能,能够提供简便、直观的船舶模拟驾驶。