基于光线跟踪的星敏感器视场仿真分析

星敏感器是航天器高精度姿态测量的重要部件,随着航天器结构的日益复杂,为了保证星敏感器正常工作条件,在航天器设计初期就需要考虑其视景有效性。如何对在轨运行时的星敏感器视景有效性进行分析成为亟待解决的问题。传统的试验测试对在轨星敏感器视景分析往往达不到实际要求。为此构建虚拟仿真平台,通过仿真航天器、星体等构建一个在轨运行环境,进而利用光线跟踪方法进行星敏感器视场光照分析、碰撞检测方法进行星敏感器视场遮挡分析。展示的仿真结果表明光线跟踪方法和碰撞检测方法运用的合理性和有效性。     

基于手指运动方向的动态碰撞检测算法及实现

通过对虚拟手抓握物体时手指运动过程的分析,提出基于手指运动方向的动态碰撞检测算法,在详细描述该算法的基础上,给出算法流程图、算法实现框图和应用实例。针对单个手指与球体的接触过程,将此动态碰撞检测算法和传统的静态碰撞检测算法进行性能测试比较,结果证实该动态碰撞检测算法在总体性能上优于传统静态碰撞检测算法,主要体现在提高了抓握操作仿真过程中碰撞检测阶段的运行速度、解决了抓握操作中以多面体模型之间的碰撞检测仿真实体模型之间的碰撞检测问题。该动态碰撞检测算法并可以推广应用于其他动态碰撞检测仿真。     

机械加工虚拟实验技术的研究

以机械加工过程为研究对象,构建了实时性、交互性和网络化的机械加工虚拟实验系统.提出了场景模型的建立及优化方法,设计了自动路径漫游和自由路径漫游两种不同漫游场景的方式,并结合Virtools模块式编程和碰撞检测技术,模拟了机床的加工过程和虚拟人的操作运动,增强了虚拟机械加工操作的沉浸感和真实性,为机械加工实验教学提供了一种新方法.     

基于A*改进算法的机械臂避障路径规划

为解决机械臂在运行时可能与工作空间中的障碍物发生碰撞,提出圆柱体包络碰撞检测法和基于A*算法的变步长分段搜索法.运用圆柱体包络碰撞检测法,将碰撞检测问题转化为计算圆柱体间的位置关系.变步长分段搜索法解决了应用传统A*算法可能出现的搜索数据量大甚至搜索死循环等问题.分别在基于OpenGL的三维仿真实验平台和实际系统中验证了该方法的有效性和可行性.     

虚拟环境中碰撞检测问题概述

硅撞检测是计算机动画，物理仿真、机器人学等领域的重要课题。文章首先介绍了碰撞检测的基本步骤，然后从时间域和空间域等不同的角度对碰撞检测算法进行了分类概述，最后阐述了碰撞检测问题研究的重要意义。     

一种截窗查询的多障碍物快速碰撞检测算法

依赖于地理信息系统的越野路径规划,由于存在大量分布不规律的环境障碍物,严重影响路径规划的计算速度,借鉴截窗查询的思想,给出了基于一维数据结构的矩形截窗查询算法,该算法有效减少了规划过程所需碰撞检测的障碍物个数,大幅提高规划速度,在环境障碍物动态更新的情况下,其性能优于区间树的截窗查询方法。

Abstract：

Path planning based on GIS is a fundamental problem in many applications. It is the main problem affecting the planning time because of the multi-obstacles in field environment. A novel rectangle windowing query method was proposed in order to improve the compute efficiency of collision free test. The method reduces the numbers of obstacles needed to test and speeds the planning process, and is more suitable with the dynamic environment of obstacles changing than the interval tree method.     

一种基于边平移理论的Minkowski和构造算法

碰撞检测在智能机器人路径规划、机构虚拟装配仿真等领域都是研究的热点问题,快速精确的碰撞检测成为其发展的关键技术之一。基于Minkowski和的碰撞检测算法通过精确的数值计算可实现精确的碰撞检测,成为研究的一种有效途径。本文提出一种基于边平移理论的二维平面内两凸多边形的Minkowski和构造算法,并分析验证了所提出算法的性能。与传统的基于高斯映射的Minkowski和构造算法相比,该算法具有计算简单,执行效率高等优点。     

一种多关节机械臂运动过程中的碰撞检测方法

针对多自由度机械臂在运动过程中自身会发生碰撞的问题,建立机器人的简化模型(关节为球体,连杆为胶囊体),进而将多自由度机械臂的碰撞检测问题转化为简化后的几何模型(碰撞检测基元)之间的干涉计算问题。将此干涉问题进一步分解,最终转化为两球体之间、两胶囊体之间、球体与胶囊体之间的最小距离求解,并针对空间两胶囊体轴线之间距离计算问题,提出一种精确并快速的碰撞检测方法。将该算法实现并应用于6R串联机器人,最终利用MATLAB和ADAMS联合仿真进行验证。仿真结果验证了该算法的有效性。     

Vega下带碰撞检测响应视点方式的开发

为满足用户浏览场景时自由控制视点的需要,同时实现视点避碰的功能,剖析了Vega环境中视点的工作原理,介绍了用户自定义运动模式视点的工作流程,开发了具有碰撞检测、能做出正确响应、可键盘控制功能的视点方式,提出了可行的碰撞响应策略。在导弹拦截系统的仿真应用中,该视点方式灵活易用、可操作性好,提高了用户浏览场景时的灵活性,大大增强了用户浏览场景时的真实感和沉浸感。