三维建模中碰撞检测技术的基本算法研究

本文主要要介绍了三维建模中碰撞检测技术的基本原理及基本算法,其中包括碰撞检测算法分类、碰撞检测的时间域分类、常用碰撞检测算法介绍、碰撞检测的空间域分类、介绍碰撞检测技术是计算机图形学、机器人运动规划和虚拟现实、虚拟战场等领域的重要研究问题之一,它所要解决的问题是判断图形或者虚拟场景是否满足时空的一致性定律,即判断在同一时间两个或者多个几何模型是否占有了同一空间。     

基于GJK的凸体快速连续碰撞检测研究

针对一段时间内的多个运动物体之间的碰撞检测,提出一种基于距离算法(Gilbert-Johnson-Keerthialgorithm,GJK算法)的凸体快速连续碰撞检测算法,该算法主要通过判断一段时间内两物体之间的最小距离是否为零来检测碰撞发生情况。首先利用GJK算法在有限步骤内计算得到最小距离,检测两物体是否发生碰撞;若两物体发生碰撞,进而利用ray-casting算法确定发生碰撞的精确位置,根据环境要求做出相应响应,调整运动物体位置。仿真结果表明,对多个运动物体间的连续碰撞检测,该算法有较高的实时性和准确性。     

基于量子群智能优化检测虚拟现实中物体碰撞

为了改善虚拟现实中物体碰撞检测的性能,采用量子群智能优化算法进行碰撞检测;首先对待检测物体进行盒包围并投影至二维平面,根据盒包围交叉空间粗略判断物体是否发生碰撞;然后根据盒包围交叉空间对待检测物体的特征提取,构建人工鱼群,并对人工鱼群位置进行量子编码;将人工鱼群的位置变化转变为量子动态相移变化,以待检测物体的同类特征距离的倒数作为人工鱼群的实物浓度函数;最后采用人工鱼群算法实现物体的碰撞检测。仿真结果表明,通过合理设置动态相移变化因子和视野参数,可以获得较好的碰撞检测准确度,与常用的碰撞检测算法相比,该算法的碰撞检测精度高,且耗时少。     

柔性织物曲面的碰撞检测

碰撞检测是计算机动画领域中的瓶颈问题之一，对该问题的解决直接影响到动画的实时效果。本针对柔性曲面碰撞检测的特点，提出了一种基于二叉树剖分技术，融合层次包围盒技术的碰撞检测方法。该算法，化完整曲面为独立且相关的子区域进行碰撞检测，并构建碰撞体的层次包围盒，采用递归的方法快速定位碰撞区域，再进行精确碰撞检测。算法在做精确检测之前排除了大部分不产生碰撞的元素，并且无需耗时更新层次结构，从而提高了碰撞检测的整体效率。     

分层索引模型的NC程序碰撞检测新方法

以加工设备最大加工空间分层索引模型为基础，提出数控加工程序碰撞 检测新方法。该方法将三维物体间的碰撞问题，转化为判断平面内一点与一封闭轮廓曲线位置关系的问题。由此，降低了碰撞检查的复杂程度，因而提高了碰撞检测的效率。文中同时给出以微机为硬件基础的算法实例。     

基于体纹理技术的瀑布与地形碰撞检测

采用体纹理技术进行瀑布与地形的碰撞检测.同采用层次包围盒的瀑布的碰撞检测不同,该方法将地形图元的平面方程通过实例化技术绘制到体纹理,再通过瀑布粒子运动位置对体纹理进行采样,由粒子与平面的距离判断瀑布粒子是否与地面发生碰撞,并根据反射规律决定瀑布粒子碰撞后的运动,从而绘制出瀑布下落后沿着地表面随着地势流动的效果.实验表明,该方法能够满足实时性绘制要求.     

虚拟数控车削系统中碰撞检测问题的研究

碰撞检测问题是虚拟数控车削系统的不可或缺的部分,有效、精确的碰撞检测对提高数控环境的真实性、增强虚拟环境的沉浸感有着非常重要的意义．碰撞检测问题就是测试物体之间是否存在相交的问题．采用合理的空间分割系统和层次包围盒是减少所需测试的多边形数目、提高碰撞检测的速度的有效方法．实验证明,采用基于空间分割方法的八叉树算法有效地提高了检测的速度,保证了虚拟动态加工环境中碰撞检测的实时性．     

一种快速的低阶碰撞检测算法

针对服装CAD系统的设计要求，提出了一种基于Cyrus—Beck剪切算法思想的低阶碰撞检测算法，并与Moore—Wilhelms算法的检测时间进行了比较。实验和分析结果表明，该算法是一种快速、高效的低阶碰撞检测算法，它不仅能较好地解决刚体间的碰撞检测，而且特别适合解决柔体在复杂的虚拟环境中的碰撞检测问题。     

多轴数控加工碰撞问题及其仿真研究

对数控加工仿真及碰撞问题进行分析研究,采用通过对刀具扫掠体包络面与夹具的投影是否相交,来作为预判断,再与传统的精判断刀具离散矢量点法相结合来进行完整的碰撞检测,并且通过仿真中的实时碰撞检测,当刀具与夹具发生碰撞时,使对应部位变成红色,相应代码提示出错误报告以便修正.本文通过SIEMENS NX建模、生成数控加工程序,以整体叶轮在VERICUT仿真中实例验证这种算法的实用性与正确性.     

基于AABB递进相交空间的快速碰撞检测算法

针对包围盒在碰撞检测中相交的特点,提出一种将场景中两个相交AABB包围盒的相交部分作为新的子空间,再将子空间中的几何模型重新构造AABB包围盒并进行相交测试的递归碰撞检测方法.该方法从宏观到微观的递归方式可以快速确定两个几何模型是否相交,并且有效避免过多的前期准备工作,诸如:考虑构造AABB二叉树时的叶节点划分终止问题;对原始包围盒进行剖分并构造AABB包围盒层次树时,在存储空间方面的压缩存储问题.实验表明,该方法有效地提高了碰撞检测的效率.     

基于随机Hough变换的快速圆检测方法

针对随机Ｈｏｕｇｈ变换（ＲＨＴ）在复杂图象中检测圆时随机采样所造成的大量无效累积,提出了一种改进的ＲＨＴ用于圆检测,它是利用精度要求不高的梯度方向信息来决定是否对采样到的三点进行参数累积,从而较好地解决了无效累积问题．改进后的算法比原算法计算速度快、占用的内存小得多,检测性能有较大提高．     

《西安科技大学学报》(自然科学版)应用“学术不端系统”检索文献的情况分析

分析《西安科技大学学报》(自然科学版)稿件经过学术不端文献检测系统( AMLC)的检测情况,并对结果进行归纳和总结.结果认为,AMLC作为检测工具,能有效抑制学术不端行为,但不能简单地以AMLC的检测结果作为判断文章是否存在抄袭现象的依据,编辑和专家还要起到把关的作用,对论文做出全面的评价.     

低频干扰下无线多媒体网络中不良视频检测算法

当前无线多媒体网络容易受到低频干扰,传统不良视频检测算法无法有效去除干扰,导致检测结果不可靠。为此,提出一种新的无线多媒体网络中不良视频检测算法。为了使运动矢量平滑,通过向量中值滤波技术对其施行处理。为了避免因摄像头位置变动造成的干扰,采用平均值法对视频进行进一步处理。在无线多媒体网络视频序列时间轴中,将局部光问题转换成关键帧识别问题。在获得关键帧的基础之上,通过HIS模型快速准确地实现肤色部分的提取,判断检测视频是否为不良视频。经实验验证,所提算法检测精度高、结果可靠,且开销小。     

一种基于视频的交通事故检测方法

针对目前交通事故检测中存在因疲劳等原因造成交通事故漏检的现象,提出一种基于视频的交通事故检测方法。该方法包括3部分:预处理模块,检测车辆和分析车辆状态;交通事故检测模块,判断是否会发生碰撞;报警模块,主要进行事故实时报警且实时存储事发图片。以车流量较小的路口为例进行仿真实验,结果表明,该系统能准确地预测并判断交通事故的发生。     

融合人脸与步态周期模式的行人检测

提出多自由度的多核跟踪MeanShift算法,其在运动人体目标与背景图像的颜色信息较为接近时仍能鲁棒地跟踪.将所提出的跟踪算法用于融合人脸与步态周期模式的行人检测新算法,将闭环的控制思想引入到行人检测中,即通过步态周期和相应的跟踪反馈验证的理论方法来解决行人检测中误报率高的问题;还对行人部分轮廓存在遮挡的情况提供行人检测的新思路,即通过检测人脸来确定检测对象是否是行人,以解决当前行人检测算法检测率低的问题.     

基于嘴部内轮廓特征的疲劳检测

针对传统利用嘴部开合度检测疲劳时容易发生嘴部定位误差且易受唇厚度影响,提出一种基于嘴部内轮廓特征的疲劳检测方法。首先改进了嘴部定位方法,将YCb Cr模型与Lab模型结合,去除类唇色干扰信息,利用a分量对唇色的聚类性定位嘴部,提高了定位的准确性;然后两次提取开合度优化哈欠特征的识别方法,提取嘴部开合度,过滤掉开合度较小的图像,对开合度较大的疑似哈欠图像做Gabor变换,提取嘴部内轮廓的开合度,修正唇厚度引起的误差,判断是否为打哈欠特征。最后根据具有局部连续性的哈欠特征出现的频率做出疲劳判决,降低了哈欠的误判率,提高了疲劳判别的可靠性。实验结果表明,该方法可以克服嘴部定位不准确及唇厚度的影响,有效地实现疲劳检测。     

线性代数课程增加盖尔圆定理的思考

矩阵对角化是线性代数的重要内容,现行课本已经给出了矩阵可对角化的一些条件,利用特征值和特征向量的某些特性来判断矩阵可否对角化。有一类矩阵对角化问题不能用这些方法来证明,为此引入了盖尔圆定理,利用盖尔圆定理可以给出该类矩阵对角化问题的证明。利用盖尔圆定理解决了矩阵论中的一个典型问题,因此在线性代数课程中增加盖尔圆定理是很有必要的。     

基于智能视频监控的老人跌倒识别算法研究

如何识别老年人跌倒是图像处理的一个技术难题,为了达到识别老人跌倒行为的目的,提出了一种新的老年人跌倒识别算法。利用三帧差法提取视频中的目标图像轮廓,然后对模糊轮廓进行去噪,膨胀腐蚀,Canny边缘检测等处理,然后求二值图像重心,利用重心的位置和加速度大小来判断老年人的行为是否为跌倒,跌倒则发出报警信。实验结果表明,该算法能达到较好的识别结果。     

微弱信号检测的一种改进小波分析方法

针对小波变换去噪时对微弱信号不敏感,特别是在信号分类检测时检测效果不理想的问题,提出了采用小波熵应用于信号检测的技术.该技术的主要原理是利用小波分析矩阵相应稀疏程度去抑制信号的无关成份,其中小波系数熵确定噪声阈值,小波相关系数熵确定边界轮廓,实现信号准确定位.最后通过数值试验证明其效果好于常规小波变换模极大值的信号检测法,证明了该方法检测微弱信号边缘特性更切实有效.     

分簇WSNs中基于安全数据融合的恶意行为检测方法

考虑到恶意节点篡改数据或者直接伪造数据对融合结果可能造成的影响,提出了一种基于安全数据融合的恶意行为检测机制来量化节点采集数据的可信程度,判断节点行为是否正常,并给出了恶意节点的发现与处理方法.仿真实验表明,该模型能够有效检测恶意节点,具有较高的检测率和较低的误检率.