虚拟装配中碰撞检测的研究

主要针对虚拟装配中的碰撞干涉检测,提出了根据装配关系来进行碰撞检测的方法,描述了如何建立零部件之间的装配关系函数,面向对象的基于包围盒的碰撞检测算法,如何计算干涉量进行最终的装配操作。根据分析比较,提出的方法能很好地满足系统的实时性和交互性要求,减少了许多不必要的虚拟操作环节。     

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。     

基于层次包围盒的碰撞检测方法

碰撞检测是虚拟现实应用中的关键技术。本文主要介绍了碰撞检测中的层次包围盒方法，并对几种基于不同类型包围盒的碰撞检测算法进行了比较研究。     

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。     

交互式汽车发动机虚拟装配系统中一种快速碰撞检测方法的应用研究

碰撞检测技术是虚拟装配系统中的一项关键技术,其决定了装配系统是否可以并行、快捷和实时反应装配效果.本文提出了一种在轴向包围盒技术基础上改进的重叠轴向包围盒技术(SAABB),提高了虚拟装配系统的仿真性.     

基于JDBC的虚拟装配平台的实现

提出了在JDBC数据库基础上构建B/S模式的虚拟装配平台。分析了VRML模型的数据特征并给出了模型的数据存储格式,讨论了在web环境下可视化编程技术的实现。在客户端利用JAVA 3D类库,实现了模型的运动和干涉碰撞检测,并给出了一个应用实例。     

基于CUDA的并行碰撞检测算法研究

碰撞检测是计算机图形仿真中的关键问题之一。尽管研究人员提出了许多优秀的碰撞检测算法,但是随着仿真场景规模的增大,在单处理器上实现的碰撞检测算法已经难以达到实时性的要求。因此,当前研究的核心问题是如何提高碰撞检测的速度。在对已有算法研究分析的基础上,提出了一种基于层次包围盒的并行碰撞检测算法。该算法的核心思想是用多处理器并行遍历层次树以避免单处理器需要两棵树相互遍历的情况,并提出以并行的方式生成层次包围盒树来进一步提高算法效率。结合CUDA平台提供的并行计算解决方案,整个算法在图形处理器上得以实现。结果表明,该算法显著地提高了碰撞检测的速度,满足实时性的需求。     

面向虚拟装配操作的交互辅助技术研究

针对虚拟装配系统中装配操作精度和效率低的问题,本文提出了基于约束元素包围盒的装配意图捕捉方法,根据约束元素的特征参数和配合类型,将位姿变换分解为点到线上、点到面上和直线平行三种位姿变换情况,提出基于位姿变换元素分解的约束精确定位求解算法,并通过对零件自由度的求解和目标约束方向上的运动分量映射,实现了零件的装配运动引导。最后通过一个典型装配结构的实例给出了装配操作的交互辅助流程,验证了算法的有效性。该算法已应用到面向航天产品的桌面虚拟装配系统中。     

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。     

虚拟现实技术在复杂场景中漫游的应用

根据虚拟现实中复杂场景漫游的特点,探讨了复杂虚拟场景的建构以及场景的可见面消隐,碰撞检测和用硬件设计的方法实现灯光效果等若干技术问题,最后实现了一个室内场景的应用实例.     

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．     

虚拟培训在油田安全操作仿真系统中的应用

介绍了虚拟培训及其优越性,阐述了油田安全操作仿真系统中的三维建模、构造虚拟视觉通道、碰撞检测等关键技术,并详细论述了从模型创建到运动模拟的整个系统实现过程.     

虚拟环境下CAD/CAM/CAA及产品开发技术

分析了虚拟环境下产品设计、加工、装配环节下的技术内容及组成结构 ,并探索性提出了虚拟环境下的 CAD/CAM/CAA一体化结构体系     

虚拟交互漫游系统关键技术研究与实现

面向虚拟校园漫游系统的需求,探讨了在构建虚拟交互漫游系统过程中涉及的三维可视化建模、碰撞体检测、球状天空盒、LOD（Level Of Detail）、漫游实时进度保存等关键技术,并基于VisualStudio2003编程工具,实现了虚拟驾驶汽车漫游校园的交互式漫游系统。最后提出若干改进设想。     

面向对象的并行碰撞检测算法及应用

提出了一种新的面向对象的并行碰撞检测算法，分析了这种算法的时间复杂性、碰撞检测的完全性和唯一性等问题，讨论了这种算法在虚拟环境中的实现与应用。结果表明该算法具有良好的可扩展性。     

虚拟牙齿矫正中的碰撞检测研究与实现

在全面分析常用碰撞检测方法的基础上,采用AABB层次包围盒方法对虚拟牙齿矫正中的碰撞检测进行了研究,通过构造的包围盒二叉树,给出了碰撞检测算法的具体实现步骤,并进一步讨论了基本几何元素间的碰撞检测方法.模拟结果表明,碰撞检测满足真实感和实时性的要求.     

虚拟装配系统及其关键技术

基于约束识别和混合建模思想开发了一个虚拟装配系统(VAE)．分析并构建了系统的功能模块和体系结构，研究了特征和网格混合建模、约束识别和求解以及实时碰撞检测等支撑VAE的关键技术，据此开发了基于PowerWall硬件系统的VAE原型系统．该原型系统可以完成产品的装配工艺规划和装配操作培训，并具备简单的参数化几何建模功能．