简单凹多面体的Minkowski和

在欧几里德三维空间中,求两个多面体的Minkowski和是一项重要的几何操作,它等同于求两个多面体中所有点的矢量和。本文在之前提出的简单凹多边形的凸剖分算法基础上,给出了基于多面体剖分的简单凹多面体的Minkowski和算法。分析表明,该算法由于减少了计算Minkowski子和的数目,从而能够提高整个求和算法的速度。     

确定任意多面体的凸凹棱的快速算法及其应用

提出一种确定任意多面体凹凸棱的快速算法,并给出其在任意多面体的凸多面体剖分中的应用     

基于VRML节点树的双臂移动 机器人碰撞检测及优化

针对双臂移动机器人三维仿真中存在大量非凸模型而无法精确进行实时碰撞检测,提出了基于虚拟现实建模语言(VRML)节点树实现凸分解的方法.利用分解得到的单位形体的顶点数据,使用Quickhull算法构造应用于V-Clip算法的凸多面体,实现虚拟环境中模型与机器人之间的精确碰撞检测.为了提高碰撞检测的效率,优化仿真过程中碰撞检测的实时性,采用了包围盒技术.实验结果表明：该方法具有良好的实时性和较高的碰撞检测精度.     

一种基于混合层次包围盒的快速碰撞检测算法

提出了一种基于混合层次包围盒（BVH）的快速碰撞检测算法，它将固定方向凸包（FDH）包围盒与沿坐标轴方向的包围盒（AABB）相结合，吸收了基于图像的碰撞测算法的优点，利用了图形硬件的计算能力．算法在预处理阶段为待测物体的凸块构造FDH包围盒树，然后在逐步求精的过程中遍历该树并进行初步碰撞检测，最后通过建立AABB包围盒快速设置视域参数，在对凸块绘制的同时进行精确求交，实时得到碰撞检测的结果．实验结果表明，所提算法可以较好地解决形状复杂刚体的实时碰撞检测问题，检测速度比经典算法RAPID和RECODE分别提高了约17％和20％．     

一种基于虚拟手术的三维碰撞检测算法

为了解决虚拟手术的快速碰撞检测问题,提出了一种新的基于方向包围盒层次树的快速碰撞检测算法,利用简化的几何模型表示一方向包围盒层次树来实现复杂物体间的实时碰撞检测.算法在继承一般基于方向包围盒的碰撞检测算法优点的同时,突破了它们的局限性,能够在保证效率的前提下处理任意形状多面体之间的碰撞检测问题.同时采用了三角形带压缩技术和方向包围盒技术来加快碰撞检测阶段的绘制速度,从而提高碰撞检测的效率.     

判断两个凸多面体相交的简单方法

在智能机器人路径规划的仿真系统中,碰撞检测算法的实时性非常关键，碰撞检测可以建模为判断2个三维凸多面体是否相交的问题.可将该模型转化为判断一个简单的线性规划是否有解的问题，实验结果表明该方法是有效的。     

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。     

基于误差的装配接触状态预测分析

由于装配环境的复杂性和检测、控制信息、装配件运动的不确定性，在研究装配接触状态时要考虑误差的影响．本文以凸多面体为装配对象，给出了在误差的情况下基于凸多面体边界元的接触状态预测算法，并以单轴孔装配为例，说明了该算法的有效性．     

任意多边形三角剖分的算法

提出了将任意多边形三角剖分的算法．其方法是，首先确定多边形各顶点的凸凹性，然后不断切割多边形的不规则部分，使其成为凸多边形，最后对凸多边形进行三角剖分．证明了算法的正确性，并对该算法的复杂性进行了分析．     

多边形内点集的三角剖分算法

提出了一种多边形内点集的三角剖分算法，该算法采用逐层求凸壳，对不在凸壳边界上的多边形顶点给予特殊处理，然后逐层分割环域成三角形序列，最后优化各三角形的边长，改变分割方式，使之能得到最短长度或接近最短长度的三角剖分．     

一种针对非均匀有理B样条曲面的碰撞检测算法

提出了一种针对非均匀有理B样条（NURBS）曲面的碰撞检测算法，它将节点反插技术引入到NURBS曲面细分中，通过控制点间距离测试进行精确碰撞检测．该算法首先插入几何意义较为清楚的控制顶点，反算出要插入的节点，再采用节点插入技术将曲面细分，然后为逐步细分的曲面控制点建立固定方向凸包（FDH）包围盒，以尽早排除不可能碰撞的情况．在到达一定细分层次后，进行曲面之间的距离测试，若距离小于某一阈值，则认为发生碰撞．通过虚拟环境中蝴蝶与玉米叶的碰撞实验表明，所提算法可以应用于由NURBS曲面表示的物体碰撞检测，在细分层次为5，阈值为0．0006时，可以使本例碰撞检测具有良好的精确性和实时性。     

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。     

虚拟设计中碰撞检测技术的研究

针对目前虚拟设计中碰撞检测系统复杂、速率和精度达不到理想要求的现状,提出一种两阶段碰撞检测算法。该方法粗测阶段采用AABB包围盒进行相交测试,剔除完全不相交的目标物体;精测阶段采用空间投影技术结合z缓存算法对上一步结果的潜在性相交目标进一步测试,获得物体碰撞数据信息,最终完成目标物体的碰撞检测。实验结果表明,该算法检测效率优于传统包围体碰撞检测算法。该技术改进后可实现更精确的碰撞检测。     

基于OpenGL的复杂多面体模型间距离计算及碰撞检测

提出了一种基于图形空间,利用OpenGL选择模式实现复杂多面体模型间距离计算及碰撞检测的新方法.可用于计算任意多面体模型上的所有顶点沿法向到目标多面体模型的有符号距离,并判断模型间的碰撞情况.以上下颌牙齿多面体模型为例,计算出了上颌模型顶点到下颌模型的距离,并以上颌模型的距离图显示,以此为依据,分析了模型间碰撞情况,验证了新方法的有效性.最后对该方法的运算效率进行了分析.计算得到的距离图在口腔修复体牙合面间碰撞区域的识别及标准冠牙合面调整等方面得到了较好的应用.     

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。     

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EON的虚拟拆装碰撞检测算法

为了有效提高虚拟维修环境的真实性和融入感,增强环境的细节描述,对基于K-DOPS包围盒的碰撞检测算法在虚拟维修特征建模中的应用进行研究。通过比较几种经典离散型碰撞检测算法的优劣,结合本维修系统对实时性与检测效率的要求,确立K-DOPS包围盒算法,并对其遍历检测过程进行优化设计,提出了与OpenGL相结合的检测编译方法,通过EON Studio软件平台进行仿真试验。结果显示,运用KDOPS包围盒的碰撞检测算法在柴油机虚拟维修训练系统中可以实时、有效地避免零件模型间的碰撞,增强虚拟环境的细节描述。     

多面体干涉检测中的接触状态判定法

目的针对已有的干涉检测算法多采用在离散的时间点上进行求交的方法,效率和可靠性低,并且不太容易解决物体刚好接触等问题,提出通过接触判断进行多面体干涉检测的方法。方法在对接触状态进行分析的基础上提出了基于四元组运动表示的物体接触状态判定算法。结果该算法的干涉检测时间是连续的,能够避免由于时间划分误差产生的判断遗漏。结论在检测到几何对象的接触后,采用静态包容性测试,大大提高了算法效率,而且由于避开了非线性问题,可靠性也大大提高。对简单运动或几何问题,具有很高的效率和可靠性。     

面向复杂产品交互虚拟装配操作的并行碰撞检测算法

运动对象间碰撞检测是交互式虚拟装配的一个基本问题,提出一种虚拟环境中运动对象间的并行化碰撞检测方法.该方法使用一种并行的、基于区域分割和快速相交校验排序的分解算法来包围盒层次模型,检测计算时依据用户的操作动态决定碰撞检测对以减少检测计算量,同时基于微机和局域网的并行方法来计算模型间碰撞,两个模型间碰撞检测时使用包围盒层次树动态更新方法.随后,以某型汽车底盘虚拟装配时的实时碰撞检测来验证算法性能.结果表明,该方法可以快速建立包围盒层次树模型,并可在交互操作中完成给定精度的实时碰撞检测.