虚拟装配环境中碰撞检测算法的研究综述与展望

虚拟装配系统可对机电产品进行装配仿真,生成装配顺序与装配轨迹,而碰撞检测技术正是对装配顺序与装配轨迹的正确性进行验证。把虚拟装配环境的碰撞检测算法归类为:基于时间域的碰撞检测算法、基于几何空间的碰撞检测算法、基于图像空间的碰撞检测算法。对这几类算法的研究现状进行了综述,根据研究现状分析了碰撞检测算法中存在的问题及研究难点,并对碰撞检测算法的研究趋势进行了展望。     

结合二维算法的三维快速碰撞检测算法

碰撞检测是虚拟现实的重要组成部分,快速精确的碰撞检测算法直接决定三维仿真效果的好坏。提出了二维平面碰撞检测与动态八叉树相结合的新算法,使得碰撞检测效率有了很大提高。     

基于视线的智能碰撞检测方法

针对在虚拟漫游系统中运动物体的碰撞检测问题,提出一种基于视线的智能碰撞检测方法。分析虚拟现实漫游环境中碰撞检测的基本原理和基于视线的碰撞检测,采用模糊控制隶属函数提高碰撞检测效率。实验结果表明,该方法的运算效率和检测精度有所提高,能避开墙体和障碍物。     

智能设备基于J2ME平台的3D开发技术

在PC机的3D和智能设备应用上,碰撞检测始终是程序开发的难点,甚至可以用碰撞检测作为衡量3D引擎是否完善的标准。现有许多3D碰撞检测算法,其中AABB碰撞检测是一种卓有成效而又经典的检测算法,本文详细论述了AABB碰撞检测的技术。     

虚拟现实技术中碰撞检测算法研究

碰撞检测是虚拟现实技术、机器人技术与动画仿真技术等领域中一个关键的环节,其基本任务是确定两个或多个物体彼此之间是否发生接触或穿透。本文阐述了碰撞检测的一般结构、常见的几种分类标准。重点介绍了目前最主要的三种碰撞检测算法,基于包围盒方法的碰撞检测算法,基于图像空间的碰撞检测算法,基于距离场的碰撞检测算法,对它们各自的优缺点做了比较分析。最后预测了碰撞检测算法的未来发展方向。     

关于VRML中物体间碰撞检测的研究*

碰撞检测对于虚拟制造中的很多应用有着非常重要的意义,但是VRML只对碰撞检测提供了有限的支持。提出了一种碰撞检测系统来扩展VRML的功能,系统采用了KDOP算法对两个物体进行碰撞检测,对于多物体的碰撞检测则先采用Sweep and Prune方法进行预处理。     

碰撞检测技术及在桥梁视景仿真中的应用

碰撞检测(Collision Detection)及优化是视景仿真技术中一项非常重要的技术,文中通过对碰撞检测理论的论述,概要介绍了碰撞检测算法关于时间域与空间域的不同分类方法,并讨论如何优化碰撞检测的方法,以减少运算时间与复杂度。通过视景仿真中桥梁碰撞检测的实例对碰撞检测理论及优化算法进行了验证。     

OBB层次结构及其应用加速算法的研究

层次包围盒在碰撞检测中的应用对于提高碰撞检测精确度以及减少碰撞检测复杂度起着十分重要的作用。该文介绍了OBB包围盒的计算、相交测试以及构造方法,将一种加速碰撞检测搜索算法与其结合,并且讨论了时间复杂度。     

JAVA 3D与VRML在机器人仿真和碰撞检测中的应用

碰撞检测是机器人运动仿真系统中的重要组成部分，快速有效的碰撞检测功能将是仿真系统成功的关键。本文介绍一种用AutoCAD、VRML建立机器人模型，用JAVA3D实现碰撞检测功能的方法，分析并提出了如何改进碰撞检测类来提高机器人碰撞检测中的精度问题，最后针对JAVA3D在碰撞检测方面的缺陷提出了进一步的改进意见。     

Java 3D中运动物体间碰撞检测的研究

碰撞检测是虚拟制造中重要的课题之一,文章针对Java3D对三维物体碰撞检测支持的局限性,通过扩展Java3D的功能,构造了一种碰撞检测系统,采用了二叉树层次球模型来表示实体,对运动物体间进行碰撞检测,满足了可靠性和时间的连续性,较好地适应复杂环境的碰撞检测的需求。     

碰撞检测技术在空间飞行器视景仿真中的应用

视景仿真技术是空间飞行器系统仿真中的关键技术之一。该文阐述了碰撞检测技术在视景仿真中的应用，旨在提高飞行器视景仿真的逼真度。文中列述了视景驱动软件Vega的8种碰撞检测方法，分析了各种方法的特点，并展示了各种碰撞检测方法应用于空间飞行器视景仿真中的结果，包括卫星星下点轨迹绘制、卫星照相效果显示等，从而证实了将碰撞检测技术应用于空间飞行器视景仿真能取得良好的仿真效果。该文为空间飞行器视景仿真以及碰撞检测技术应用者提供了应用范例，具有一定借鉴价值。     

一种新型的交互式增强现实系统

增强现实是随着虚拟现实技术的发展而衍生小来的。它抒计算机产生的虚拟物体合成到真实环境当中。本文采用ARToolKit系统作为开发环境,Open Dynamic Engille（ODE）为动力学引擎以及利用Open Scene Graph（OSG）图形引擎开发包,将增强现实技术与碰撞检测技术相结合实现了一种新型的交互式增强现实系统。     

A methodology for optimal voxel size computation in collision detection algorithms for virtual reality

Real-time Virtual Reality applications require accuracy but are also time dependent; therefore, in these environments, the time consumption is particularly important. For that reason, when facing the problem of Collision Detection for a Virtual Reality application, we firstly focus our attention on optimizing time performance for collisions among objects. Spatial Partitioning algorithms have been broadly used in Collision Detection. In particular, voxel-based methods are simple and quick, but finding the optimum voxel size is not trivial. We propose a methodology to easily determine the optimal voxel size for Collision Detection algorithms. Using an algorithm which represents volumetric objects with tetrahedra as an example, a performance cost function is defined in order to analytically bound the voxel size that gives the best computation times. This is made by inferring and estimating all the parameters involved. Thus, the cost function is delimited to depend only on geometric data. By doing so, it is possible to determine the optimal voxelization for any algorithm and scenario. Several solutions have been researched and compared. Experimental results with theoretical and real 3D models have validated the methodology. The reliability of our research has also been compared with traditional experimental solutions given by previous works.     

Intelligent Cruise-Control Navigation: A new navigation/travel method for use in virtual environments

An important feature of virtual reality is the facility for the user to move around a virtual environment in a natural and easily controlled manner. Navigation, also called locomotion, travel or motion, involves changing the perspective of the user in the virtual environment (VE). It allows the user to move in the VE as well as reorient themselves to look at the world differently. Natural locomotion methods are able to contribute to a sense of presence and reality. The illusion of presence can be lost through unnatural experiences during travel in the VE. This can be caused by poor interactive metaphors or by experiences which do not agree with the user's everyday understanding of the real world. This paper focuses on the navigation method in the VE, one of the major interfaces for the interactivity between human and VE in virtual reality circumstances and worlds. It proposes a new navigation method. Intelligent Cruise-Control Navigation (ICCN), which provides a natural and user-centred approach to navigation in the VE and can improve the user's sense of reality and presence. ICCN is composed of three major phases: Constant Velocity Navigation, Collision Detection and Avoidance, and Path Adjustment. The ICCN can reduce the user's fatigue and improve the user's presence in the VE. The small experimental study reported in this paper suggests that the ICCN will be a natural, straightforward, and useful navigation interface in VE.     

基于观察者的碰撞检测技术在虚拟环境漫游中的应用

碰撞检测是增强虚拟环境真实感的必要手段，在虚拟环境进行漫游时，运动中的观察者与静态的虚拟环境之间的碰撞检测问题，又被转化为球体与三角形之间的碰撞检测问题，文中提出了具体的碰撞检测算法，并用八叉树模型对其进行了优化。     

基于包围盒的碰撞检测算法研究

基于包围盒的碰撞检测算法是一类重要的碰撞检测算法。文章比较了几种常用的包围盒碰撞检测算法;给出了OBB包围盒的计算算法及其改进和修正算法;包围盒树的建立算法;包围盒的重叠测试和基于包围盒的碰撞检测算法;最后以OBB验证了该类算法的有效性,正确性和鲁棒性。     

CSMA/CD with reservations in wireless communication for distributed robot system

This paper proposes a medium access protocol, CSMA/CD-R (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection with Reservation), designed for a distributed robot system based on wireless network without any centralized mechanism. It employs stations to reserve a communication channel after communication collision such that it shows better performance than conventional CSMA protocol for the wireless communication of the distributed robot system. The effectiveness and applicability of the proposed protocol are demonstrated by carrying out both computer simulations and real experiments with the developed multi-robot system.     

虚拟装配中基于相对于位置的碰撞干涉检测

对基于虚拟装配的碰撞检测和碰撞干涉问题进行了描述，提出了碰撞干涉检测的相对位置法。实验表明，该方法能够很好地满足虚拟装配系统的实时性和交互性要求。     

基于OBB包围盒的碰撞检测研究与应用

碰撞检测是计算机仿真、虚拟现实等领域内的研究重点之一,其中基于包围盒的碰撞检测算法是一种比较方便有效的方法。为了达到仿真系统中所需要的碰撞检测的精确性和实时性,对方向包围盒(OBB)的计算方法进行了分析,并针对其不足之处进行了改进和优化。利用改进后的OBB包围盒碰撞检测技术实现了JQ900型下导梁架桥机中部件间碰撞的精确快速检测,并最终在VC++和Open Inventor API平台上实现了系统的逼真的仿真效果。     

基于OpenGVS的油田油气集输过程可视化仿真

借助Visual C＋＋编程环境、利用OpenGVS函数库并使用实时三维建模软件MultiGen Creator，研究了三维对象的模型优化方法、基于OpenGVS的屏幕拾取、纹理映射和碰撞检测等特殊效果的生成技术。建立了脱水站、中转站、污水站、注水站等模型，实现了油田油气集输过程的可视化仿真。通过该系统可以从任意距离和角度观察油田油气集输的各个环节，了解生产设备的内部构造，观察各种动态过程。效果逼真，交互速度快。