碰撞检测中的包围盒方法

讨论了当前虚拟环境中应用比较广泛的2类碰撞检测算法——空间剖分法和层次包围盒法．重点对层次包围盒算法中的轴向包围盒（AABB）法、方向包围盒（OBB）法和固定方向凸包包围盒（POH）法从包围盒的构建、相交检测等方面做了详细分析，并从计算复杂度、适用范围等方面对这3类方法进行了比较．     

虚拟装配中实时碰撞检测方法研究

本文介绍了基于层次包围盒的碰撞检测算法,并着重对现有的各种包围盒类型进行了分析比较。文章对OBB包围盒的计算算法、包围盒树的建立算法、包围盒的重叠测试进行了研究,最后以OBB验证了该类算法的有效性和正确性。     

一种基于OBB包围盒算法的改进

为了提高碰撞检测的速度,对虚拟环境中的物体进行了假设,提出了方向圆柱包围盒检测方法,并结合各类包围盒的特点,分析了不同类型包围盒之间算法,实现了层次包围盒碰撞检测算法的优化,提高了碰撞检测的速度,增强了系统的实时性。     

基于层次包围盒与平均单元格的三角网格求交

层次包围盒法,通过在求交过程中对模型包围盒地不断划分,最终筛选掉大量不相交的三角面片.平均单元格法,对求交模型进行预处理,以加快相交元素对的获取.综合两种方法的各自优势,提出一种混合的求交算法,对两个模型分别创建各自包围盒,进行层次包围盒法,粗略地排除不相交的三角形;再采用平均单元格法,将相交的三角形准确地定位到各个单元格内.实验结果表明:该算法速度远远大于层次包围盒法,与平均单元格法的速度大致相当,但是消耗的内存却大大减少,使得该方法更适用于巨大的模型场景.     

基于层次包围盒和光线追踪的两步法碰撞检测技术

为了实现虚拟现实场景中物体间的实时碰撞检测,结合层次包围盒和光线追踪算法的优点,提出了一种新的两步法碰撞检测技术.利用层次包围盒法进行预处理优化,快速排除不相交的包围盒,将预处理结果直接传递给后续精确检测模型.采用光线追踪法在一维空间迅速搜索到具体碰撞点对,并返回点对间的距离和表面法向量等碰撞响应所需的量.预处理阶段和精确碰撞检测过程中的输入都存储在相同的数据结构,即八叉树中,减少了冗余的计算量.仿真实验表明,两步法碰撞检测技术对点对间的碰撞检测具有较好的准确性和高效性.     

基于质点转换和包围盒的混合碰撞检测算法

为了提高碰撞检测的效率,提出了一种基于质点转换和包围盒相结合的碰撞检测算法。对空间中的所有物体采用区域中心法和二叉树来构建OBB层次包围盒;对于空间中相隔一定距离的物体利用物理学中质点的概念,把物体的最外层OBB包围盒当作三维空间中的点来计算两点之间的距离,根据质点计算的结果与还原距离进行判断,对于没有通过结果验证的质点不再检测,而通过结果验证的质点则对其进行质点还原;对还原的包围盒进行OBB层次包围盒相交测试。实验结果表明,相比于前人算法基于质点转换和包围盒的混合碰撞检测算法能够更加有效地提升检测效率,并且随着空间的增大检测所花费的时间将会变得更少检测效率更高,特别适用于空间中存在大量物体的复杂环境。     

面向虚拟手术的碰撞检测优化算法

为了提高虚拟手术仿真系统中碰撞检测算法的效率,基于混合包围盒碰撞检测法,提出了一种快速的碰撞检测优化算法。首先利用S-AABB上层包围盒进行粗略碰撞检测,然后利用球包围盒进行底层精确碰撞检测,并采用2种优化方法代替传统上建立层次二叉树的过程。采用分区域碰撞检测法,使每次检测只是针对某一个区域内的单元体,有效地提高了碰撞检测效率;采用预测碰撞检测法,当碰撞连续发生时,预测出即将可能发生碰撞的单元体,只是针对这些单元体进行碰撞检测。最后通过实验数据,证明了该碰撞检测算法及其优化方法的有效性及其快速性。     

基于可变形物体的碰撞检测算法

为了提高可变性物体在虚拟现实技术中碰撞检测的效率和准确度,提出了一种改进的基于可变形物体的碰撞检测算法。该算法利用蚁群算法优化蛇形轮廓模型,并将蛇形轮廓模型应用于固定方向凸包包围盒的更新过程中。实验结果表明,该算法极大地简化了固定方向凸包包围盒算法的重建过程,提高了碰撞检测的效率,同时由于加入优化的蚁群算法,提高了碰撞检测的准确度。     

基于CSG体的投影包围盒加速算法研究

在研究和比较各种光线跟踪算法的基础上,提出了一种投影包围盒的光线跟踪算法。采用二叉树构造实体几何（constructivesolidgeometry,CSG）实现数据保存并构造CSG树,同时在CSG树的每个节点建立投影包围盒,每个CSG树的投影包围盒由其左右子树的布尔操作来完成。实验结果表明,该算法能够缩短渲染时间,提高CSG体的渲染效率。     

线索化包围盒层次结构的并行创建算法

针对光线跟踪的场景加速结构创建问题,提出一种线索化包围盒层次结构(BVH)的图形处理器并行创建算法。算法完全以宽度优先搜索顺序创建包围盒结点,包括大结点和小结点两个创建过程,其分别并行化面片运算和结点运算,解决了创建上层结点时缺乏数据并行度的问题。算法通过3个独立步骤实现BVH的宽度优先到深度优先存储结构变换以及包围盒结点的线索化操作。实验结果表明,本文算法的创建速度高于已有的非线索化BVH创建算法。     

面向公共安全监控的多摄像机车辆重识别

由于现有的车辆重识别方法大多是在已标注车辆边界框的图像间进行的,但在真实场景中无标注信息,同时环境的复杂性、车辆外观的相似性和多样性也是导致重识别精度不高的原因。因此,针对公共安全监控领域中无标注的原始视频,提出一种结合车辆检测与识别的多摄像机车辆重识别方法。首先设计了二值-单点多盒车辆检测网络以获取视频中的车辆边界框,并在线生成候选车辆数据库;其次设计了一种多任务孪生车辆识别网络以提高重识别精度;最后组建“VeRi-1501”车辆数据集。该数据集在现有数据集上扩充车辆身份,并均衡每个车辆身份在不同摄像机下的图像数量。该方法在VeRi-1501数据集和实际交通场景中识别准确且精度高。     

虚拟手术模拟系统中包围盒碰撞检测技术及应用研究

碰撞检测模块是虚拟内窥镜系统的重要组成部分。根据变形物体的碰撞检测要求及连续切割过程对网格结构的影响,提出了碰撞检测的层次包围盒结构修正方法。该方法针对网格中的单元剖分和网格优化的过程中网格单元变化采用子树替换、位置提升方法进行修正,可满足连续切割中正确碰撞检测和精确碰撞的要求.     

自适应权值卷积特征的鲁棒目标跟踪算法

针对传统基于固定权值卷积特征的深度学习跟踪算法在部分视频跟踪失败的问题,提出一种新颖的基于响应图和熵函数的评估各卷积神经网络层跟踪性能的方法. 该方法能根据评估结果自动调整各层的权值系数;同时引入边界框检测机制,当跟踪响应最大值小于给定阈值时,采用滑动窗口采样一定数量的边界框,并对边界框进行评估,生成初始建议边界框;最后在初始建议边界框的基础上进行相关滤波跟踪,并给出模型更新策略。 将文中算法与其他9种算法在OTB-2013视频数据库上进行跟踪仿真,实验结果表明,所提算法具有较高的中心点距离准确率和跟踪成功覆盖率。     

工业产品形态原型及其建模方法的研究

文章提出一种新的产品形态原型概念,以工业产品各外观结构分体的最适包围盒作为形态原型的基本构造单元,描述了形态原型的重构过程.文中介绍了长方体、圆柱体、球体3种最小包围盒及分体最适包围盒的确定方法,并对形态原型在形态传承的分析和评价、产品外观创新设计、形体设计语意及形态设计风格描述等方面的应用进行了展望.     

空间网格体系下基于GJK的空域冲突检测算法

空域之间的冲突检测是保障各类用空活动有序展开的关键环节.针对传统空域冲突检测方法存在计算效率低、空间解算复杂的问题,在GeoSOT网格体系下,提出一种基于Gilbert-Johnson-Keerthi算法(简称GJK算法)的空域冲突检测方法.首先,利用网格在时空二值计算上的优势,将空域进行网格化表达;其次,结合空域最小...     

围井法检验高压喷射灌浆墙体质量

给出了用围井法对高压喷射灌浆体质量进行检验的原理、计算方法及检测实例。     

基于树状层次有向包围盒的碰撞检测算法

基于三维求交方法,在虚拟现实环境下对三维物体进行有向包围盒(OBB ori-ented bound ing box)的构建及树状分割,提出了快速的碰撞检测方法,并结合OpenGL的支持,使虚拟物体的碰撞具有真实感.