机器人带未知负载条件下的碰撞检测算法

未知负载会增大机器人模型误差,对碰撞检测产生严重干扰,甚至导致算法失效.为此,本文提出了一种适用于机器人带负载工作情况的碰撞检测算法.首先,基于机器人广义动量设计具有带通滤波特性的新型力矩观测器,通过对机器人动力学频域特性进行分析,得到机器人动力学模型与关节运行速度对应的最大频率阈值,确定带通力矩观测器的参数.然后,利用带通力矩观测器对关节力矩信号进行滤波,提高碰撞检测算法对机器人模型误差的容忍度.最后,通过人与机器人交互实验进一步验证了该碰撞检测算法的有效性.实验结果表明,该算法与已有的算法相比具有更好的鲁棒性,可满足机器人带未知负载0～2 kg的工作需求.     

快速的布料碰撞检测和有效的接触摩擦算法

为了快速处理布料的碰撞检测并获得真实的接触摩擦仿真效果,提出一种基于罚函数的碰撞/接触解决方案.首先,采用质点-弹簧模型进行布料的仿真模拟,在弹簧形变方向添加改进的阻尼力,以减少粒子之间的振荡来保证系统稳定性;其次,采用代数非穿透滤波器对连续碰撞检测算法进行简化求解,快速判断是否存在方程根,提高布料每帧运行的仿真效率;最后,采用库仑约束和接触约束对每个碰撞/接触对进行约束,并结合改进的罚函数法有效地响应所有的碰撞/接触对.实验结果表明,该算法在CPU仿真环境下能快速有效地处理布料的碰撞和接触摩擦,模拟出布料复杂的物理行为,适用于实时的交互应用.     

基于包围盒法的碰撞检测算法研究

随着计算机技术的日益更新,虚拟技术中的碰撞检测算法得到了快速发展。已成为国内外的研究热点。在分析了碰撞检测算法的基本理论的基础上,提出了对AABB包围盒算法的改进思想。改进后的测试结果显示测试效率提高了21．7％,证明了改进后的检测算法在检测效率上的优越性。     

三维服装仿真中的"服装-人体"快速冲突检测及响应算法

维胆装仿真可以为三维人体动画生成逼真的服装动态效果，但其中的冲突检测与仿真计算的时间复杂度太高，其实用性一直受到很大限制．提出了一种快速的“服装-人体”冲突检测友响应算法，在人体运动状态下，快速检测服装与人体之间的位置冲突，其时间复杂度仅为O（n）（n为服装模型上的顶点数目）．在此基础上，提出一种合理有效的冲突响应机制，并实现快速稳定的三维服装仿真，取得了真实的仿真结果．     

基于碰撞检测的护理型操作臂的安全性设计与实现

针对与人近距离交互的护理型操作臂的安全性问题,提出并实现了一种基于碰撞检测的安全性设计方法,它根据由动力学模型计算获得的参考输出力矩与力矩传感器测得的实际输出力矩间的偏差实现碰撞检测.在关节力矩传感器设计中,采用有限元分析方法来优化应变片的位置布置,并开发了高抗干扰能力的信号处理电路.根据护理型操作臂的低速特点,提出了...     

一个计算凸多面体间碰撞点的快速算法

计算两个物体之间的碰撞点是碰撞响应的基础,也是一项系统开销很大的任务.因此,研究碰撞点快速求解算法对碰撞响应的实时性具有重要意义.该文提出了一个算法,当在虚拟环境中检测到碰撞时,应用此算法可以在碰撞响应之前快速计算出两个物体之间的准确碰撞时间,并能计算出此时两个物体之间的碰撞点.     

一种快速的基于并行的碰撞检测算法

提出一种基于并行的碰撞检测算法。该算法主要采用并行算法中的分治策略建立环境中每个物体的平衡包围盒树,通过遍历每两棵包围盒树形成对一任务树的遍历,采用并行算法中的流水线技术,利用划分进程遍历任务树从而加速碰撞检测算法。该算法在进程中也应用了多线程技术,因而能运行于单处理机和多处理机上。     

碰撞检测中一种快速计算两物体最短距离的算法

提出了一种新的计算两物体最短距离的方法.通过提取物体特征点集来描述物体的外轮廓特征,对两个物体的特征点集进行计算得到最短距离.理论分析和实验验证表明,该方法可以降低碰撞检测的计算复杂度,提高算法的效率,满足实时性的要求.     

实时碰撞检测算法的探讨与研究

本文对碰撞检测算法的分类进行了阐述,并比较了按层次包围盒法分类的包围盒AABB、包围球、方向包围盒OBB、固定方向凸包的包围盒FDH、时空包围盒检测算法（STBB）的构造难度高低,存储量大小和相交测试复杂度高低等方面。同时,也对空间分割法下的各类算法进行了分析。最后介绍了两种新趋势下的混合碰撞检测法进行了归纳研究,并总结了算法的优劣和新的方向。     

装配机器人系统快速碰撞检测算法

提出一种面向操作手段装配系统的快速碰撞检测算法。该算法以机器人运动学和空间解析几何为基础,将判断机械手手臂与障碍物是否发生碰撞问题转化为直线段与有界平面是否存在公共点的简单解析几何问题,并以PUMA560操作手为例对算法加以说明,该算法不仅适用于静态的障碍物已知的环境,而且适用于障碍物运动规律已知的动态环境,减少了碰撞检测占用的时间,提高了路径规划的效率。     

虚拟场景漫游系统的碰撞检测优化算法

基于三维层面的碰撞检测算法都比较复杂,还需要大量场景数据作支撑.本文针对虚拟场景漫游系统的特点,提出一种将三维碰撞简化到二维平面中的检测算法.实践表明:该算法能大大提高检测效率,也能很好地满足漫游系统的需要.     

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。     

实时碰撞检测算法分析与比较

随着计算机硬件的升级,3D虚拟游戏产业早已出现在电脑的客户端,而碰撞检测是影响3D虚拟环境的一个重要因素,如何快速而精确地进行碰撞检测成为研究的热点。本文主要介绍碰撞检测的几种常用的算法,根据球和OBB包围盒的特性,提出一种球包围与OBB包围盒相结合的算法。针对众多的改进算法的局限性,应根据具体情况及碰撞检测精度选择不同的算法以实现较好的碰撞效率。     

适用于移动设备的实时碰撞检测算法

针对移动设备性能低、屏幕小等缺陷,提出一种快速有效的碰撞检测和响应算法。该算法使用多层次碰撞检测和动态多分辨率网格划分的方法来减少碰撞检测的计算次数,提高了算法性能。在碰撞响应中,为了精确计算碰撞的交点以符合物体运动的物理规律,采用时间间隔二分查找算法来保证碰撞的计算精度和系统效率。为某公司设计的移动台球游戏的运行结果表明该算法具有较高的性能和良好的实时交互性,满足用户的需求。     

基于网格拓扑优化的连续碰撞检测算法

传统连续碰撞检测算法处理变形三角网格模型时需要大量冗余元素测试。为此,提出一种基于网格拓扑优化的连续碰撞检测优化算法。为减少冗余元素测试,在底层剔除使用2个步骤,采用网格拓扑进行优化,使相邻三角面片不必执行所有的15对元素测试,并使用额外包围盒进一步剔除不相交基元。实验结果表明,该算法可以减少大量的不必要元素测试,提高剔除效率及连续碰撞检测的整体性能,相比额外包围盒算法元素测试个数约减少了5/6,相比三角形表示算法和孤儿集算法元素测试个数约减少了一半。     

视频游戏中碰撞检测算法的选择

视频游戏效果必须在一定程度上符合客观世界的物理规律,其中,碰撞检测是游戏创作中不可回避的一个问题。目前在碰撞检测算法方面,已经有过一定的研究,但如何选择适合实际情况的碰撞检测算法还是一个值得研究的课题。为了展现逼真的游戏场景,必须采用适合的算法来进行物体之间的碰撞检测,从而增强游戏的真实感和沉浸度。     

基于混合模型的碰撞检测优化算法研究

提出了碰撞中依据不同情况而选择不同包围盒的混合模型,分析了不同包围盒之间的求交算法,实现了碰撞检测层次包围盒算法的优化。     

一种利用Delaunay 三角剖分的碰撞检测算法

虚拟现实中物体对象分布及运动情况呈现复杂多样,碰撞检测算法很难达到实时 性和准确性的要求。提出了一种基于Delaunay 三角剖分的多物体碰撞检测实时算法。该算法运 用包围体紧密拟合物体对象,以包围体的中心构建离散数据点集,生成Delaunay 三角网格,实 施碰撞检测,避免层次包围盒和空间划分的不利因素,物体的更新等操作限定在局部的三角形 内。实验表明在多物体的碰撞检测中,即使存在若干移动物体,算法能够满足实时性和准确性 的要求。     

基于图像的快速碰撞检测算法

基于图像的碰撞检测算法是一类较新的碰撞检测方法，它有效地利用图形硬件的加速功能，以减轻CPU的负担，文中提出一种基于图像的快速碰撞检测算法，该算法在继承一般基于图像的碰撞检测算法优点的同时，不但能处理任意形状的多面体，而且具有更高效率，该算法主要采用对物体表面进行自动凸分解，将凸分解结果合理的组织成层次二叉树结构，以及绘制加速等技术，与相关算法的实验比较说明，该算法在性能上有较大的提高。     

A Linear Algorithm for Collision Detection of 3-Dimensional Convex Polytopes

Given two disjoint 3-dimensional convex polytopes P and Q and a straight direction along Which P moves in translation, this paper presents a linear algorithm for determining Whether P collides with Q, and the possible collision positions on P and Q. This result is achieved by using the hierarchicat representation of polytopes, of which the preprocessing time is linear with space.