三维车削仿真的碰撞检测

在分析了目前碰撞检测主要方法的基础上,研究了三维车削仿真加工过程中的碰撞检测方法。在造型的过程中借助了多边形的概念和B_rep的造型方法;在算法上采用将三维实体间的碰撞检测转化为二维多边形间的重叠性检验;并通过多边形之间的布尔交运算来判定碰撞的发生。实现的平台为自主开发的动态三维车削仿真系统CNCSimu 2．0。仿真实例表明:该方法简化了碰撞模型,提高了碰撞检测效率。     

港口起重机视景仿真系统中碰撞检测的应用

碰撞检测是开发港口起重机视景仿真系统的关键技术.基于Vega中碰撞检测原理,通过分析港口起重机视景仿真系统中吊具与虚拟物间的碰撞,确定了港口起重机视景仿真系统中的碰撞检测方法,文章首先选用LOS相交矢量方法,在Lynx界面的Isector模块中设置吊具为集装箱的碰撞目标,并保证集装箱和吊具的Isector类矢量掩码相同,然后在VC++中调用vgIsector函数创建吊具的BUMP碰撞检测实例,并将吊具的BUMP检测方法与吊具角色对象绑定,最后编写吊具无碰撞才运动的条件语句,实时检测吊具周围的虚拟场景.结果表明:应用Vega软件中的BUMP碰撞检测方法可以避免港口起重机视景仿真系统中吊具误穿越现象的发生,应用LOS碰撞检测方法可以提高BUMP方法检测集装箱的准确性.     

基于OpenGL的切屑造型及其折断过程的仿真

为了解决切削加工过程中的切屑控制问题,通过计算机仿真技术实现车削加工过程中的切屑控制仿真,首先描述了连续螺旋形切屑形状的参数,提出一种基于开放式三维图形程序标准OpenGL的切屑造型方法,论述了切屑仿真几何模型的构建,以及仿真过程中切屑与障碍物碰撞折断的实现方法.从而实现了对切屑生成、卷曲、折断过程的控制.     

一种快速精确的连续碰撞检测算法

为了实现运动刚体间快速精确的碰撞检测，提出了一种新的连续碰撞检测算法。利用图形硬件的计算能力，该算法在每个时间区间上实时处理，把单个时间区间划分成若干个子时间区间，使用静态和连续的定向包围盒（OBB）相交性检测方法，计算出在子时间区间内的潜在碰撞集(PCS)，并结合基于图形硬件的可靠碰撞剔除方法、三角面片之间的碰撞检测方法和回退方法，计算出刚体间的初始碰撞时刻和碰撞位置.并应用于一个三维建模系统中的装配模块.实验结果表明，与传统的碰撞检测方法相比，该算法可以缩短计算时间，具有更好的性能和精度.     

一种基于距离聚类的并行碰撞检测算法

针对大量多物体碰撞检测时,碰撞检测效率低的问题,提出了并行碰撞检测技术,采用多进程同时处理,缩短碰撞检测时间,增加碰撞检测效率。针对并行碰撞检测对儿间相互制约的问题,提出了基于距离聚类的方法,该算法将仿真平台中可能发生碰撞的物体归为某一类,不同类物体不会发生碰撞。该算法为每一类分配一个进程,消除了碰撞检测对儿相互制约的问题,提高了碰撞检测效率。此算法适合大规模物体间碰撞检测,规模越大,分类越多,并行碰撞检测效果越明显。     

虚拟试穿中的模型分割与碰撞检测

为解决在计算机辅助服装设计中虚拟试穿的计算速度与实时效率瓶颈,提出了一种基于Span的三维人体模型区域生长优化分割算法,在区段结构上适当添加标记,增加区段信息,避免不必要的重复访问与回溯,提高运算效率;提出了基于几何位置的衣物三维立体模型与人体模型碰撞检测方法,使用椭圆包围盒算法来拟合人体模型分割区域,检测到衣物质点在与椭圆包围盒发生碰撞后,修正其到椭圆包围盒表面正确的碰撞位置上,以便通过实时仿真来观测虚拟设计的结果.仿真实验结果表明:衣物的虚拟试穿模拟效果逼真,与传统方法相比,碰撞检测处理时间减少了64%,具有一定的鲁棒性与实效性.     

碰撞检测技术与虚拟坦克仿真训练

虚拟坦克仿真训练作为一个虚拟现实系统,需要研究和解决碰撞检测问题,三维物体间的碰撞检测是实档现虚拟现实系统沉浸性的重要问题.在坦克虚拟驾驶模拟器视景系统中,坦克与其它地面车辆、建筑物、树木的碰撞,坦克在战场地形上的跟随地形起伏运动,以及坦克在开炮过程中炮弹击中目标或炮弹落点的检测,归根结底都可以看作是视景中物体与物体之间的碰撞检测.从数学上说,碰撞检测表现为两个多面体的求交问题,数学求解并不成问题,但是,在实时仿真中对碰撞检测算法提出了实时性要求.为满足实时性的要求,很有必要对碰撞检测模型进行优化和简化.     

三维仿真场景构建及漫游系统实现

采用视景仿真工具MultiGen Creator和Vega设计并开发了以武汉理工大学为原型的虚拟校园三维仿真漫游系统。三维仿真漫游系统的视觉效果及运动速度与虚拟校园三维场景构建中的多种关键技术相关,在建模中采用了纹理映射技术、LOD技术、布告板技术、减少多边形数量等等相关技术,在实时驱动漫游的过程中,采取了多种人机交互方式以及碰撞检测等等,由此最终实现了三维仿真漫游系统。     

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.     

碰撞检测技术与虚拟坦克仿真训练

虚拟坦克仿真训练作为一个虚拟现实系统,需要研究和解决碰撞检测问题,三维物体间的碰撞检测是实现虚拟现实系统沉浸性的重要问题。在坦克虚拟驾驶模拟器视景系统中,坦克与其它地面车辆、建筑物、树木的碰撞,坦克在战场地形上的跟随地形起伏运动,以及坦克在开炮过程中炮弹击中目标或炮弹落点的检测,归根结底都可以看作是视景中物体与物体之间的碰撞检测。从数学上说,碰撞检测表现为两个多面体的求交问题,数学求解并不成问题,但是,在实时仿真中对碰撞检测算法提出了实时性要求。为满足实时性的要求,很有必要对碰撞检测模型进行优化和简化。