碰撞检测在虚拟仿真系统中的应用

碰撞检测对于增强虚拟仿真系统的拟真度和沉浸感有着重要的作用。通过对现有碰撞检测程序库的整合与改进,设计并实现了虚拟仿真系统的碰撞检测模块,实验证明,该模块能够较好地满足虚拟仿真系统对碰撞检测的要求。     

基于碰撞检测技术的虚拟信号检测仿真

针对信号检测仿真出现的探头穿透装备模型、探头末端无法触碰检测点等问题,在阐述导航装备虚拟维修样机碰撞检测类型的基础上,分析了信号检测仿真对探头旋转角度、探头移动路径和信号程序段等数据的需求,设计了基本实现过程,提出了探头组的运动控制方法.最后,运用Virtools 5.0的行为模块设计实现了真实感强、流畅性好的信号检测过程,验证了该仿真方法的可行性.     

基于NX轴类零件自动设计系统开发

针对计算机辅助设计（Computer Aided Design,CAD）软件的单一性,无法满足用户对轴类零件自动三维模型结构设计、力学计算、弯曲应力校验和转刚度效验等缺点,分析CAD软件二次开发的可行性,讨论了轴类零件自动设计系统开发的可行性分析。以Visual Studio 2012作为开发平台,C/C++为开发语言,使用Block UI Styler、NX Open等作为开发工具,设计基于NX轴类零件自动设计系统。该系统可以根据用户输入的轴类零件的初始参数、各个轴段的设计信息和载荷情况等自动完成零件的三维模型结构设计、力学计算、弯曲应力强度校验和扭转刚度校验等,可进一步提高产品研发效率。     

基于改进碰撞检测算法的肝门静脉结扎仿真

为了对虚拟肝脏手术中肝门静脉的结扎进行仿真,提出了一种改进的碰撞检测算法。改进的碰撞检测算法主要包括三个方面:缝合线的自碰撞检测、缝合线的运动分解,以及缝合线与肝门静脉模型的碰撞检测。缝合线的模拟采用跟踪控制点FTL算法,采用包围球法对缝合线进行自碰撞检测;提出运动分解方法来防止缝合线发生自穿透;将包围球法和空间网格划分法相结合,实现缝合线和肝门静脉之间的碰撞检测;同时,肝门静脉的形变采用设置刚体核的几何模型来模拟,使用虚拟弹簧振子来实现结扎时的触觉反馈。将改进的碰撞检测算法运用到虚拟肝脏手术中,满足虚拟场景中真实感和实时性的要求。     

虚拟装配中基于精确模型的碰撞检测算法

针对目前虚拟装配中由多边形模型引起的碰撞检测准确性低的问题,提出一种考虑公差信息的精确碰撞检测算法.首先进行分层的多边形碰撞检测,获得发生碰撞的多边形;然后基于层次图像数据将发生碰撞的多边形映射到零件相应的几何上;再依据几何的公差信息计算碰撞阈值;最后根据碰撞阈值进行精确碰撞判定.实例验证结果表明,文中算法在保证虚拟装配系统实时性的同时,提高了碰撞检测的准确性.     

基于.NET的NX微波器件库开发

对CAD/CAM系统NX 5进行简单介绍,并针对NX系统NX Open for.NET的二次开发方式进行研究。描述了在开发环境中的具体步骤,并结合企业应用中的具体需求,设计了微波器件库软件系统的内部和网络构架,采用visual C#开发语言和SQLserver数据库实现了基于.NET平台的微波器件库开发。     

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。     

基于装配技术的管网场景仿真系统研究

本文提出了一种基于装配技术的管网三维可视化的方法,分析并构建了管网场景仿真系统的功能模块和体系结构。针对CAD系统和虚拟环境之间的数据转换问题,采用了层次结构模型来表达管件模型。在虚拟环境中, 通过对模型进行凸包分解,实现了精确碰撞和干涉检测。系统实现效果表明,基于装配技术和碰撞检测技术的管网可视化方法可更为灵活、逼真的实现管网的三维再现。     

输送线设计仿真系统

针对目前输送线系统的设计开发中,在结构设计与布局方案规划、控制系统现场安装调试、规模较大系统的实时输送路径规划等环节普遍存在着工作繁琐、修改灵活性差、现场安装调试复杂等问题,本文设计研发了一种基于Unity3D的模块化输送线设计仿真系统,以模块化输送机Unity3D三维模型为基础,通过Winform人机交互实现设计方案的模块化快速拼装构建;采用软PLC技术和分布式控制器架构实现输送线控制系统的离线编程与现场快速安装;通过遗传算法规划物料运输最优路径,最终完成输送线系统的仿真运行,全面验证系统设计方案、控制编程与路径规划的有效性和正确性,为后续的输送线实物快速设计与现场安装奠定基础.     

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。     

飞行模拟中的碰撞检测技术研究

结合已有的碰撞检测方法,对飞机与三维地形的碰撞情况进行研究,提出一种适合飞机与地形网格进行碰撞检测的方法。     

基于点云模型的虚拟手术系统建模及碰撞检测

建模与碰撞检测算法是虚拟手术具有良好实时性的前提。通过CT得到病人身体患部的点云数据,再基于八叉树剖分算法,采用层次包围球结构,对手术部位的软组织及器官进行建模。为了提高碰撞检测的实时性,将手术器械物理模型简化为一个小球或一条直线与软组织交互,而几何模型保持不变,这样在不影响虚拟手术的视觉效果同时又提高了碰撞检测的速度。实验结果表明,算法能准确检测出虚拟手术器械与虚拟模型接触的点,而且碰撞检测实时性显著提高,简化后的平均碰撞检测时间仅为虚拟手术的快速碰撞检测算法中未简化的方法平均时间的10%。     

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。     

飞行模拟中的碰撞检测技术研究

结合已有的碰撞检测方法,对飞机与三维地形的碰撞情况进行研究,提出一种适合飞机与地形网格进行碰撞检测的方法。     

运用改进的八叉树算法实现精确碰撞检测

提出一种精确碰撞检测算法,通过计算空间多面体之间距离实现碰撞检测功能.在计算2个多面体之间距离时,运用空间层次划分技术高效地寻找多面体中充分接近的三角面片,然后在这些三角面片中进行距离计算,以提高算法效率;同时运用改进的八叉树层次分割算法,与基本八叉树算法相比,减少了算法的空间复杂度.文中算法已经在超导Tokamak实验装置（EAST）虚拟装配仿真系统的碰撞检测模块中得到应用,通过实验比较,证明了该算法的可行性.     

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．