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。     

虚拟手术中刚体和软体碰撞检测算法研究

在虚拟手术中,组织器官的碰撞检测一直是影响手术模拟效率的瓶颈。文中基于手术器械一般远小于组织器官、并且手术过程中器械仅有极小尖端部分与器官接触这一事实,提出了一种新的算法。传统的碰撞检测算法中,一般用层次包围盒树对物体进行建模。文中对虚拟手术器械的建模使用线性表来代替层次包围盒树,与标准库RAPID的对比实验表明,该方法提高了检测的效率,能较好地解决类似虚拟手术中小型刚体和大型软体之间的碰撞检测。     

Inertial preintegration for VI-SLAM by the screw motion theory

Most smoothing-based visual-inertial simultaneous localization and mapping algorithms (VI-SLAM) rely on the Lie algebra processing of the inertial measurements. This approach is limited in its decoupled update of the attitude by using SO₃ and velocity increments by SE₃. In addition to limitations on only point transformation between frames. We present a novel approach to handling inertial measurement unit (IMU) measurements between two camera frames by the screw motion theory. Where rigid body dynamics are concisely represented by the compact unit dual quaternion. With this approach, the limitations of point transformation are mitigated by the superior Plücker line transformation and the states update is achieved by a single coupled operation. To harness this consistent framework for a smoothing-based VI-SLAM, the screw motion twist parameter is based on the raw IMU measurements. Then, a consistent residual cost function with the corresponding Jacobian and covariance updates is derived for graph-optimization algorithm respecting the screw motion paradigm. A transition method is proposed to overcome the issues of over-parametrization by the unit dual quaternion. solving all singularity threats while saving the advantages of adopting the twist operator. Finally, the loftier performance of the proposed algorithms is attested by simulation and real-world experiments.     

基于高斯背景模型的红外人体运动目标检测技术

针对红外监控中人体运动目标的空洞和拖尾问题,提出了一种基于高斯模型的运动目标检测方法。首先,介绍了红外图像的预处理;其次通过与其他经典的人体运动目标检测算法比较与综合,引入高斯模型,建立背景图像的自适应模型。该种模型主要使用了拟合修正的方法处理了红外监控背景图像中的差分信息,过滤图像中的噪声等相关外部环境干扰因素,从而更新红外图像中的背景信息,提高了红外监控系统图像中人体运动目标的检测清晰度,并进一步提高了红外监控图像的精度。同时,还对该方法进行了必要的仿真实验。仿真结果表明,提出的方法可以准确地检测红外监控图像中的人体运动目标,较好地避免了人体运动速度过快或过慢所产生的拖尾或空洞现象。     

一种快速的可变形物体的碰撞检测算法

为实现虚拟环境中可变形物体与刚体间实时的碰撞检测,提出了一种快速的基于混合包围盒层次结构的并行碰撞检测算法。算法充分利用包围盒在检测速度和精度上的不同侧重,对可变形物体建立Sphere和AABB混合包围盒层次树,对刚体建立Sphere和OBB混合包围盒层次树;每个物体的混合包围盒层次树又分成上层、中层和下层,每层使用不同的包围盒;在碰撞检测遍历时,上层使用Sphere和Sphere相交检测快速排除不相交物体,在中层使用Sphere和OBB的相交检测进一步排除物体相交的可能性,在下层使用AABB和OBB的相交检测较精确地确定物体是否相交;采用多线程技术,在多核设备上实现并行碰撞检测算法。实验结果表明,与经典的AABB算法相比较,该算法在效率方面具有明显优势,能够满足可变形物体与刚体的碰撞检测要求。     

导弹飞行视景仿真中的碰撞检测算法

针对导弹飞行视景仿真中碰撞检测实时性与精确性的不足,提出了一种优化的混合包围盒碰撞检测算法.该算法在包围盒树的上层使用Sphere,下层使用OBB;将该算法在导弹飞行视景仿真系统中实现后,分别与相交矢量碰撞检测算法、OBB包围盒算法进行对比试验和分析.结果表明,这种混合包围盒算法能够有效地提高导弹飞行视景仿真中碰撞检测的实时性与精确性.     

基于碰撞识别的优先级仲裁策略

针对单一信道下可用资源的分配问题,提出了基于碰撞识别的优先级仲裁策略,在研究了曼彻斯特编码特点的基础上,设计了一种新的编码方案,推导了优先级生成的模型,分析了仲裁的效率。仿真结果表明,在采用基于时分复用的MAC协议的前提下,同传统的逐节点询问方式相比,仲裁时间缩短为原来的四分之一。     

3D格斗游戏中碰撞检测技术的研究和实现

认真分析了3D游戏软件制作中动态物体之间的碰撞检测方法,重点讨论了基于骨骼系统和蒙皮技术创建的3D格斗游戏人物模型之间的碰撞检测技术。提出了由骨骼系统创建人物碰撞模型,并基于新的碰撞模型实现了碰撞检测方法。实验和分析均表明,该方法在碰撞检测中便于确定人物身体部位且效率高,有很好的理论意义和应用推广价值。     

刚体在软体对象环境中的碰撞检测的研究

刚体在软体对象环境中的碰撞检测在虚拟现实的研究领域具有很大的普遍性 ,但以往的研究较少 .文中给出了一种基于固定方向凸包 (FDH)包围盒树的碰撞检测方法 ,并着重论述了利用线性规划的思想以解决刚体自由运动后包围盒树的更新以及通过一种自底向上的方法解决软体对象变形后包围盒树的更新 .实验表明 ,该方法不仅能较好地解决刚体间的碰撞检测 ,而且能有效地解决刚体与软体间的碰撞检测     

视频序列中运动对象检测技术的研究现状与展望*

将运动对象检测技术分为变化检测、运动检测和特征检测三类,介绍了各类技术的思想,对现有方法进行了归类,指出各方法的本质区别,从理论和实验两方面剖析其优势和不足并指出了适用场合。讨论了目前视频运动对象检测技术存在的问题,展望了未来的发展方向。     

基于混合包围盒的碰撞检测算法

提出了一种基于k-dops包围盒与包围球相结合的碰撞检测算法。预处理阶段为几何对象构造包围盒二叉树,其中节点的内层构造k-dops包围盒,节点的外层构造包围球。碰撞检测阶段,首先利用包围球快速排除不可能发生相交的物体,然后利用k-dops包围盒进一步精确地判断物体对是否发生相交。通过与QuickCD算法的性能进行比较,证明了这种混合包围盒能够有效地提高复杂结构几何体之间碰撞检测的效率。     

布料人体快速连续碰撞检测与响应

碰撞检测是3D虚拟服装中的重要环节,而在布料和人体模型的分辨率比较高的情况下,常规的碰撞检测算法往往无法达到实时.使用深度图像进行实时的连续碰撞检测,并结合法线图像进行碰撞响应.首先从指定的摄像机为人体预先渲染生成前后部深度图像与法线图像;然后对于要检测碰撞的布料质点,计算其深度值,并将其位置变换到图像空间,然后根据图像空间坐标从深度图像中读取深度值,通过与质点的深度值进行比较即可判断质点是否与人体碰撞,若发生碰撞,则通过修改的DDA直线光栅化算法在质点前一步与后一步位置确定的深度图像坐标区间内搜索插值参数,该插值参数用来计算碰撞接触点以及接触点处的法线,以支持连续碰撞响应.实验结果表明,该算法的预处理速度快,在布料和人体的分辨率都比较高的情况下也可以获得实时的碰撞检测与响应.     

Collision detection between the wrists of two robot arms in a common workspace

Detecting collisions for planning collision-free motion of the wrists of two robot arms in a common workspace is discussed in this paper. A collision-free motion can be obtained by detecting collisions along the preplanned trajectories using a sphere model for the wrist of each robot and then modifying the paths and/or trajectories of one or both robots to avoid the collision. In this paper, a collision detection algorithm is described and its role in collision avoidance is discussed. Collision detection is based on the premise that (1) the wrists of robots move monotonically on their preplanned straight line trajectories and (2) collisions never occur between the two wrists at the beginning points or end points.Research supported by the NASA-Langley Research Center under Grants #NAG-1-632 and #NAG-1-772 and the AT&T Foundation.     

基于FDH包围盒的布料碰撞检测

在布料仿真中,碰撞检测与响应十分复杂,很难同时具备真实感和实时性。针对此问题,采用质点弹簧模型进行建模,基于FDH包围盒提出一种快速的检测基本几何元素间碰撞的方法。通过分析点的位置向量与三角平面的夹角,利用向量内积的性质来判断点与三角形的位置关系,同时进行了相应的碰撞响应处理。实验结果表明,采用该方法进行碰撞检测既保证了模拟的真实性,同时又提高了系统的实时性。     

一种基于可能碰撞集的碰撞检测方法

为了提高虚拟环境中碰撞检测的实时性和有效性,提出了一种基于可能碰撞集的碰撞检测方法.该方法首先通过预测环境中刚体在当前帧和下一帧之间的可能运动轨迹来构建一个各边与世界坐标系各坐标轴平行,且包围该运动轨迹的包围盒;然后利用空间平铺技术来快速检测与某一平铺单元同时相交的轨迹包围盒,即可得到当前帧的可能碰撞集;接着对可能碰撞集中的刚体对进行最早碰撞时间tmin的求解,并根据tmin进行排序;最后只对具有最小tmin值的刚体对进行碰撞检测.仿真试验结果表明,与目前已有的碰撞检测算法相比,该方法简单、快速,不仅可以有效解决多个刚体环境中碰撞发生的次序问题,同时,该方法还能保证碰撞检测的完整性和唯一性.另外,理论和实践也证明了该方法的正确性和有效性.     

GPU Accelerated Real-Time Collision Handling in Virtual Disassembly

Previous collision detection methods for virtual disassembly mainly detect collisions at discrete time intervals, and use oriented bounding boxes to speed up the process. However, these discrete method...     

车辆碰撞事件与碰撞损伤的检测方法

提出了一种针对车辆碰撞事件的远程检测方法. 该方法利用机器学习技术分析车辆的速度和加速度信号, 从而对车辆的行驶状态进行在线监测. 车载的前端设备实时的采集速度和加速度信号, 初步识别出可能的碰撞信号并通过无线网络发送给后台服务器. 后台服务器对碰撞信号进行准确识别, 并判断车辆的损伤程度. 论文给出了碰撞事件和碰撞损伤的检测方法, 并进行了实验测试, 结果表明该方法是有效的.     

基于拓扑层次图的碰撞检测算法

为了提高虚拟环境中碰撞检测的实时性和精确性,提出了一种基于拓扑层次图的碰撞检测方法。利用拓扑结构的连接关系将模型分割成凸集;然后利用凸集较强的适应性和OBB紧密性好的优点构造包围盒的拓扑层次图,提高了剔除不相交包围盒的效率,减少了检测时间;利用智能搜索算法——改进的A*算法搜索潜在碰撞集(PCS),进一步提高相交检测的速度和准确性。实验表明,该算法具有较高的速度和精度,能够满足复杂虚拟环境碰撞检测实时性和精确性的要求。     

基于自适应背景的实时运动物体检测

为了能够在监控系统中实时的检测出运动物体,提出了一种能够自适应获取并更新背景的运动检测方法。它是利用连续帧差分,当前帧与背景图像差分来获取运动信息,同时选择性的更新背景。实验证明该算法运算量小,鲁棒性好,算法中通过直方图分析来获取合适的阈值,提高了系统的自动化程度。