检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

一种快速精确的连续碰撞检测算法

浙江大学学报（工学版） 2006年第6期40卷 1051-1055页

作者：黄通浪唐敏董金祥浙江大学计算机科学与工程学系浙江杭州310027

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... 详细信息

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.

关键词：连续碰撞检测刚体硬件加速

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

连续碰撞检测算法的研究

连续碰撞检测算法的研究

作者：张龙涛安徽大学

学位级别：硕士

碰撞检测作为物理系统中重要的一部分被广泛应用于计算机图形学、机器人、CAD/CAM、物理仿真等领域。为了产生物理上的真实感,这些系统要求基本几何元素之间不能发生穿透且要检测出所有的碰撞。传统的离散碰撞检测并不能满足现在对高精... 详细信息

碰撞检测作为物理系统中重要的一部分被广泛应用于计算机图形学、机器人、CAD/CAM、物理仿真等领域。为了产生物理上的真实感,这些系统要求基本几何元素之间不能发生穿透且要检测出所有的碰撞。传统的离散碰撞检测并不能满足现在对高精度的需求,因此连续碰撞检测成为目前研究的热点。本文对连续碰撞检测进行了系统性的研究,为了提高连续碰撞检测的效率,本文研究了不同包围盒在高层剔除中的效率,在此基础上进一步提出了底层剔除的一些方法。本文的研究内容及创新点如下：本文对碰撞检测算法进行了总结性的介绍,分别分析了不同碰撞检测算法的应用场景。然后重点介绍了不同的包围盒。总结了不同包围盒的优缺点,从而为本文后续的算法中,如何选择包围盒提供了理论上的依据。描述了基于包围盒层次结构的连续碰撞检测算法的整体流程,并用实验比较了不同包围盒技术在连续碰撞检测算法中的应用效果,找出更适合变形三角网格模型的包围盒技术。提出了基于网格拓扑结构的连续碰撞检测算法,该算法有两个步骤,首先根据模型的网格拓扑结构对模型进行优化,把模型中相邻的三角面划分为边相邻和点相邻,使相邻三角面不必执行所有的9对边与边测试和6对点与面测试,其次在进行基本几何元素的准确碰撞检测前,采用给点、边和面添加额外包围盒的方法进一步剔除不相交的几何元素,并且给已做过的基本几何元素测试建立数据库,排除重复计算。该算法可以大量减少不必要元素测试和重复计算,提高了剔除效果。剔除效果提高的同时,该算法也提高了连续碰撞检测的整体性能。提出了基于一维子空间过滤器的连续碰撞检测算法。基本几何元素在三维空间中的相交测试分为共面测试和内部测试。非穿透过滤器是根据在连续碰撞检测整个过程中,若几何元素并不发生共面,则不会发生碰撞。在此基础上本文对其进一步优化,非穿透过滤器只能排除在整个时间区间内不发生共面的基本几何元素对,对于发生了共面的4个点并不能进一步排除。本文使用一维子空间过滤器对发生共面的点与面进行进一步的优化,排除大量的非必要的点与面测试的原理下提出的。实验结果表明,该算法相对于非穿透过滤器,在点与面测试上有更高的剔除效果,是对非穿透过滤器的一个补充。

关键词：碰撞检测连续碰撞检测额外包围盒底层剔除网格拓扑结构一维子空间过滤器

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

用于连续碰撞检测的线性动态分离轴算法

计算机辅助设计与图形学学报 2024年第10期36卷 1647-1652页

作者：张然杨子辉孙国民陶桂花霍前超汪建业安徽大学物质科学与信息技术研究院合肥230601 中国科学院合肥物质科学研究院核能安全技术研究所合肥230031

针对连续碰撞检测的检测效率低的问题,为了减少三角形基元检测数量,基于分离轴理论提出一种使用线性动态分离轴的快速连续碰撞检测算法.在三角形对运动前后,利用迭代算法各找到一条分离轴,将其构造为线性动态分离轴;然后剔除在动态分离... 详细信息

针对连续碰撞检测的检测效率低的问题,为了减少三角形基元检测数量,基于分离轴理论提出一种使用线性动态分离轴的快速连续碰撞检测算法.在三角形对运动前后,利用迭代算法各找到一条分离轴,将其构造为线性动态分离轴;然后剔除在动态分离轴上的投影始终不相交的三角形对;最后对无法剔除的三角形对使用其他剔除算法或者传统算法.在多个可变形基准模型上的实验结果表明,所提算法的基础检测剔除率超过89%,在精确检测阶段具有更高的检测效率.

关键词：连续碰撞检测分离轴理论线性动态分离轴可变形模型

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于两级非渗透滤波的连续碰撞检测算法

计算机应用研究 2018年第1期35卷 300-304页

作者：吴婷婷侯进西南交通大学信息科学与技术学院成都611756

为提高高精度模型在物理仿真中的碰撞检测效率,提出了一种基于两级非渗透滤波的连续碰撞检测算法,对无碰撞可能性的基本图元对进行快速剔除。首先,通过给基本图元增加额外的层次包围盒,对没有发生重叠的基本图元对进行第一级滤除;其次,... 详细信息

为提高高精度模型在物理仿真中的碰撞检测效率,提出了一种基于两级非渗透滤波的连续碰撞检测算法,对无碰撞可能性的基本图元对进行快速剔除。首先,通过给基本图元增加额外的层次包围盒,对没有发生重叠的基本图元对进行第一级滤除;其次,采用代数滤波器对通过第一级滤除的基本图元对进行低层滤除。实验结果表明,本方法不仅可以有效地检测出碰撞信息,而且可以在物体发生大幅度形变时发挥较好的滤波特性。

关键词：连续碰撞检测非渗透滤波变形物体高层剔除低层剔除

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于层级剔除的织物连续碰撞检测

基于层级剔除的织物连续碰撞检测

作者：吴婷婷西南交通大学

学位级别：硕士

三维仿真中的柔性织物会很具代表性地展现出动力学行为,比如滞后性、阻尼性和各向异性,但是没有一个可用的精确模型可以完全展现出织物的复杂形变。织物形变模拟中的一大关键技术就是碰撞处理,有效的检测和实时的响应可以保证织物仿真... 详细信息

三维仿真中的柔性织物会很具代表性地展现出动力学行为,比如滞后性、阻尼性和各向异性,但是没有一个可用的精确模型可以完全展现出织物的复杂形变。织物形变模拟中的一大关键技术就是碰撞处理,有效的检测和实时的响应可以保证织物仿真的正确性。碰撞检测分为连续碰撞检测和离散碰撞检测。相比作用在固定时间点上的离散碰撞检测方法,连续碰撞检测作用在时间间隔内,有效地避免了"碰撞丢失",更适合形变过程复杂的织物仿真。传统的连续碰撞检测计算量很大,每个有碰撞可能性的三角对都涉及到15对基本图元的精确检测计算。这对高精度模型的物理仿真来说计算消耗太大,而且在实际的碰撞查询中也发现了很多没有必要进行精确检测的基本图元对。为了减少织物连续碰撞检测中的冗余计算,本文提出了一种层级剔除方法。首先,在碰撞模型初始化时对基本图元进行预处理,避免由网格连通性造成的重复检测,并构造额外包围盒和包围盒树,加速后续的碰撞检测处理;然后,在基本图元的精确检测前插入层级剔除操作,该操作先基于额外包围盒及改进的包围盒重叠判断方法对无碰撞可能性的基本图元对进行高层剔除,再根据代数方法对不需要精确求根的基本图元对进行低层剔除;最后,通过求解层级剔除后基本图元对的距离函数,以及根的有效性判断,得到可靠的精确碰撞信息。实验结果表明,本文的方法不仅可以有效地检测出碰撞信息,而且可以在物体发生大幅度形变时发挥较好的剔除特性。

关键词：连续碰撞检测层级剔除额外包围盒代数方法图元预处理

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于网格拓扑优化的连续碰撞检测算法

计算机工程 2014年第12期40卷 292-295,301页

作者：张龙涛赵海峰罗斌郭庆安徽大学计算机科学与技术学院合肥230601 安徽省工业图像处理与分析重点实验室合肥230039

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... 详细信息

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。

关键词：碰撞检测连续碰撞检测变型三角网格模型网格拓扑额外包围盒底层剔除

杀爆战斗部虚拟实验中实时连续碰撞检测算法研究与实现

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

杀爆战斗部虚拟实验中实时连续碰撞检测算法研究与实现

作者：沈贤平浙江大学

学位级别：硕士

碰撞检测是计算机图形学中的一个重要课题。它的应用非常广泛，包括基于物理的动画模拟、虚拟环境、虚拟人物、几何建模、军事仿真等等。碰撞检测可以分为离散碰撞检测和连续碰撞检测。前者由于其采样时间点的局限性，会导致碰撞检测遗... 详细信息

碰撞检测是计算机图形学中的一个重要课题。它的应用非常广泛，包括基于物理的动画模拟、虚拟环境、虚拟人物、几何建模、军事仿真等等。碰撞检测可以分为离散碰撞检测和连续碰撞检测。前者由于其采样时间点的局限性，会导致碰撞检测遗漏和穿刺现象的发生。而连续碰撞检测则通过对运动过程的充分考虑，避免了这种情况，较为准确。然而它的缺点是计算量较大，很难达到实时的效果。如何加快连续碰撞检测逐渐成为研究的热点。本文在一种比较快速的基于对分法的连续碰撞检测算法的基础上，根据杀爆战斗部虚拟实验的场景和需求特性分析，对其进行了改进。采用了匀速平移和旋转的运动方式来改进其中间运动方式，以更为合理和准确地满足我们的仿真需求。通过采用包围球和有向包围体(OBB)的先后连续求交测试，以达到快速剔除非可疑碰撞对象的目的。通过对分离轴定理的简化，加快了OBB包围体树的连续求交测试。在实时性要求较高时，通过用点模型替代三角形网格表示破片，以此将原来的“三角形／三角形”图元连续求交测试转化为“点／三角形”的图元连续求交测试，在保证误差很小的情况下大大加快了图元连续求交测试。本文还从并行计算的角度出发。首先利用杀爆战斗部虚拟实验中各个破片的相对独立性，将每个时间段内每个破片与目标的连续碰撞检测作为一个计算单元，通过分布式计算编程库MPI将这些计算任务分派给多台PC或多个处理器进行同时计算，达到加快整个场景碰撞检测的目的。接着通过挖掘碰撞检测算法中的并行性，将原来串行的连续碰撞检测方法改进为可以在GPU上快速处理的并行算法，利用GPU的强大处理能力，准确而快速得到连续碰撞检测的结果。

关键词：连续碰撞检测中间运动区间数学 OBB 包围球分布式计算 GPU

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

面向机器人灵巧操作的连续碰撞检测算法研究

面向机器人灵巧操作的连续碰撞检测算法研究

作者：周妙英华东师范大学

学位级别：硕士

相较于单臂机器人,双臂机器人拥有冗余的自由度,能够执行更灵巧的操作和完成更复杂的协同任务。双臂机器人在进行灵巧操作时,末端执行器之间的距离往往非常接近,在对双臂协作机器人进行轨迹规划时,要求提供十分精确的碰撞检测算法,以保... 详细信息

相较于单臂机器人,双臂机器人拥有冗余的自由度,能够执行更灵巧的操作和完成更复杂的协同任务。双臂机器人在进行灵巧操作时,末端执行器之间的距离往往非常接近,在对双臂协作机器人进行轨迹规划时,要求提供十分精确的碰撞检测算法,以保证机械臂的安全。针对上述问题,本文对面向双臂协作机器人的连续碰撞检测算法进行研究,主要研究内容为:·提出了一种面向双臂协作机器人灵巧操作的连续碰撞检测算法,该算法基于泰勒模型在机器人正向运动学中的应用,描述机械臂上任意点的运动,为机械臂点对的距离函数提供了准确且紧贴的多项式包围,该方法零点和极值求解简单,并介绍了泰勒模型的定义和基本运算法则。·为了提高算法效率,结合了基于包围体层次结构的空间划分方法,重点介绍了包围体层次结构的构建方法和相交测试算法,并介绍了不同的包围体类型及其在创建、更新和距离计算上的优缺点,为本文算法选择合适的包围体类型提供了理论依据,然后比较了不同的包围体层次结构在连续碰撞检测算法中的应用效果。·以ROS和MoveIt!为基础,搭建了机器人运动控制与算法验证平台,基于该平台设计和规划了Yu Mi双臂协作机器人的运动轨迹,并比较了本文提出的算法与FCL中碰撞检测算法的效率。

关键词：连续碰撞检测双臂协作机器人层次包围盒正向运动学泰勒模型

基于Open CASCADE平台的连续碰撞检测算法研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于Open CASCADE平台的连续碰撞检测算法研究

作者：鲍登科大连海事大学

学位级别：硕士

作为虚拟现实技术在工业设计与制造方面的具体应用,虚拟装配技术早已得到了广泛应用。在用于辅助机械设计制造的虚拟装配平台中,碰撞检测功能是否完善直接决定了平台仿真的准确性与产品设计的可靠性。而现有的大部分碰撞检测算法均为静... 详细信息

作为虚拟现实技术在工业设计与制造方面的具体应用,虚拟装配技术早已得到了广泛应用。在用于辅助机械设计制造的虚拟装配平台中,碰撞检测功能是否完善直接决定了平台仿真的准确性与产品设计的可靠性。而现有的大部分碰撞检测算法均为静态、非连续碰撞检测算法,无法满足复杂机电装备研发过程对精度与实时性的要求。少部分现有的连续碰撞检测算法又仅在其特定背景下适用,无法移植到其他平台。因此,设计一套能满足复杂机电装备研制需求的碰撞检测算法成为了本文的研究目标。本文在对各类具有代表性的碰撞检测算法作了研究比较,总结了现有碰撞检测算法的优缺点的基础上,设计了适用于本课题研究背景的连续碰撞检测算法,并将算法集成到课题组自主研发的VAS虚拟装配平台(基于Open CASCADE几何内核)上,使得VAS平台具备了装配体连续碰撞检测、零件连续碰撞检测、运动曲面间距离计算和运动曲面间最近点计算等功能。具体内容为：1.设计了一种新型包围体ASBP(AABB-swept bounding polyhedron)结构及其碰撞检测算法,实现了虚拟装配体间连续碰撞检测、零件间连续碰撞检测与潜在碰撞曲面精确判断等功能。2.设计了一种运动曲面距离计算法方法。该算法在ASBP算法计算出运动模型间的潜在碰撞曲面后执行,可以精确计算运动曲面间在不发生碰撞情况下的最大相对运动距离与对应点最近点的坐标。3.在VAS平台上搭建了碰撞检测模块,集成了ASBP算法与运动曲面距离算法并完成测试,使VAS平台具备了模型的连续碰撞检测功能。本文通过对以上内容的研究,在理论方面提出了一种新型连续碰撞检测方法与一种运动曲面距离求解方法;在实际应用方面,本文在VAS平台上搭建了碰撞检测模块,通过将提出的算法进行整合,使得VAS可以高效、稳定、精确地实现模型间连续碰撞检测(结果精确到模型曲面上的最近点),整体上满足了复杂机电装备的研制需求。

关键词： Open CASCADE 连续碰撞检测 ASBP算法运动曲面间距离算法