氣墊船視景仿真中碰撞檢測算法研究.pdf

1、視景仿真系統(tǒng)作為氣墊船操縱模擬器的一個重要組成部分，要求能夠?qū)鈮|船在水面和陸地虛擬環(huán)境下的運動過程直觀地顯示出來，而實時、精確的碰撞檢測技術(shù)對增強仿真環(huán)境的真實性和沉浸感起著至關(guān)重要的作用。本文分析了視景開發(fā)過程中常用碰撞檢測技術(shù)的優(yōu)缺點和適用條件，對其進行擴展研究，以滿足氣墊船運動仿真系統(tǒng)的需求。 對于氣墊船與靜態(tài)物體的碰撞檢測，通過在氣墊船的最外邊緣構(gòu)建八個用于計算視線范圍(LOS)的相交矢量，使氣墊船簡化為一個長方形的碰

2、撞框來實現(xiàn)，達到了全面地檢測出靜態(tài)物體的目的，從視覺效果上和功能上都使虛擬環(huán)境下氣墊船的運動更加逼真和接近于實際情況。 對于氣墊船與動態(tài)物體的碰撞檢測，分兩個階段進行，首先利用包圍球的算法實現(xiàn)初步的碰撞檢測，及早地排除明顯不可能相交的物體對，減少了碰撞檢測的運算量；然后基于軸向包圍盒(AABB)的層次包圍盒的方法，對可能相交的物體對進行更詳細的碰撞檢測。在建模過程中，建立模型的樹狀層次結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對碰撞檢測所依賴的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行預(yù)處理

3、，利用軟件開發(fā)平臺OpenGL Performer API得到包圍盒，對包圍盒樹的構(gòu)造算法進行了優(yōu)化，提高了碰撞檢測的效率。建立兩個仿真實例，驗證了該算法在滿足一定檢測精度的情況下能夠為系統(tǒng)提供高效實時的碰撞檢測結(jié)果。 對于氣墊船在兩棲上的實時運動，設(shè)計了海洋環(huán)境下氣墊船運動態(tài)勢與海面的三點匹配和在陸地環(huán)境下與地形的六點匹配方法，實時修改氣墊船的位姿，提高了整個虛擬場景的逼真度。 文中最后設(shè)計了氣墊船駕控臺、視景系統(tǒng)和運