碰撞檢測在虛擬拆裝仿真系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用.pdf

1、有關(guān)碰撞檢測問題的研究源于1970年，可廣泛應(yīng)用于機(jī)器人路徑規(guī)劃、自動(dòng)裝配規(guī)劃等領(lǐng)域。發(fā)展到今天，衍生了多種碰撞檢測算法，但各有優(yōu)劣，在應(yīng)用到實(shí)際工程中時(shí)，都必須做相應(yīng)的優(yōu)化及改進(jìn)。因此，優(yōu)化及改進(jìn)現(xiàn)行的碰撞檢測算法來滿足特定應(yīng)用的需求是一個(gè)值得研究的領(lǐng)域，有著較強(qiáng)的實(shí)際工程價(jià)值。
　　 本文立足于碰撞檢測在虛擬拆裝仿真平臺(tái)中的應(yīng)用研究，對(duì)現(xiàn)今較為流行的碰撞檢測算法從實(shí)時(shí)性和精確性兩方面著手分析。在精確性方面，包圍盒、層次包圍盒

2、、三角形網(wǎng)格、三角形面片檢測的精度依次由低到高；而實(shí)時(shí)性方面，則依次由高到低?，F(xiàn)有碰撞檢測算法在實(shí)時(shí)性和精確性方面各有側(cè)重，必須找到一個(gè)合適的解決方案來滿足具體應(yīng)用的需求。
　　 針對(duì)現(xiàn)有分層碰撞檢測算法實(shí)時(shí)性不足的問題，本文提出了一種基于二叉樹優(yōu)化策略的分層碰撞檢測框架。采用零件選取技術(shù)剔除不可能發(fā)生碰撞的零件，根據(jù)混合碰撞檢測自身的特點(diǎn)，選取自頂向下的方式來構(gòu)建對(duì)象的包圍盒層次樹，并在此基礎(chǔ)上提出了一種二叉樹優(yōu)化策略減少參加

3、精確碰撞檢測的基本元素?cái)?shù)目，以提高檢測的實(shí)時(shí)性，最后采用三角形面片檢測對(duì)碰撞進(jìn)行檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在同樣零件孔軸配合情況下，基于優(yōu)化策略的分層碰撞檢測框架明顯比單獨(dú)采用分層碰撞檢測算法的效率高，且檢測速度快。
　　 分層碰撞檢測算法在檢測具有約束關(guān)系的零件對(duì)時(shí)，檢測效果好，但在實(shí)際虛擬仿真系統(tǒng)中，分層碰撞檢測算法對(duì)于復(fù)雜場景中多數(shù)沒有約束關(guān)系的零件對(duì)的實(shí)時(shí)性有所下降。為提高復(fù)雜場景下碰撞檢測的精確性和實(shí)時(shí)性，本文提出了一種三角