仿真系统中碰撞检测技术的应用与开发

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1、仿真系统中碰撞检测技术的应用与开发摘要仿真技术是以相似原理、系统技术、信息技术以及仿真应用领域的有关专业技术为基础，以计算机系统、与应用有关的物理效应设备及仿真器为工具，利用模型对系统（已有的或设想的）进行研究的一门多学科的综合性的技术。物体之间的干涉和碰撞检测在仿真、虚拟现实等技术中得到广泛的研究，具有很重要的意义。本文从物体之间的可碰撞问题、碰撞的检测问题、三维空间中可碰撞问题等几方面对碰撞问题的研究和发展作了一个较全面的介绍,并且在此基础上对碰撞检测过程的效率和可靠性的提高提出自己的建议。起初,采用基于相交的碰撞检测算法来检测物体之间的碰撞问题,之后为了进一步提

2、高检测的精度与实时性,便在此基础上加入了包围盒算法,并最终实现了算法，实验结果表明算法较发地提高了碰撞检测和速度，达到了预期的效果。关键词:仿真技术，碰撞，检测，精度，实时ABSTRACTThesimulationtechnologyisamulti-disciplinarycomprehensivetechnologybasedofsimilarprinciple,thesystemtechnology,theinformationtechnologyandthesimulationapplicationdomaintechnology.Thecomputersys

3、tem,theapplicationrelatedphysicaleffectequipmentandthesimulatorisitsthetoolusingthemodeltoresearchingthesystem.Thecollisiondetectionobtainsextensiveresearchinsimulationtechnologyandvirtualreality,whichhastheveryvitalsignificance。Thispaperhasmadeamorecomprehensiveintroductionaboutthecoll

4、isiondetectionandthethree-dimensionalspacecollisiondetection.Aproposalwasputforwardtothecollisionefficiencyandthereliablityonthefoundation.Atfirst,thecollisiondetectionalgorithmbasedontheintersectionwasused.Inordertoimprovetheprecisionandthereal-time,theboxcollisiondetectionhasbeenused.

5、Finallythecollisionalgorithmhasbeenrealized.Theresultshowsitimprovesthespeedofdetectionandreachestheanticipatedeffect。Keywords:simulationtechnology,collision,detection,precision,real-time目录1引言1．1课题来源及背景2005年12月，向上海市教委申请并确立了“虚拟生产环境中碰撞检测技术的研究与应用”的研究项目。仿真本质上是一种知识处理的过程[8]，典型的系统仿真过程包括系统模型建立、

6、仿真模型建立、仿真程序设计、仿真试验和数据分析处理等，它涉及多学科多领域的知识与经验。随着现代信息技术的高速发展以及军用和民用领域对仿真技术的迫切需求，仿真技术也得到了飞速的发展。仿真技术是模型（物理的、数学的或非数学的）的建立、验证和试验运行技术[30]。现代仿真技术的特点可归纳为以下几点：仿真技术是一门通用的支撑性技术。在决策者们面对一些重大的、棘手的问题时，能以其他方法无法替代的特殊功能，为其提供关键性的见解和创新的观点。仿真技术学科的发展具有相对的独立性，同时又与光、机、电、声，特别是信息等众多专业技术领域的发展互为促进[22]。因此，仿真技术具有学科面广、综

7、合性强、应用领域宽、无破坏性、可多次重复、安全、经济、可控、不受气候条件和场地空间的限制等独特优点，这是其他技术无法比拟的。仿真技术[10]的发展与应用紧密相关。应用需求是推动仿真技术发展的原动力，仿真技术应用效益不但与其技术水平的高低有关，还与应用领域的发展密切相关。大量实例表明，仿真技术的有效应用必须依托于先进的仿真系统，只有服务于应用的仿真系统向前发展了，才能带动仿真技术的发展。因此，必须处理好应用需求牵引、系统带技术、技术促系统、系统服务于应用的辩证关系。仿真技术应用正向“全系统”、“系统全生命周期”、“系统全方位管理”发展。这些都基于仿真技