飞机虚拟维修中碰撞检测问题研究

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1、飞机虚拟维修中碰撞检测问题研究ResearchonCollisionDetectioninVirtualMaintenanceSystemofAircraft中国民航大学史攀峰史永胜摘要：近年来计算机图形学的发展引起了学术界和产业界对于虚拟现实技术在维修培训中应用的关注。本文介绍了基于VegaPrime工具开发非沉浸、交互式飞机虚拟维修系统的方法和步骤，介绍和分析了VegaPrime开发环境下碰撞检测机制的特点和适用范围，重点研究虚拟维修过程中维修对象之间的碰撞检测问题。该虚拟维修系统主要由交互控制程序框架和虚拟环境几何模型两大部分构成，交互控制程序框架采用VC++6．

2、o开发；虚拟环境几何模型采用外部工具Creator3．o根据维修对象的特征构造，然后通过程序框架提供的数据接口载入系统。在虚拟维修过程中，采用VegaPrime碰撞检测机制和沿坐标轴的轴向包围盒(AABB)相结合的方式实现碰撞检测。该飞机虚拟维修系统对于解决目前飞机维修培训过程中存在的训练成本较高、培训工作相对滞后等问题具有重要的意义。关键词：虚拟现实I虚拟维修，碰撞检测IVegaPr．meAbstract：Therecentadvancesincomputergraphicshasspurredinterestfrombothacademicsandindustrie

3、sinvirtualrealityenabledmaintenancetrainingapplications．Thispaperpresentsanon-immersive，interactiveVirtualMaintenanceSystemofAircraftbasedonVegaPrimeDevelopmentKits，andanalysesthefeaturesandtheapplicablescopesofcollisiondetectionmethodsinVegaPrime，focusesonthecollisiondetectionproblembet

4、weentwoobjecisintheprocessofvirtualmaintenance．Thesystemconsistsoftwomajorparts，thatincludesaninteractiveprogramshellandavirtualenvironmentmodels．TheinteractiveprogramshellisdevelopedbyVC++6．0．andprovidsthedatainterfacetoimportthevirtualenvironmentmodels．Thegeometricmodelsofthevirtualenv

5、ironmentareconstructedaccordingtothefeaturesofmaintenanceobjecisbyCreator3．0．Inthevirtualmaintenanceprocess，thecollisiondetectionmechanismofVegaPrimeandcoordinateaxisalongtheaxialboundingbox(AABB)areusedtoachievecollisiondetection．TheVirtualMaintenanceSystemofAircraftissignificanttoreduc

6、ethecostandsolvetherelativelaginaircraftmaintenancetraining．Keywords：VirtualgeatitysVirtualMaintenanceICollisionDetectionsvegaPrimel、引言从20世纪80年代中后期起，国内外对虚拟现实技术在维修领域的应用进行了大量研究。目前，国外虚拟维修技术已经在航空航天、汽车制造、军事领域进入实用阶段，显示出良好的社会经济效益和应用前景。国内关于虚拟维修技术的研究比较少，且主要集中在军事领域。虚拟维修的定义[1]tn下：虚拟维修是以计算机技术与虚拟现实技术

7、为依托，在由计算机生成的、148包含了产品数字样机与维修人员三维人体模型的虚拟场景中，为达到一定的目的，通过驱动人体模型或者采用人在回路的方式来完成整个维修过程仿真、生成虚拟的人机互动过程的综合性应用技术。VegaPrime(以后简称VP)是MultigenParadigm公司(MPI)开发的支持面向对象技术的实时视景驱动软件，其中包含一整套C++应用程序接口API和一个图形用户界面LynXPrime(以后简称LP)。借助VP开发非沉浸、交互式虚拟维修系统能够大幅减少编程代码，提高工作效率，在VP提供的碰撞检测机制基础上采用AABB检测方