基于虚拟维修系统的碰撞检测算法综述.pdf

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1、·信息技术·闫世春，等·基于虚拟维修系统的碰撞检测算法综述基于虚拟维修系统的碰撞检测算法综述闫世春，周建钊，朱会杰，韩思晨(解放军理工大学工程兵工程学院，江苏南京210007)摘要：在把握碰撞检测算法整体发展概况和分析虚拟维修系统特点的基础上，对适用于虚拟维修系统的层次包围盒法和空间分割法的优劣进行了比较；介绍了几种常用的层次结构树对算法计算效率的影响；并展望了碰撞检测算法的未来趋势。关键词：碰撞检测；虚拟维修；算法；包围盒；空间分割中图分类号：TP206文献标志码：B文章编号：1671-5276(2012)0l-0098-

2、04SummaryofCollisionDetectionAlgorithmsinVirtualMaintenanceTrainingSystemYANShi—chun．ZH0UJian—zhao，ZHUHui-jie．HANSi—chen(EngineeringInstituteofEngineeringCops，PLAUniv．ofSci．&Tech．Nanjing210007，China)Abstract：Thisthesisanalyzesthegeneraldevelopmentofcollisiondetecti

3、onalgorithmsandthecharacteristicsofvirtualmainte—nancesystemandcomparestheadvantagesanddisadvantagesofhierarchicalboundingboxwiththoseofspacedecompositionmethod，whichismoresuitabletothevirtualmaintenancesystem．Italsointroducessomekindsofcommonhierarchicaltreesandth

4、eimpactoncalculatingeficiencyofthealgorithmandlooksaheadtheprospectivetendencyofthecolidingdetectionalgorithm．Keywords：colisiondetection；virtualmaintenance；algorithm；hierarchicalaboundingbox；spacedecomposition的算法两类，取得的研究成果也较多，如图l所示。两者0引言的区别在于前者利用物体三维几何特征进行分析计算；后者利用

5、二维投影及深度信息进行求交计算。基于图形的虚拟维修是虚拟现实技术在机械领域的应用。随着计层次包围盒和空间分割的算法研究较为成熟，应用比较算机技术的发展，用户对仿真的真实性(即：实时性、精确广，也是本文的主要论述内容。基于图像的算法的优势在度)提出了更高要求。碰撞检测技术作为构建系统的关键于可通过GPU来平衡CPU的负担’，虽然国内外学者技术之一，精确的碰撞检测可以有效地提高仿真效果。目对基于图像的检测算法也做得大量的工作，但其巨大的潜前，碰撞检测的算法研究取得了一批有意义的成果，但针对力仍未得到开发。虚拟维修系统的算法研究不

6、多，通常借鉴或修改其它的算就虚拟维修而言，由于系统设计的使用目的不同，大法加以应用，达不到系统设计之初的效果，严重制约了虚拟体可以划分为两类。一类是面向产品的设计、生产，从产维修技术的发展。基于此，对虚拟维修的碰撞检测算法进品的全生命周期考虑，在虚拟拆卸、装配过程中发现产品行系统的整理显得尤为必要。本文通过阅读大量相关文设计上的维修缺陷，以改进设计方案，为产品设计提供参献，在准确把握虚拟维修的特点和理解各种算法的基础上，考；另一类是面向装备维修保障训练，这类系统主要用以对各种算法做了全面分析，择出了几种适合于虚拟维修的培训技

7、术人员。由于使用目的的不同，二者对碰撞检测算算法，为今后虚拟维修系统算法的研究提供了方向。法的要求差异较大，前者要求碰撞检测的结果精度高，后者则更强调系统的实时性。1算法分类由于应用领域、研究方向、研究目的的不同，研究人员有针对性的设计了很多种碰撞检测算法，能够有效地实现各类碰撞问题的检测，为其他新算法的研究奠定了理论基础和参考依据。目前，根据不同的分类标准其结果也不同，按照场景中物体的运动状态划分，可分为静态检测算法和动态检测算法，对于动态检测算法如从时间轴考虑大体可分为连续与离散算法。虚拟维修系统中涉及大量动画仿真，而在

8、众多动态算法中能够满足实时性要求的是算法大部分属于离散型检图1碰撞检测算法分类框架测算法。离散型算法又大致可分为基于图形和基于图像作者简介：闫世春(1986一)，男，河南驻马店人，硕士研究生，研究方向为军用机械电子。·98·http!#ZZHD．chinajourna1．net．caE-m