基于OBB包围盒的碰撞检测研究与应用.pdf

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1、第26卷第9期计算机仿真2009年9月文章编号：1006—9348(2009)09—0180—04基于OBB包围盒的碰撞检测研究与应用王伟，马峻，刘伟(太原科技大学，山西太原030024)摘要：碰撞检测是计算机仿真、虚拟现实等领域内的研究重点之一，其中基于包围盒的碰撞检测算法是一种比较方便有效的方法。为了达到仿真系统中所需要的碰撞检测的精确性和实时性，对方向包围盒(OBB)的计算方法进行了分析，并针对其不足之处进行了改进和优化。利用改进后的OBB包围盒碰撞检测技术实现了JQ900型下导梁架桥机中部件间碰撞的精确

2、快速检测，并最终在VC++和OpenInventorAPI平台上实现了系统的逼真的仿真效果。关键词：计算机仿真；虚拟现实；碰撞检测；方向包围盒中图分类号：TP391．9文献标识码：AResearchandApplicationofCollisionDetectionBasedonOrientedBoundingBoxWANGWei，MAJun，LIUWei(TaiyuanUniversityofScienceandTechnology，TaiyuanShanxi030024，China)ABSTRACT：Col

3、lisiondetectionisoneoftheresearchemphasesinthefieldofcomputersimulationorvirtualreality，inwhichthecollisiondetectionalgorithmbasedonboundingboxisamoreconvenientandefectiveway．AnOrientedBoundingBoxmethodofcalculationwasanalyzedinordertoachievedesiredaccuracya

4、ndreal—-timepropertyofcol—-lisiondetectioninthesimulationsystem，anditwasalsoimprovedandoptimized．Accurateandrapidcollisiondetec·tionofthepartsofJQ900OverheadLaunchingGantrywithLowerLaunchingNosewasrealizedusingimprovedOBBtechnology．andfinallyrealisticsimulat

5、ionresultsofthesystembasedonVC++andOpenInventorAPIplatformwereobtained．KEYWORDS：Computersimulation；Virtualreality；Collisiondetection；OBB1引言检测算法存在不足，无法满足更精确和更及时地碰撞需要，在计算机仿真、虚拟现实等系统中，由于场景中的物体笔者针对传统算法的不足提出了改进的措施。之问存在交互和运动，它们之间不可避免的会发生碰撞，因此系统必须实时的检测到这些碰撞，避免场景中的物

6、体在运2OBB碰撞检测算法的分析与改进动过程中发生穿透等现象的发生。碰撞检测是解决物体之方向包围盒OBB(OrientedBoundingBox)是Gottschalk间相互碰撞后发生穿透的关键技术，是增强系统现实感的关在1996年实现的“RAPD”系统中首先使用的。它最初应用键技术之一，现在广泛应用的碰撞检测技术有层次包围盒方于光线跟踪，能够紧密地贴合在密闭的物体周围。基于OBB法等。包围盒的碰撞检测系统是为数不多的比较快的检测系统之在层次包围盒方法中比较典型的包围盒算法主要有：沿一O坐标轴的轴对齐包围盒(A

7、xis—AlignedBoundingBoxes，简称OBB方向包围盒可定义为三维空间中的一个任意方向AABB)、包围球(Sphere)，沿任意方向包围盒的方向包围的长方体包围盒，它的最大优点就是它的方向的任意性，这盒(OrientedBoundingBox，简称OBB)、离散方向包围盒(dis—使得它可以根据被包围对象的形状特点尽可能尽包围几何creteoritationpolytops，简称K—DOP)等类型⋯。在这些包围体对象，此外，当几何对象发生旋转运动后，只要对OBB的盒算法中OBB是一种紧密性和实时

8、性比较好的一种包围基底轴进行同样的旋转即可。因此，对于刚体间的碰撞检盒，比较适宜做刚性物理模型的包围盒，但传统的OBB碰撞测，OBB不失为一种较好的选择，也是本系统所采用的方法J。如图1所示为一个空间三维几何体的OBB包围盒。收稿日期：2008—07—28修回日期：一一其中，a0是OBB包围盒的中心，a，a：，a是OBB包围盒一18O一Y凸包的面积为：∑S(5)2)根据上面计算出来的元