虛擬拆裝仿真平臺碰撞檢測功能的實現(xiàn).pdf

1、虛擬拆裝仿真平臺(Virtual Platform for Disassenbly& Assembly,VPDA)是實驗室在多個虛擬培訓項目的基礎上開發(fā)出的一個重要仿真培訓平臺,VPDA平臺能實現(xiàn)眾多用戶需求功能,如拆裝訓練,學員考核等,在仿真培訓領域它有著很好的應用,但由于當時精力水平有限,VPDA平臺還存在一些缺陷和不足沒有得到完善和改進,如碰撞檢測這一重要功能,針對這一情況,本文在現(xiàn)有的碰撞檢測技術(shù)基礎之上,通過適當?shù)膬?yōu)化改進和創(chuàng)

2、新,提出了一種混合快速碰撞檢測算法,該算法較好的滿足了平臺的相關需求,實現(xiàn)了平臺的碰撞檢測功能。
　　 本文在對虛擬拆裝仿真平臺的模塊組成及系統(tǒng)的功能和其碰撞檢測功能性能需求進行深入的分析之后,通過平臺對現(xiàn)有的碰撞檢測算法進行測試,分析測試結(jié)果,得出了算法的性能參數(shù),為設計適用的算法奠定基礎。平臺中碰撞檢測功能被劃分為兩個階段來設計:初步檢測階段和詳細碰撞檢測階段。初步檢測階段,以AABB包圍體技術(shù)為理論基礎設計了一種針對虛擬拆

3、裝場景的精確層次包圍體算法。精確層次包圍體算法采用基于約束關系AABB包圍盒作為包圍體,建立層次樹結(jié)構(gòu)實現(xiàn)粗略剔除,快捷的完成初步碰撞檢測任務,基于約束關系的AABB包圍體主要是要解決孔軸及凹凸體結(jié)構(gòu)之間的相交測試問題,為了在初步檢測階段能夠最大限度剔除不相交的對象,提高碰撞檢測算法的效率。詳細碰撞檢測階段,通過對傳統(tǒng)的三角形面片相交測試算法進行優(yōu)化(平面優(yōu)化),并根據(jù)空間幾何的正投影法理論結(jié)合虛擬場景中常用的光線追蹤算法(投影算法),