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(xùn)項目的基礎(chǔ)上開發(fā)出的一個重要仿真培訓(xùn)平臺,VPDA平臺能實現(xiàn)眾多用戶需求功能,如拆裝訓(xùn)練,學(xué)員考核等,在仿真培訓(xùn)領(lǐng)域它有著很好的應(yīng)用,但由于當(dāng)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(jìn),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(chǔ)之上,通過適當(dāng)?shù)膬?yōu)化改進(jìn)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(guān)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(jìn)行深入的分析之后,通過平臺對現(xiàn)有的碰撞檢測算法進(jìn)行測試,分析測試結(jié)果,得出了算法的性能參數(shù),為設(shè)計適用的算法奠定基礎(chǔ)。平臺中碰撞檢測功能被劃分為兩個階段來設(shè)計:初步檢測階段和詳細(xì)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(chǔ)設(shè)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(guān)系A(chǔ)ABB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(wù),基于約束關(guān)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(xì)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(jìn)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),