微觀交通仿真中的碰撞檢測算法研究.pdf

1、碰撞檢測問題在虛擬現(xiàn)實(shí)、視景仿真等領(lǐng)域一直是研究的焦點(diǎn)之一。精確的碰撞檢測對提高虛擬環(huán)境的真實(shí)性，增強(qiáng)虛擬環(huán)境的沉浸感有著至關(guān)重要的作用，而虛擬環(huán)境自身的復(fù)雜性和實(shí)時性又對碰撞檢測提出了更高的要求。 本文依托成都市科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目“面向交通安全的客運(yùn)車輛駕駛仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的研發(fā)”，進(jìn)行了以下幾方面的研究：第一，研究了目前應(yīng)用比較廣泛的各類碰撞檢測算法，分析了其中的典型算法：空間剖分法和層次包圍盒方法，并總結(jié)了各自的優(yōu)劣及適用條件。

2、第二，分析了開放式場景圖形(Open SceneGraph，簡稱OSG)、開放式動態(tài)仿真引擎(Open Dynamic Engine，簡稱ODE)的主要框架，重點(diǎn)研究了提取OSG模型數(shù)據(jù)構(gòu)造相應(yīng)ODE碰撞幾何體的問題，總結(jié)出了二者結(jié)合使用的方法。第三，針對微觀交通仿真環(huán)境中三維場景的精細(xì)度高、場景復(fù)雜、動態(tài)對象多，包含的幾何對象數(shù)量龐大等特點(diǎn)，本文采用了場景渲染和碰撞檢測分開的機(jī)制，對于場景模型的管理及渲染，用OSG來實(shí)現(xiàn)，對于場景模型

3、間的碰撞檢測則構(gòu)建對應(yīng)的ODE碰撞幾何體對象，然后利用ODE中的碰撞檢測引擎實(shí)現(xiàn)物體間的碰撞檢測及其簡單響應(yīng)。這樣的分工合作的結(jié)果是場景運(yùn)行流暢、碰撞檢測精確，并且實(shí)現(xiàn)了基本的碰撞響應(yīng)。 運(yùn)行結(jié)果表明，本文提出的碰撞檢測方法能提高了復(fù)雜對象之間的碰撞檢測的精度，同時碰撞檢測速度也達(dá)到了系統(tǒng)要求。因?yàn)榉椒ǖ膶?shí)現(xiàn)堅(jiān)持以開放源代碼的開發(fā)包為基礎(chǔ)，大大降低了軟件成本，有利于推廣。另外本文提出的OSG和ODE結(jié)合建立物理學(xué)模型并實(shí)現(xiàn)碰撞檢