基于包围盒法的碰撞检测算法研究-论文.pdf

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1、第26卷第lO期电脑开发与应用(总0729)·1·文章编号：1003—5850(2013)10-0001—03基于包围盒法的碰撞检测算法研究张义，汪瑾：，庞昊瑾，陈丽红，卫嵬2(1．北方自动控制技术研究所．太原030006；2．山西北方机械制造有限责任公司，太原030009)摘要：随着计算机技术的日益更新，虚拟技术中的碰撞检测算法得到了快速发展。已成为国内外的研究热点。在分析了碰撞检测算法的基本理论的基础上，提出了对AABB包围盒算法的改进思想。改进后的测试结果显示测试效率提高了21．7％，证明

2、了改进后的检测算法在检测效率上的优越性。关键词：力觉交互技术，碰撞检测，检测算法中图分类号：TP312文献标识码：AResearchonCollisionDetectionAlgorithmBasedonB0unding—BoxMethodZHANGYi’，WANGJin2,PANGHao-jin’，CHENLi—hong‘，WEIWei(1．NomhAutomaticControlTechnologylr~titute，Taiyuan030006,China；2．NorthMachine-Bu

3、ildingCo．，Ltd．，Tdyuan030009，China)Abstract：Withthecontinuousdevelopmentofcomputertechnology，theforcesensinginteractivetechnologyofvirtualrealitytechnologygraduallybecomesanewresearchhotspotathomeandabroad．Thispapermainlyintroducestheconceptofthecolli

4、siondetectionalgorithm，theAABBalgorithmisimprovedbasedontheanalyzingtheAABBalgorithm．Testresultoftheimprovedalgorithmshowthattestefficiencyincreasedby21．7％．itprovedthattheimprovedalgorithminthesuperiorityofthedetectionefficiency．Keywords：foresensingi

5、nteractivetechnology，collisiondetection，detectionalgorithm很大的复杂性和计算量。为了快速完成对运动物体引言间的碰撞检测计算，实现虚拟现实中的真实反映，这近年来，随着计算机技术的日益创新和现代工业就要求我们对碰撞检测算法进行优化。层次包围盒产的高需求，要快速简单地实现人在虚拟环境中自(HierarchicalBoundingVolumes)的中心思想是利用形然熟练的仿真操作演练，这就要求虚拟现实技术能够状简单的几何体来替代形状复杂的几何模型

6、．以降低实现几何模型运动间的碰撞检测l，以实现虚拟现检测计算的复杂度。由于使用了形状简单的几何体实中的碰撞响应动作，避免同体模型间的碰撞和穿越来进行初步的碰撞检测，其可大幅度减轻了碰撞检测现象的发生，使模拟现实技术趋于真实现状的情形。的计算量，从而可快速提高碰撞检测的检测速度和效检测虚拟场景中两物体之间(动态物体与静态物体之率，实现实时的碰撞检测计算。因此，层次包围盒法间或动态物体与动态物体之间)的交互基础就是碰撞是近年来碰撞检测算法研究中的一个热门方向。检测。现在，碰撞检测算法已是计算机图形学

7、中的研1碰撞检测原理究热点问题。在虚拟环境中，大量的基本几何元素(如四面体)是模拟对象几何模型的组成成分。由于对一个碰撞检测系统而言，其输入模型通常是南基本几何元素的数量巨大，给检测过程的计算带来了基本几何元素(如三角形)构成几何对象的集合，从数：l：收稿日期：2013—07—16。修回日期：2013—08—28作者简介：张义。男，1984年生，助理Ir程师．硕士．研究方向：嵌入式计算机。·2·(总0730)基于包围盒法的碰撞检测算法研究2013年第l0期学几何模型上分析，碰撞检测表现为两个多面

8、体的求2．2碰撞检测算法流程交测试问题。因此，在检测时间内，任意两个多面体(1)建立几何模型，并构造出相应模型的包围盒的交集是否空集是碰撞检测系统判断两个多面体是树；否发生碰撞的依据。如果检测到两个多面体相交时，(2)在碰撞检测过程中，判断两包围盒的相交情即发生了碰撞，此时需要进一步确定输人模型碰撞发况；生部位，即模型碰撞的基本几何元素。按空间和时间(3)当检测到包围盒相交时，进一步判断基本几类型来划分，碰撞检测可分别划分为二维平面和三维何元素是否相交；空间碰撞检测，连续碰撞和离散碰撞检测I31