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碰撞检测算法及在汽车虚拟现实仿真平台中的应用
| 论文题名： | 碰撞检测算法及在汽车虚拟现实仿真平台中的应用 |
| 关键词： | 汽车刹车防抱死系统;碰撞检测算法;虚拟现实;离散方向包围盒 |
| 摘要： | 碰撞检测是虚拟现实、计算机动画仿真、机器人等领域的关键问题之一。它的基本任务是检测两个或者多个物体之间是否发生接触或者穿透，保证虚拟物体之间能以自然的方式进行交互。由于目前对虚拟环境实时性和真实性的要求越来越高，碰撞检测算法的实时性和精确性成为了碰撞检测问题的关键。 基于包围盒的碰撞检测算法是碰撞检测中最常用的方法之一，本文分析了基于包围盒的碰撞检测算法存在的问题和不足，重点研究基于包围盒的碰撞检测算法，并针对汽车刹车防抱死系统(Anti-lock Braking System，ABS)虚拟现实仿真平台中的碰撞检测问题进行探讨和应用。 首先，针对基于包围盒的碰撞检测算法实时性和精确性不能兼顾这一问题，提出了一种基于混合包围盒的碰撞检测算法。预处理阶段为待测物体构建包围盒二叉树，针对非叶子节点构造混合包围盒，其中节点内侧构造离散方向包围盒(kDiscrete Orienmtion Polytops，k-dops)，节点外侧构造包围球。碰撞检测阶段，先利用计算相对简单的包围球快速排除不可能发生碰撞的物体，然后利用精度较高的k-dops包围盒进行进一步的碰撞检测，最后进行基本几何单元的相交测试。实验表表明这种算法适用于几何体较为复杂物体之间的碰撞检测。 其次，针对汽车ABS仿真中仿真结果不够直观且缺乏真实感的问题，利用虚拟现实技术，开发了一套汽车ABS虚拟现实仿真平台。用户通过与计算机交互，能够直观的感受汽车的制动过程。 最后，分析了汽车ABS虚拟现实仿真平台中的碰撞检测问题，并将基于混合包围的碰撞检测算法应用其中。通过对比常用的几种包围盒，再次证明了本文提出的碰撞检测算法在复杂的场景中能够有较好的性能提升。 |
| 作者： | 周东谕 |
| 专业： | 计算机应用技术 |
| 导师： | 吴渝;李红波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆邮电大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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