基于AABB树的碰撞检测算法的内存优化

介绍了从存储空间角度来改进基于AABB树的碰撞检测算法的方法。根据有关三角形间快速相交测试算法和三角形与包围盒间的快速相交测试算法,略过包围盒间的相交测试,从叶节点结构里去掉包围盒信息,将叶节点从存储结构中删除。对一棵含有N个节点的AABB树而言,可以节约一半节点的内存空间。实验表明,利用AABB树叶节点的内存优化,减少了算法所需的内存空间且加快了算法的执行时间。

一种改进的AABB包围盒树更新算法

包围盒树的更新效率是基于AABB包围盒树碰撞检测算法的瓶颈之一。利用时间相关性原理,在底层包围盒更新之后进行预处理,判断是否继续更新,从而减少更新的包围盒的数目,节省包围盒树更新所消耗的时间。实验证明在基元数目为4万个时,采用改进方法更新包围盒树比常用的SOLID算法库节省了20%的时间,提高了算法效率。

基于AABB层次树的数字样机空间区域计算与搜索方法

为了准确地从复杂产品结构树上搜索大规模数字样机中特定空间区域的数字模型,开展关联设计和数字样机检查工作,避免复杂产品研制对高性能计算机的严重依赖,提出了产品数字样机区域划分方法。首先给出了数字样机区域层次树,然后设计了基于构建、更新和搜索AABB层次树的数字样机空间区域自动计算与搜索算法,最后将研究成果应用于某民用型机的研制。应用表明该方法大大提高了区域数字样机模型的加载效率,缩短了数字样机的关联设计和协调周期。

基于B+树存储的AABB包围盒碰撞检测算法

对于碰撞检测算法,使用传统的AABB包围盒来构建包围盒层次树时,其包围盒层次树的层数、叶子结点的个数和各结点的存储字节数是影响碰撞检测效率的主要因素。为了减少结点存储容量对碰撞检测效率的影响,提高碰撞检测的效率,文中采取B+树的存储结构来存储包围盒等信息。在包围盒相交测试之前,使得各结点存储索引有序,不需要再对各结点进行额外的排序,减少了内存开销,并且避免了不必要的包围盒测试。此外B+树的非叶子结点不存储具体的数据信息,从而减少了整棵树的存储空间。实验表明,在检测环境和检测对象相同的条件下,使用B+树存储的AABB包围盒碰撞检测算法的检测时间明显比传统的AABB算法短。

基于AABB树的聚变堆形变部件碰撞检测算法

针对工程设计中形变部件的限元模型的碰撞检测问题,提出了一种基于AABB树的快速碰撞检测算法.对于需要分析的有限元,对几何表面进行三角化,随后建立AABB包围盒,并采用优化的AABB树算法进行空间划分;利用AABB树与包围盒排除不相交图形,采用Devillers算法测试三角形相交,并利用并行方式加快计算.实验结果表明,本算法有效提高了碰撞检测的效率,适用于复杂有限元模型的碰撞检测.

铸造充型过程模拟中复杂固壁法向量计算方法研究

为了在采用差分法的铸造充型数值模拟中能够准确地处理固壁边界条件,提出了一种准确计算复杂铸件内壁法向量的容错计算方法。该方法借鉴了LevelSet界面追踪数值方法的思想,采用AABB层次包围盒算法将铸件STL三角表面转化为有符号距离场,从而在差分网格中离散求解出铸件表面任何位置的准确法向量。本方法解决了差分网格几何体难以描述曲面几何体的问题,同时克服了在数值模拟中直接采用STL几何体难以计算出奇异点位置法向量的缺点。数值算例证明了该方法的有效性。

一种针对复杂3D物体碰撞检测的算法改进

碰撞检测是虚拟现实世界的一个关键问题。该文对常用的碰撞检测算法进行分析比较,针对普遍采用的两步算法,综合运用AABB树和规则空间划分算法,提出一种用于复杂的虚拟空间三维运动物体的碰撞检测改进算法。算法分成三步,每一步都排除不可能碰撞的元素。实验结果表明:该算法提高了碰撞检测性能,能满足复杂3D物体碰撞检测准确、快速的要求。

虚拟齿轮测量中心的运动建模中碰撞检测的研究

介绍了虚拟齿轮测量中心的运动建模的体系结构。具体介绍了碰撞检测中虚拟零件的AABB包围体树的建立以及包围球和包围体树的碰撞检测。通过运动仿真验证了虚拟齿轮测量中心可以实现真实的齿轮测量中心的运动模式。

船舶三维管路智能布局优化算法

针对船舶在三维环境下管路布局约束多,工程规则难以量化,难以确定合适的优化评价函数等问题,提出一种新的船舶管路自动布局方法。首先,采用轴平行包围盒法(AABB)对船体和船内设备进行简化,将其离散成空间节点并赋予初始信息素和能量值,对空间障碍物进行标记,并对主要的敷管规则给出了具体的量化形式;其次,将快速扩展随机树(RRT)算法和蚁群优化(ACO)算法进行结合,引入方向选择策略、避障策略和变步长策略,提升了算法搜索效率和成功率,通过建立优化评价函数,利用ACO对路径进行循环迭代优化,以期得到满足工程规则的综合最优解;最后,采用计算机模拟的船舱空间布局环境进行管路自动敷设仿真实验,验证了所提方法的有效性和实用性。