基于实体行为的动态碰撞检测算法研究

碰撞检测算法的效率对虚拟战场的规模和真实感具有重要影响。提出了基于实体行为的动态碰撞检测方法,利用虚拟实体行为信息来减少静态碰撞检测的频率和次数。采用坐标投影法预测实体间最近可能发生碰撞的时间,有效地减少了每次动态碰撞检测的计算量。分析表明,该碰撞检测算法的计算复杂度与动态实体数目成线性关系。

基于Pro/TOOLKIT的动态碰撞检测技术研究与应用

运用Pro/TOOLKIT开发包设计了一种动态碰撞检测方法。首先简介碰撞检测并分析Pro/E在虚拟装配方面的不足,在此基础上进行二次开发;其次对虚拟模型移动路径的推进过程进行优化,并编写一种寄生式的动态碰撞检测程序;最后通过实例进行模型的动态碰撞检测。该动态碰撞检测技术不仅能较好地满足虚拟装配的可行性要求,且提高了模型的装配效率,为实现虚拟装配提供了一定的技术基础。

视景仿真中运动实体的动态碰撞检测

在视景仿真中,经常会出现运动实体穿入或穿透其他实体的现象,而用现有的各类包围盒模型不能很好地处理这一问题。为了解决这个问题,介绍了包围盒方法,分析了实体平动、转动、组合运动及相应包围盒的碰撞检测;针对所发现的问题,提出动态碰撞检测方法,并建立了运动实体的动态碰撞检测模型;运用OpenGVS图形引擎,通过VC++编程对模型进行了仿真,通过对仿真结果的对比实验,验证了模型的可行性。

机械臂与障碍物的双层次碰撞检测算法仿真

针对传统碰撞检测算法检测效率低的问题,提出了一种在机械臂关节空间下判断规划轨迹与空间障碍物碰撞情况的双层次检测算法。初次判断过程采用自适应动态碰撞检测算法,对规划轨迹与障碍物球体模型进行快速判断,筛选出可能发生碰撞的轨迹点范围;二次判断过程采用分离轴判断法检测可疑轨迹点与障碍物OBB模型的碰撞情况,得到最终的判断结果。研究对象选用以UR5为原型的协作机械臂,在matlab环境中编写仿真程序,实验结果表明,上述算法比自适应动态碰撞检测算法的结果更准确,比几何体模型法的检测速度快,更适用于机械臂控制系统。

基于改进RRT^(*)-Smart的复杂动态环境下的无人艇路径规划

针对在多移动障碍船的复杂动态环境下无人水面艇的路径规划问题,设计了一种基于改进RRT^(*)-Smart的无人艇路径规划方法(RTSNew)。该方法首先优化了节点采样方式,在以无人艇为原点的极坐标系中进行采样,采用椭圆形的采样点范围约束以避免无效采样,增加了历史路径缓存池以充分利用历史路径。该优化大幅降低了计算量,提高了路径规划的速度。其次,改进了节点拓展方式,为了避免将动态障碍作为静态障碍处理,给每个拓展节点增加时间信息以实现动态碰撞检测,对动态障碍运动信息的充分利用大幅提高了路径的可行性。同时,考虑到无人艇的操纵性,增加了节点拓展的角度约束以保证路径平滑。最后,对移动障碍船增加虚拟障碍,使得规划路径符合《国际海上避碰规则》(COLREGS)。基于VREP平台进行了无人艇航行仿真实验和对比实验,结果表明,在多障碍船的复杂动态环境下,该方法能够使无人艇高效、安全地抵达终点,相较于人工势场法和传统RRT^(*)-Smart方法,该方法在规划效率、路径优化、安全性方面均表现优异,并且保证运动路径遵守COLREGS。提出的方法较好地解决了传统方法中将动态障碍当作静态障碍处理、未考虑COLREGS、计算量大且效率低、不适用于多移动障碍船的复杂动态环境等问题。

面向车身数字化工艺开发的三坐标碰撞算法研究

针对车身制造过程中三坐标自动化工艺路径规划问题,提出基于智能化算法的三坐标动态碰撞检测算法。该算法对车身进行三角面片化,将三坐标的测头、测针、接长杆进行层次包围盒化等处理,实现对三坐标运动轨迹所占空间的建模,并且针对碰撞检测算法中存在的“隧道效应”导致的计算效率低和准确性不足问题,提出基于OBB包围盒和GJK碰撞检测相结合的分级碰撞检测算法。仿真结果表明,该算法具有较高的实时性和准确性,为汽车行业数字化工艺路径自动开发提供了新的理论依据。