碰撞检测毕业论文

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1、华洛尢歹毕业桜渤（枪丈）有隧：讨篡机斜歹乡兹术歹陵二二禺：0825122034盈名:赵埶业：08及僻3繹2班北显老帰：兎囘炭二枣一二年N月增强现实环境屮的碰撞检测是计算机图形学、计算儿何、仿真建模和机器人路径规划等领域的重要问题。文章介绍了设计碰撞检测系统需要注意的问题，对当前主要的碰撞检测算法进行分析比较，阐明了层次包围盒算法和空间分割等常用算法的利弊。详细说明了射线算法的原理以及实现，针对球体、平面、圆柱体等规则物体优化了射线算法，大大简化了计算，极大提高了算法效率。关键词：增强现实；碰撞检测；射线算法AbstractCollisiondetectionofaugment

2、realityhasbeenrecognizedasanimportantprobleminthefieldofcomputergraphics,computationalgeometry,simulationmodelandrobotpathplanning.Theproblemyouneedtotakeattentionwhendesigningasystemofcollisiondetectinhasbeenintroducedinthisarticle.Comparingtheprimaryalgorithmsofcollisiondetection,weillust

3、ratethecharacteristicsofboundingboxhierarchyandspacepartitioningmethod.Wehaveintroducedthetheoryofraymethodindetail.Byimprovingrayalgorithmsforsphere,planeandcylinder,thealgorithmshasbeenfasterandbetter.Keywords:augmentreality;collisiondetection;rayalgorithmIIAbstractIll第1章绪论11.1背景禾口意义11.2主

4、要方法和研究进展21.3主要内容2第2章碰撞检测算法分析32」基于图形的实时碰撞检测算法32」」层次包围盒法32」.2空间分割法72.2基于图像的碰撞检测算法72.3总结8第3章碰撞检测系统中的设计问题93.1碰撞算法的设计因素93.2应用程序中对象白勺表达方式93.2.1对象的表达方式93.2.2碰撞与几何渲染103.2.3特定的碰撞检测算法113.3查询类型113.4环境模拟参数123.4.1物体对象的数量123.4.2顺序移动和同步移动123.4.3不连续移动与连续移动133.5性能143.5.1优化概览143.6健壮性153.7实现与使用的简洁性151717第4章射线

5、法检测碰撞的实现4.1平面碰撞检测4.1.1矩形和矩形的碰撞检测174.1.2圆形和圆形的碰撞检测174.2三维物体碰撞检测184.2.1射线的定义184.2.2射线与平面的碰撞检测184.2.3射线与圆柱体的碰撞检测204.2.4球体与球体的碰撞检测24第5章碰撞模拟275.1球体间的碰撞模拟305.2程序截图33结论35参考文献36附录1几何模型中的碰撞检测37致谢43第1章绪论1.1背景和意义计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）、计算几何、机器人和口动化、工程分析、计算机图形学、虚拟现实等领域都遇到了有关碰撞检测的问题，甚至成为其中的关键问题。例如对于机器人的控制和规

6、划，碰撞检测可以帮助机器人避开周围环境中的障碍物，是一个非常关键的部分。相应地，在不同的领域中也出现了很多碰撞检测算法,有的算法已经应用到实际屮。总体上讲，进行碰撞检测的目的主要有三个：检测模型Z间是否发生碰撞，报告发生或即将发生碰撞的部位，动态的查询模型Z间的距离等。碰揀检测是计算机动画、物理仿真、计算几何、CAD/CAM等研究领域的重要课题。碰撞检测的任务是确定两个或两个以上模型Z间是否发生了接触或穿透。精确的碰撞检测不仅对提高虚拟环境的真实性、而冃还对増强虚拟环境的沉浸感有着至关重要的作用，而虚拟环境自身的复杂性和实时性又对碰撞检测提出了更髙的要求。所以，增强现实系统中

7、碰撞检测算法研究是很有必耍的，在大部分的应用中耍求实时碰撞检测，例如虚拟现实要求系统能够实现与用户的交互，这不仅要求实现实时绘制，而且实时进行碰撞检测，表现碰撞后的变化；而对于触觉反馈系统，每秒钟需要进行1000次检测。因此研究的主要目的就是降低算法的复朵度。影响碰損检测的因素主耍包括两个方而：静态检测方法和采样方式。那么碰撞检测算法的计算代价主要取决于这两个方面的复杂度。静态检测是最基本的问题，关键是解决不同类型的模型的相交检测问题，如凸多而体、凹多而体、不封闭的多而体以及可变形的模型等等。同样尽量减