基于AABB层次树的数字样机空间区域计算与搜索方法 被引量：3

1

作者 陈阳平 谢强 +1 位作者 于春江 丁秋林 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期540-544,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 空间区域计算 空间区域搜索 aabb层次树 数字样机

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基于B+树存储的AABB包围盒碰撞检测算法 被引量：22

2

作者 杨帆 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2021年第S01期331-333,348,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 碰撞检测 aabb 层次包围盒 B+树 相交测试

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一种基于AABB包围盒法的改进算法 被引量：1

3

作者 林海波 王伟 杨会林 《拖拉机与农用运输车》 北大核心 2008年第3期69-70,73,共3页

介绍了实时碰撞检测技术的概念及现状，分析了存在的问题，提出了改进的AABB包围盒法，改进的AABB包围盒法进行实时干涉检验确保拆卸路径的有效性。试验证明，该算法比传统包围盒法包围物体更为紧密，可大大减少不必要的干涉检验，从而... 介绍了实时碰撞检测技术的概念及现状，分析了存在的问题，提出了改进的AABB包围盒法，改进的AABB包围盒法进行实时干涉检验确保拆卸路径的有效性。试验证明，该算法比传统包围盒法包围物体更为紧密，可大大减少不必要的干涉检验，从而降低了系统开销，改进后的AABB包围盒算法比传统的包围盒算法检验速度快5％～20％。 展开更多

关键词 碰撞 检测技术 改进 aabb包围盒法

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基于包围盒与空间分解的碰撞检测算法 被引量：13

4

作者 李建波 潘振宽 孙志军 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2005年第6期155-157,共3页

本文提出了一种基于包围盒方法与空间分解方法相结合的碰撞检测算法,用于解决变形体的碰撞检测问题。该算法首先用包围盒来快速判断物体之间是否相交,如果相交则进一步用空间分解法来定位相交的区域,在此阶段用哈希表的数据结构来保存... 本文提出了一种基于包围盒方法与空间分解方法相结合的碰撞检测算法,用于解决变形体的碰撞检测问题。该算法首先用包围盒来快速判断物体之间是否相交,如果相交则进一步用空间分解法来定位相交的区域,在此阶段用哈希表的数据结构来保存物体的几何信息。与其他碰撞检测算法相比较,本算法不仅能够较大地节省空间,而且时间复杂度也比较低。除此之外,本算法不仅能够找出发生碰撞的基本几何元素对,而且还能够精确地找出碰撞点。 展开更多

关键词 碰撞检测算法 包围盒 空间分解 时间复杂度 分解方法 快速判断 几何信息 数据结构 几何元素 变形体 相交 分解法 哈希表 碰撞点 物体

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混合包围盒碰撞检测算法研究 被引量：8

5

作者 郑延斌 郭凌云 刘晶晶 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第13期257-259,共3页

为提高碰撞检测的实时性,提出一种混合包围盒碰撞检测算法。将物体的包围盒二叉树设计为2层结构,顶层使用AABB包围盒排除不相交的物体,下层利用k-DOPs包围盒检测物体之间的碰撞情况。采用任务树的方法对2棵混合包围盒二叉树进行同步遍历... 为提高碰撞检测的实时性,提出一种混合包围盒碰撞检测算法。将物体的包围盒二叉树设计为2层结构,顶层使用AABB包围盒排除不相交的物体,下层利用k-DOPs包围盒检测物体之间的碰撞情况。采用任务树的方法对2棵混合包围盒二叉树进行同步遍历,实现物体之间的碰撞检测。与其他碰撞检测算法进行对比分析,实验结果表明,该算法能提高碰撞检测的实时性和精确性。 展开更多

关键词 虚拟环境 碰撞检测 层次包围盒 混合包围盒 aabb包围盒 k-DOPs包围盒

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基于包围盒和空间分割的混合碰撞检测算法 被引量：16

6

作者 沈学利 吴琼 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第6期256-258,共3页

针对碰撞检测算法实时性较差的缺陷,提出基于层次包围盒和空间分割的混合碰撞检测算法。该算法采用构造对象的AABB包围盒,快速排除不可能相交的对象进行空间分割,实现虚拟环境对象的碰撞检测。实验结果表明,与经典的Rapid算法对比,该算... 针对碰撞检测算法实时性较差的缺陷,提出基于层次包围盒和空间分割的混合碰撞检测算法。该算法采用构造对象的AABB包围盒,快速排除不可能相交的对象进行空间分割,实现虚拟环境对象的碰撞检测。实验结果表明,与经典的Rapid算法对比,该算法能够节省检测时间,提高碰撞检测的效率。 展开更多

关键词 虚拟现实 包围盒 空间分割 混合碰撞检测 aabb包围盒 Rapid算法

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基于网格包络的工业机器人仿真碰撞检测算法 被引量：12

7

作者 赵亮 张义德 胡旭晓 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期316-321,共6页

为提高工业机器人在复杂作业环境下的碰撞检测效率,提出了一种网格包络的碰撞检测算法,以大量等尺寸的立方体网格来包络模型本身,并在网格内部建立网格子模型的AABB树结构。该算法在建模过程中将网格的空间坐标进行有序存储,在遍历阶段... 为提高工业机器人在复杂作业环境下的碰撞检测效率,提出了一种网格包络的碰撞检测算法,以大量等尺寸的立方体网格来包络模型本身,并在网格内部建立网格子模型的AABB树结构。该算法在建模过程中将网格的空间坐标进行有序存储,在遍历阶段可快速搜索到相交的网格,之后遍历网格内部的树结构来进一步判断模型是否碰撞。该算法网格内部的子模型几何数据量远小于整体模型几何数据量,其网格内的检测速度远快于以整体模型建模的传统层次包围盒方法的检测速度。实验结果表明,在大型复杂模型碰撞检测仿真中,该算法在不同网格数量下的检测效率比传统的Solid算法的检测效率快数倍到数十倍。 展开更多

关键词 碰撞检测 网格包络 轴对齐包围盒 工业机器人

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面向虚拟手术的碰撞检测优化算法 被引量：8

8

作者 于凌涛 王涛 +2 位作者 宋华建 王正雨 张宝玉 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1164-1170,共7页

为了提高虚拟手术仿真系统中碰撞检测算法的效率,基于混合包围盒碰撞检测法,提出了一种快速的碰撞检测优化算法。首先利用S-AABB上层包围盒进行粗略碰撞检测,然后利用球包围盒进行底层精确碰撞检测,并采用2种优化方法代替传统上建立层... 为了提高虚拟手术仿真系统中碰撞检测算法的效率,基于混合包围盒碰撞检测法,提出了一种快速的碰撞检测优化算法。首先利用S-AABB上层包围盒进行粗略碰撞检测,然后利用球包围盒进行底层精确碰撞检测,并采用2种优化方法代替传统上建立层次二叉树的过程。采用分区域碰撞检测法,使每次检测只是针对某一个区域内的单元体,有效地提高了碰撞检测效率;采用预测碰撞检测法,当碰撞连续发生时,预测出即将可能发生碰撞的单元体,只是针对这些单元体进行碰撞检测。最后通过实验数据,证明了该碰撞检测算法及其优化方法的有效性及其快速性。 展开更多

关键词 虚拟手术 S-aabb混合包围盒 球包围盒 分区域碰撞检测法 预测碰撞检测法 优化方法

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基于空间剖分和包围盒的快速碰撞检测算法 被引量：10

9

作者 彭晏飞 卢真真 《计算机应用与软件》 CSCD 2015年第8期150-153,165,共5页

针对碰撞检测的实时性和逼真度较差的缺陷,提出一种新的混合碰撞检测算法。该算法在空间剖分阶段采用八叉树技术有效降低了层次划分树的深度,提高了层次划分树的构建速度,快速剔除了不可能相交的基元对。在精确检测阶段,采用同时向下遍... 针对碰撞检测的实时性和逼真度较差的缺陷,提出一种新的混合碰撞检测算法。该算法在空间剖分阶段采用八叉树技术有效降低了层次划分树的深度,提高了层次划分树的构建速度,快速剔除了不可能相交的基元对。在精确检测阶段,采用同时向下遍历的方法并结合时空相关性对层次包围盒树的遍历过程进行优化,利用三角形与两面交线的位置关系快速判定两异面三角形的位置关系,并采用元素分配法避免了对公共元素的重复测试和无用的元素对测试,使基元相交测试的效率显著提高。实验结果证明,与经典的Rapid算法相比,该算法有效地减少了碰撞检测的时间开销,提高了碰撞检测的实时性和真实感。 展开更多

关键词 碰撞检测 空间剖分 八叉树 aabb包围盒 时空相关性

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复杂场景中快速碰撞检测算法及GPU加速 被引量：2

10

作者 刘秀玲 王冬雨 +2 位作者 陈栋 刘京 王洪瑞 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2012年第5期1847-1851,共5页

为了保证在大规模复杂场景中,碰撞检测的实时性和精确性,提出了一种基于图形空间与改进的图像空间相结合,并利用GPU加速的快速碰撞检测方法。利用AABB包围盒的检测策略,快速剔除不相交物体,确定潜在碰撞对象。改进传统的基于图像空间的... 为了保证在大规模复杂场景中,碰撞检测的实时性和精确性,提出了一种基于图形空间与改进的图像空间相结合,并利用GPU加速的快速碰撞检测方法。利用AABB包围盒的检测策略,快速剔除不相交物体,确定潜在碰撞对象。改进传统的基于图像空间的碰撞检测算法,设计了基于向指定平面投影、模板测试和深度测试的碰撞检测算法。在此基础上,利用GPU的并行计算能力加速整个检测过程,有效地减少了碰撞检测时间。通过在虚拟驾驶系统当中的应用,验证了该方法在大规模复杂场景中碰撞检测的实时性和精确性。 展开更多

关键词 碰撞检测 aabb包围盒 模板测试 深度测试 可编程图形单元(GPU)

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密闭空间多源烟雾扩散的实时仿真 被引量：2

11

作者 吕梦雅 罗智 +1 位作者 唐勇 李颖 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2016年第4期851-854,共4页

实时动态烟雾的模拟是计算机图形学的研究热点,密闭空间多源烟雾扩散的实时仿真尤其具有挑战性.首先,为进一步表现存在障碍物的密闭空间中烟雾扩散态势,利用Kanilan功率密度谱建立密闭空间中小尺度可变风场,并考虑风力衰减因子,增强烟... 实时动态烟雾的模拟是计算机图形学的研究热点,密闭空间多源烟雾扩散的实时仿真尤其具有挑战性.首先,为进一步表现存在障碍物的密闭空间中烟雾扩散态势,利用Kanilan功率密度谱建立密闭空间中小尺度可变风场,并考虑风力衰减因子,增强烟雾与障碍物的实时交互效果;同时,为提高实时性,引入Mac Cormack方法动态求解N-S方程中的对流项,大大的减少了计算量;其次,借助AABB包围盒技术实现网格的建模,使密闭空间不再是单一的矩形,可以表现不同形状的烟雾空间,拓展了烟雾扩散模拟的应用领域;然后,采用双向耦合的方法动态表现烟雾与移动障碍物之间的相互作用力,使交互细节更加逼真自然;最后,设计多种密闭空间多源烟雾扩散的实验实例,实验表明,能够实时模拟出密闭空间中烟雾扩散、抽离及与移动障碍物交互的自然逼真的效果. 展开更多

关键词 烟雾模拟 Kanilan 风力衰减因子 aabb包围盒 双向耦合

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基于碰撞检测算法的动态服装仿真研究 被引量：3

12

作者 张华忠 侯进 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第31期294-297,共4页

针对传统服装仿真方法中的动力学模型生成策略和碰撞检测算法提出了改进。首先采用三角网格代替传统的四方网格,并给出了三角网格的生成算法;然后分别测试出待测点与AABB包围盒和图元的碰撞检测时间;再计算出整个碰撞检测时间开销最小... 针对传统服装仿真方法中的动力学模型生成策略和碰撞检测算法提出了改进。首先采用三角网格代替传统的四方网格,并给出了三角网格的生成算法;然后分别测试出待测点与AABB包围盒和图元的碰撞检测时间;再计算出整个碰撞检测时间开销最小时叶子包围盒中的图元数目;最后以该图元数目来构造AABB碰撞检测树,实现了最优情况计算叶子包围盒图元数量的方法。仿真结果表明,该改进生成算法能够有效地减少了碰撞检测时间。 展开更多

关键词 三角网格 aabb包围盒 碰撞检测时间 服装仿真

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船舶三维管路智能布局优化算法 被引量：9

13

作者 熊勇 张加 +3 位作者 余嘉俊 张本任 梁萱卓 朱奇舸 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第7期2164-2170,共7页

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,... 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。 展开更多

关键词 三维管路 蚁群优化算法 快速扩展随机树算法 轴平行包围盒法 复杂约束

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TIN快速求交算法及其应用研究

14

作者 赵景昌 白润才 +2 位作者 刘光伟 王东 刘威 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2016年第12期3667-3670,3695,共5页

煤矿床地表与地质层面模型通常采用TIN表示,交线作为层面模型交叉部分的特征描述,在模型构建及后续的应用分析中都具有十分重要的作用。根据基于层面模型编制露天煤矿采剥计划的需要,提出并实现了一种基于空间索引与碰撞检测的TIN快速... 煤矿床地表与地质层面模型通常采用TIN表示,交线作为层面模型交叉部分的特征描述,在模型构建及后续的应用分析中都具有十分重要的作用。根据基于层面模型编制露天煤矿采剥计划的需要,提出并实现了一种基于空间索引与碰撞检测的TIN快速求交算法。算法通过建立TIN空间格网索引,使相交测试仅限于映射在同一个空间格网单元内的三角形对之间,在计算交线时,进一步应用AABB包围盒碰撞检测技术快速剔除不相交三角形对,并分别采用边—面及改进的边—边求交算法计算异面与共面三角形交线,最后根据交线段之间的空间邻接关系实现交线的快速分离。实验分析表明,算法整体时间效率高于基于OBBTree的TIN求交算法。该算法在露天煤矿采剥计划CAD软件系统中成功应用于计划线生成、运输道路设计、追踪等值线、切割剖面等设计实践,提高了在三维图形环境下采剥计划设计的精度与可靠性。 展开更多

关键词 TIN 快速求交 空间索引 碰撞检测 aabb包围盒 OBBTree 露天煤矿 采剥计划

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可变风场中多烟雾融合实时绘制算法的改进

15

作者 吕梦雅 孙旭东 +2 位作者 甄志华 唐勇 郭慧玲 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2021年第3期268-273,282,共7页

多烟雾融合的实时仿真非常具有挑战性与实用性,针对不同烟雾融合时的边界过渡不自然的问题,提出一种改进的多烟雾融合实时绘制算法。首先,为了准确描述可变风场中多烟雾融合过程,通过刻画小尺度可变风场,并将描述风力的时变函数加入N-S... 多烟雾融合的实时仿真非常具有挑战性与实用性,针对不同烟雾融合时的边界过渡不自然的问题,提出一种改进的多烟雾融合实时绘制算法。首先,为了准确描述可变风场中多烟雾融合过程,通过刻画小尺度可变风场,并将描述风力的时变函数加入N-S方程的外力项,从而实现可变风场中多烟雾的融合;然后,为改善不同烟雾融合时的边界过渡不自然的问题,引入错切变形法对传统的烟雾融合绘制算法进行改进,利用空间数据结构加快空区域的跳跃速度,减少相邻颜色间空区域的间隔,保证相邻颜色之间的平滑过渡;另外,为了丰富多烟雾融合时的形态空间,引入AABB包围盒技术实现多烟雾融合区域的网格划分,增加多烟雾融合空间的表现形态,有效地减少网格模型对多烟雾融合形态空间的限制。设计并实现多组烟雾融合的对比实验,结果表明,本文方法能够使烟雾融合的边界更加平滑自然,有效提升多烟雾融合的速率的同时仍可保证实时性。 展开更多

关键词 烟雾融合 物理模型 可变风场 错切变形法 aabb包围盒

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基于OBB树层次关系的相交体特征计算 被引量：2

16

作者 罗枫 陈志杨 +1 位作者 张三元 叶修梓 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2005年第10期23-25,29,共4页

针对不同复杂情况的网格模型在运动过程中发生的接触问题,提出了一个有效、准确的相交体特征计算算法,这里的特征包括相交三角形求交线,相交体求轮廓线,相交体求轮廓体。该算法以OBB(Oriented Boun-ding Boxes)树的数据结构为基础,借助A... 针对不同复杂情况的网格模型在运动过程中发生的接触问题,提出了一个有效、准确的相交体特征计算算法,这里的特征包括相交三角形求交线,相交体求轮廓线,相交体求轮廓体。该算法以OBB(Oriented Boun-ding Boxes)树的数据结构为基础,借助AABB(Axis-A ligned Bounding Boxes)包围盒,通过分析线段、三角面、包围盒的位置关系情况,得到了相交线段、相交三角面以及包围三角面,并在此基础上计算出相应的相交体特征。该算法在CAD模型分割、建造、几何特征提取、生产车间以及机器人运动轨迹规划等方面都有很高的应用价值。 展开更多

关键词 OBB层次树 分离轴 轮廓环 aabb包围盒 内外轮廓

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维修仿真中的混合碰撞检测算法 被引量：2

17

作者 贾π 黄涛 +1 位作者 吴晶 古军峰 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第22期243-245,共3页

针对维修仿真中物体之间存在的穿越问题,提出一种混合碰撞检测处理算法。该算法结合轴向包围盒的快速性及几何约束的精确性,采用轴向包围盒改善虚拟人与虚拟物体之间的碰撞效果,运用几何约束算法解决虚拟人所携带零件与其他零件之间的... 针对维修仿真中物体之间存在的穿越问题,提出一种混合碰撞检测处理算法。该算法结合轴向包围盒的快速性及几何约束的精确性,采用轴向包围盒改善虚拟人与虚拟物体之间的碰撞效果,运用几何约束算法解决虚拟人所携带零件与其他零件之间的穿越问题。实验结果表明,该算法的实时碰撞检测效果较优。 展开更多

关键词 轴向包围盒 几何约束 碰撞检测 虚拟维修 拆卸

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碰撞交互技术在电力仿真培训系统中的应用 被引量：2

18

作者 周建松 吴国俊 蔡声镇 《现代电子技术》 2013年第10期156-158,共3页

针对传统电力仿真培训系统中角色与对象交互的实时性差及可操作性弱的问题,根据电力安全技能培训目标与操作人员实际的作业流程,采用碰撞检测和实时交互等虚拟现实技术,开发基于3D虚拟现实的电力安全技能仿真培训系统。该系统解决了角... 针对传统电力仿真培训系统中角色与对象交互的实时性差及可操作性弱的问题,根据电力安全技能培训目标与操作人员实际的作业流程,采用碰撞检测和实时交互等虚拟现实技术,开发基于3D虚拟现实的电力安全技能仿真培训系统。该系统解决了角色与对象的3D实时交互问题。实验结果表明了系统的实时交互和可操作性能得到了显著提高。 展开更多

关键词 电力仿真培训系统 虚拟现实 aabb包围盒 胶囊体碰撞检测 实时交互

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