本文關鍵詞：基于Open CASCADE平臺的連續(xù)碰撞檢測算法研究

  更多相關文章： Open CASCADE 連續(xù)碰撞檢測 ASBP算法 運動曲面間距離算法

【摘要】：作為虛擬現(xiàn)實技術在工業(yè)設計與制造方面的具體應用,虛擬裝配技術早已得到了廣泛應用。在用于輔助機械設計制造的虛擬裝配平臺中,碰撞檢測功能是否完善直接決定了平臺仿真的準確性與產(chǎn)品設計的可靠性。而現(xiàn)有的大部分碰撞檢測算法均為靜態(tài)、非連續(xù)碰撞檢測算法,無法滿足復雜機電裝備研發(fā)過程對精度與實時性的要求。少部分現(xiàn)有的連續(xù)碰撞檢測算法又僅在其特定背景下適用,無法移植到其他平臺。因此,設計一套能滿足復雜機電裝備研制需求的碰撞檢測算法成為了本文的研究目標。本文在對各類具有代表性的碰撞檢測算法作了研究比較,總結(jié)了現(xiàn)有碰撞檢測算法的優(yōu)缺點的基礎上,設計了適用于本課題研究背景的連續(xù)碰撞檢測算法,并將算法集成到課題組自主研發(fā)的VAS虛擬裝配平臺(基于Open CASCADE幾何內(nèi)核)上,使得VAS平臺具備了裝配體連續(xù)碰撞檢測、零件連續(xù)碰撞檢測、運動曲面間距離計算和運動曲面間最近點計算等功能。具體內(nèi)容為：1.設計了一種新型包圍體ASBP(AABB-swept bounding polyhedron)結(jié)構(gòu)及其碰撞檢測算法,實現(xiàn)了虛擬裝配體間連續(xù)碰撞檢測、零件間連續(xù)碰撞檢測與潛在碰撞曲面精確判斷等功能。2.設計了一種運動曲面距離計算法方法。該算法在ASBP算法計算出運動模型間的潛在碰撞曲面后執(zhí)行,可以精確計算運動曲面間在不發(fā)生碰撞情況下的最大相對運動距離與對應點最近點的坐標。3.在VAS平臺上搭建了碰撞檢測模塊,集成了ASBP算法與運動曲面距離算法并完成測試,使VAS平臺具備了模型的連續(xù)碰撞檢測功能。本文通過對以上內(nèi)容的研究,在理論方面提出了一種新型連續(xù)碰撞檢測方法與一種運動曲面距離求解方法；在實際應用方面,本文在VAS平臺上搭建了碰撞檢測模塊,通過將提出的算法進行整合,使得VAS可以高效、穩(wěn)定、精確地實現(xiàn)模型間連續(xù)碰撞檢測(結(jié)果精確到模型曲面上的最近點),整體上滿足了復雜機電裝備的研制需求。
【關鍵詞】：Open CASCADE 連續(xù)碰撞檢測 ASBP算法 運動曲面間距離算法
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG95
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 課題研究的目的及意義11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.3.1 碰撞檢測技術研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.2 曲面相交問題研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4 論文研究內(nèi)容17-19
• 第2章 碰撞檢測技術分析19-38
• 2.1 包圍體技術20-24
• 2.1.1 包圍體技術21
• 2.1.2 包圍體層次樹結(jié)構(gòu)21-24
• 2.2 分離軸算法24-26
• 2.3 GJK算法26-30
• 2.4 空間曲線、曲面表示法30-32
• 2.4.1 曲線的解析表示法30-32
• 2.4.2 曲面的解析表示法32
• 2.5 序列二次規(guī)劃法32-34
• 2.6 連續(xù)遺傳算法34-37
• 2.7 本章小結(jié)37-38
• 第3章 ASBP掃掠多面體算法38-48
• 3.1 ASBP掃掠多面體結(jié)構(gòu)38-41
• 3.1.1 ASBP掃掠多面體的構(gòu)建方法38-39
• 3.1.2 ASBP掃掠多面體的表示法39-41
• 3.2 ASBP碰撞檢測算法41-45
• 3.2.1 ASBP分離軸加速算法41-44
• 3.2.2 ASBP層次樹算法44-45
• 3.3 實驗結(jié)果與分析45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第4章 運動曲面距離算法48-57
• 4.1 運動曲面距離問題模型48-50
• 4.1.1 問題描述48-49
• 4.1.2 模型建立49-50
• 4.2 實驗結(jié)果與分析50-56
• 4.2.1 實驗結(jié)果50-55
• 4.2.2 實驗分析55-56
• 4.3 本章小結(jié)56-57
• 第5章 算法測試57-61
• 5.1 VAS平臺57-58
• 5.2 碰撞檢測算法測試58-60
• 5.3 本章小結(jié)60-61
• 第6章 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 論文總結(jié)61-62
• 6.2 論文展望62-63
• 參考文獻63-67
• 攻讀學位期間公開發(fā)表論文67-68
• 致謝68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張應中;范超;羅曉芳;;凸多面體連續(xù)碰撞檢測的運動軌跡分離軸算法[J];計算機輔助設計與圖形學學報;2013年01期

2 朱元峰;孟軍;;一種基于混合包圍盒結(jié)構(gòu)的實時碰撞檢測的有效方法(英文)[J];系統(tǒng)仿真學報;2008年19期

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本文編號：576614