基于遞進(jìn)相交包圍盒的碰撞檢測算法研究.pdf

1、碰撞檢測是判斷虛擬場景中運(yùn)動著的物體之間的位置關(guān)系是否沖突的行為，在虛擬現(xiàn)實(shí)、機(jī)器人路徑規(guī)劃、計(jì)算機(jī)圖形仿真等領(lǐng)域中占據(jù)重要地位。目前在國內(nèi)外碰撞檢測問題的研究上已有很多有價(jià)值的研究成果。但是，隨著大場景中虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)在新領(lǐng)域中越來越廣泛的應(yīng)用和人們對虛擬環(huán)境的真實(shí)性和用戶交互實(shí)時(shí)性要求的不斷提高，有效提升碰撞檢測速度成為當(dāng)前的緊迫任務(wù)。本文針對此問題從場景中碰撞物體對的整體定位上和檢測結(jié)構(gòu)的構(gòu)造上進(jìn)行了改進(jìn)，為大場景中碰撞位置的定位

2、計(jì)算減輕負(fù)擔(dān)，有效地提高了復(fù)雜場景、復(fù)雜結(jié)構(gòu)模型之間碰撞檢測的效率，達(dá)到了檢測的實(shí)時(shí)性要求。
　　本文從全局檢測和局部檢測兩個(gè)層面結(jié)合沿坐標(biāo)軸的包圍盒（Axis-Aligned Bounding Boxes，AABB）對碰撞檢測算法的效率進(jìn)行改善。首先，在全局檢測過程中，由于對象運(yùn)動的時(shí)空相關(guān)性，本文采取傳遞定位算法，該算法是利用面向?qū)ο蟮膮^(qū)域劃分方式劃分檢測區(qū)間，并在這些區(qū)間中對投影區(qū)間采用降低維數(shù)方式進(jìn)行排序。該方法在全局檢測

3、中有效避免明顯不相交物體對的錯誤干擾，提升全局定位算法的效率。在局部檢測過程中，本文從宏觀到微觀遞進(jìn)貼近相交部位并確定兩個(gè)幾何模型是否相交。在遞進(jìn)的過程中，算法將兩個(gè)相交的AABB包圍盒的相交部分當(dāng)作新的子空間，在這個(gè)空間中重復(fù)以上步驟進(jìn)行空間內(nèi)模型的相交測試。該方法在空間存儲中能夠降低冗余包圍盒的構(gòu)造，節(jié)省存儲空間與構(gòu)造時(shí)間，從根本上提升碰撞檢測的效率。
　　本文在基于BIM技術(shù)平臺的Revit API上針對模型中大型復(fù)雜的幾何