| 【中文题名】 | 基于OBB碰撞检测算法的研究 |
| 【英文题名】 | The Research on Collision Detection Algorithm Based on Oriented Bounding Box |
| 【学科专业】 | 计算机应用技术 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-11-12 |
| 【中关键词】 | 碰撞检测,层次包围盒,球形包围盒,OBB树,分离轴,相交测试 |
| 【英关键词】 | collision detection,hierarchical bounding box,Sphere bounding box,OBB tree,separating axis,overlapping test, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>计算技术、计算机技术>计算机的应用>信息处理(信息加工)>模式识别与装置 |
| 【论文摘要】 |
碰撞检测问题在机器人运动规划、计算机图形学等领域中有很长的研究历史,近年来随着虚拟现实、分布交互仿真等技术的兴起,碰撞检测问题开始成为研究的热点。精确的碰撞检测对提高虚拟环境的真实性、增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高的要求。
层次包围盒是碰撞检测算法中广泛使用的一种方法。常见包围盒类型有Sphere、AABB、OBB、K-Dops。就刚体间碰撞检测而言,性能最好的是基于OBB的碰撞检测算法,曾一度被作为碰撞检测算法的标准。
论文以大型复杂环境中的刚体为研究对象,着重论述了基于OBB碰撞检测算法的相关问题。主要从事了以下几个方面的工作:
(1)在研究OBB层次包围盒固有特性的基础上,通过具体实现构建OBB和OBB树、包围盒间的重叠测试、三角形间重叠测试等技术,并针对OBB存在的缺点和不足加以优化。
(2)针对基于OBB碰撞检测算法存在的缺陷——OBB间的重叠测试比较复杂,只适用于处理两个物体之间的碰撞检测。文中提出了基于球体包围盒的高层裁剪结构,将算法分为两级碰撞检测——第一级碰撞检测将通过基于球体包围盒的扫描... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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ABSTRACT |
4-8 |
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第一章 绪论 |
8-12 |
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§1-1 引言 |
8 |
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§1-2 碰撞检测原理及目标 |
8-9 |
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§1-3 碰撞检测算法的发展概况 |
9-11 |
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§1-4 论文的结构安排 |
11-12 |
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第二章 基于层次包围盒的碰撞检测算法 |
12-22 |
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§2-1 层次包围盒原理 |
12-13 |
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§2-2 层次包围盒方法的分类 |
13-18 |
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2-2-1 包围球（Sphere） |
13-14 |
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2-2-2 沿坐标轴的轴向包围盒（AABB） |
14-15 |
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2-2-3 方向包围盒（OBB） |
15-16 |
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2-2-4 固定方向凸包(FDH 又称K-Dops) |
16 |
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2-2-5 层次包围盒方法的性能分析 |
16-18 |
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§2-3 层次包围体树 |
18-21 |
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2-3-1 层次包围体树的概念 |
18-19 |
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2-3-2 层次包围体树的度 |
19 |
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2-3-3 层次包围体树的构造方法 |
19-20 |
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2-3-4 剖分策略和过程 |
20-21 |
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§2-4 小结 |
21-22 |
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第三章 基于 OBB的碰撞检测算法设计 |
22-39 |
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§3-1 设计概述 |
22-23 |
|
§3-2 模型的预处理阶段 |
23-26 |
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3-2-1 构建模型的层次二叉树 |
23-24 |
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3-2-2 计算OBB |
24-26 |
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3-2-3 计算模型的Sphere 包围盒 |
26 |
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§3-3 模型位置的更新 |
26-28 |
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3-3-1 对象位置的更新 |
26-27 |
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3-3-2 Sphere 包围盒的更新 |
27 |
|
3-3-3 OBB 的更新 |
27-28 |
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§3-4 模型间的碰撞检测 |
28-36 |
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3-4-1 Sphere 的相交测试 |
28 |
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3-4-2 OBB 层次二叉树的遍历 |
28-30 |
|
3-4-3 OBB 间的重叠测试 |
30-34 |
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3-4-4 基本几何元素间的相交测试 |
34-36 |
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§3-5 算法的进一步优化 |
36-38 |
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§3-6 本章小结 |
38-39 |
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第四章 算法实现与结果讨论 |
39-49 |
|
§4-1 设计原则 |
39 |
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§4-2 库文件中的数据结构 |
39-42 |
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§4-3 碰撞检测实例 |
42-47 |
|
4-3-1 实例介绍与设计原则 |
42-43 |
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4-3-2 测试程序的流程及运行结果 |
43-47 |
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§4-4 实验结果对比分析 |
47-49 |
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第五章 总结与展望 |
49-50 |
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§5-1 工作总结 |
49 |
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§5-2 进一步的工作与展望 |
49-50 |
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参考文献 |
50-53 |
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致谢 |
53-54 |
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攻读学位期间所发表的论文 |
54 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.370623 |
