汽車起重機虛擬吊裝環(huán)境下的碰撞檢測算法及應用.pdf

1、吊裝技術廣泛應用于建筑、安裝、橋梁、港口建設等工程中，在國民經濟建設中具有舉足輕重的地位。吊裝方案的制定是吊裝作業(yè)的重要內容，為解決傳統(tǒng)手工制定方案存在的繁瑣、耗時、不可見性等缺點，基于虛擬現實技術的吊裝仿真技術應運而生。
　　本文在確保系統(tǒng)仿真流暢、增強仿真真實性的前提下，研究汽車起重機三維虛擬吊裝環(huán)境下的碰撞檢測算法及其應用，有效解決仿真中存在的吊裝物、障礙物及起重機間的碰撞問題，提高吊裝仿真安全性。主要工作包括如下幾點:

2、r>　　首先，詳細分析汽車起重機實際吊裝驅動方式及吊裝工藝，并根據實際吊裝過程特點，研究三維虛擬吊裝實現中三維場景管理、虛擬吊裝驅動等關鍵技術。通過分析虛擬吊裝中起重機吊裝基本驅動方式及吊裝物空間運動軌跡間的關系，提出汽車起重機虛擬吊裝過程中存在的碰撞問題類型，為后續(xù)算法的研究做準備。
　　其次，分析吊裝場景特點，采用基于軸對齊的包圍體技術對復雜三維對象包圍;通過分析吊裝仿真中吊裝物局部坐標系與世界坐標系間的關系，分別提出基于幾何

3、特性與基于坐標變換的靜態(tài)距離檢測算法，對三維場景中對象間最近距離進行準確計算;在此基礎上，提出基于懶惰因子及緩存技術的動態(tài)碰撞檢測算法，通過懶惰因子計數器、節(jié)點緩存節(jié)點樹來縮小碰撞檢測范圍、提高計算速度，實現流暢、準確的實時碰撞檢測。
　　最后，在汽車起重機三維虛擬吊裝仿真系統(tǒng)上，基于Visual C++和OpenGL編程實現靜態(tài)距離計算與動態(tài)碰撞檢測算法。通過仿真實時畫面效果及仿真結果的數據分析，驗證算法在仿真系統(tǒng)下的優(yōu)越性、有