海上鉆井平臺(tái)模型優(yōu)化和對(duì)接碰撞技術(shù)研究.pdf

1、伴隨著虛擬現(xiàn)實(shí)和計(jì)算機(jī)仿真的興起，三維仿真應(yīng)用越來(lái)越多，場(chǎng)景模型的存儲(chǔ)和碰撞檢測(cè)是虛擬仿真過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)，它們受到越來(lái)越多人的關(guān)注。虛擬環(huán)境復(fù)雜度的不斷升高、模型規(guī)模程度的不斷增加，這些不僅給數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)帶來(lái)困難，而且隨著數(shù)據(jù)量的增大，計(jì)算處理速度會(huì)受到影響，這在很大程度上會(huì)影響碰撞檢測(cè)的實(shí)時(shí)性和精確性。為此對(duì)模型數(shù)據(jù)壓縮算法和碰撞檢測(cè)算法進(jìn)行研究是非常有價(jià)值的。本文以海上鉆井平臺(tái)對(duì)接模擬系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對(duì)模型的存儲(chǔ)優(yōu)化和碰撞檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了

2、深入研究。
　　首先，論文針對(duì)海上鉆井平臺(tái)對(duì)接場(chǎng)景大、物體模型復(fù)雜度高、模型之間關(guān)系和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜等特征，提出一種模型頂點(diǎn)歸一化壓縮方法。該壓縮方法可以大幅度降低存儲(chǔ)海上鉆井平臺(tái)模型需要的存儲(chǔ)空間，同時(shí)隨著計(jì)算復(fù)雜度的降低碰撞檢測(cè)的速度也會(huì)得到提升。其次，論文針對(duì)鉆井平臺(tái)對(duì)接系統(tǒng)中的自身特點(diǎn)，以及在鉆井平臺(tái)和采油平臺(tái)對(duì)接過(guò)程中相鄰時(shí)間間隔場(chǎng)景的差別比較小的特點(diǎn)，依據(jù)碰撞的時(shí)間、空間相關(guān)性，提出一種基于時(shí)空相關(guān)性的碰撞遍歷算法，該方

3、法可大大縮短遍歷層次二叉樹(shù)時(shí)間，從而使碰撞檢測(cè)的實(shí)時(shí)性能得到提高。算法通過(guò)保存上一個(gè)碰撞計(jì)算時(shí)間采樣點(diǎn)上兩個(gè)層次包圍樹(shù)之間進(jìn)行相交計(jì)算時(shí)的遍歷路徑，在當(dāng)前時(shí)刻進(jìn)行碰撞檢測(cè)時(shí)利用上一時(shí)刻保存的遍歷路徑進(jìn)行計(jì)算。再次，場(chǎng)景模型都是由基本幾何元素（三角形）構(gòu)成，在詳細(xì)碰撞檢測(cè)階段為了降低兩個(gè)三角形在三維空間中復(fù)雜的位置情況，論文通過(guò)三維空間中的三角形向二維坐標(biāo)系進(jìn)行投影的辦法，提出了在精確求交階段應(yīng)用的三角形向量積碰撞檢測(cè)算法，以加快碰撞檢測(cè)