氣墊船視景仿真中碰撞檢測(cè)算法研究.pdf

1、視景仿真系統(tǒng)作為氣墊船操縱模擬器的一個(gè)重要組成部分，要求能夠?qū)鈮|船在水面和陸地虛擬環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)過(guò)程直觀地顯示出來(lái)，而實(shí)時(shí)、精確的碰撞檢測(cè)技術(shù)對(duì)增強(qiáng)仿真環(huán)境的真實(shí)性和沉浸感起著至關(guān)重要的作用。本文分析了視景開(kāi)發(fā)過(guò)程中常用碰撞檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件，對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展研究，以滿足氣墊船運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)的需求。 對(duì)于氣墊船與靜態(tài)物體的碰撞檢測(cè)，通過(guò)在氣墊船的最外邊緣構(gòu)建八個(gè)用于計(jì)算視線范圍(LOS)的相交矢量，使氣墊船簡(jiǎn)化為一個(gè)長(zhǎng)方形的碰

2、撞框來(lái)實(shí)現(xiàn)，達(dá)到了全面地檢測(cè)出靜態(tài)物體的目的，從視覺(jué)效果上和功能上都使虛擬環(huán)境下氣墊船的運(yùn)動(dòng)更加逼真和接近于實(shí)際情況。 對(duì)于氣墊船與動(dòng)態(tài)物體的碰撞檢測(cè)，分兩個(gè)階段進(jìn)行，首先利用包圍球的算法實(shí)現(xiàn)初步的碰撞檢測(cè)，及早地排除明顯不可能相交的物體對(duì)，減少了碰撞檢測(cè)的運(yùn)算量；然后基于軸向包圍盒(AABB)的層次包圍盒的方法，對(duì)可能相交的物體對(duì)進(jìn)行更詳細(xì)的碰撞檢測(cè)。在建模過(guò)程中，建立模型的樹(shù)狀層次結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)碰撞檢測(cè)所依賴的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)處理

3、，利用軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)OpenGL Performer API得到包圍盒，對(duì)包圍盒樹(shù)的構(gòu)造算法進(jìn)行了優(yōu)化，提高了碰撞檢測(cè)的效率。建立兩個(gè)仿真實(shí)例，驗(yàn)證了該算法在滿足一定檢測(cè)精度的情況下能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供高效實(shí)時(shí)的碰撞檢測(cè)結(jié)果。 對(duì)于氣墊船在兩棲上的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)了海洋環(huán)境下氣墊船運(yùn)動(dòng)態(tài)勢(shì)與海面的三點(diǎn)匹配和在陸地環(huán)境下與地形的六點(diǎn)匹配方法，實(shí)時(shí)修改氣墊船的位姿，提高了整個(gè)虛擬場(chǎng)景的逼真度。 文中最后設(shè)計(jì)了氣墊船駕控臺(tái)、視景系統(tǒng)和運(yùn)