面向虚拟装配的碰撞算法与变形算法的研究与实现

bb20920d · 发表于 2022-4-3 09:35:13

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雅宝题库解析：
随着虚拟现实技术和计算机图形学的发展，虚拟装配技术在新产品开发、产品维护以及操作训练方面具有重要的作用，是虚拟现实的重要应用之一。同时虚拟装配也对变形技术、碰撞检测技术、装配流程控制提出了高要求。因此，对变形技术和碰撞检测技术进行研究，对装配流程控制进行合理设计都具有重要意义。本文在国家863计划重点项目“虚实融合的协同工作环境技术与系统”子课题“面向飞机关键部件拆装维护及训练的应用示范(2009AA012102)”的资助下对虚拟拆装技术进行了研究，取得的研究成果如下：1. 针对虚拟装配中以金属弹簧为代表的可变性物体，实现了面向虚拟装配的晶格形状匹配变形算法。通过对晶格宽度进行调整，本方法可以模拟不同弹簧的变形效果，并应用到装配场景中，可以满足实时、可交互、高拟真性的要求。2. 实现了一种面向虚拟装配的AABB-OBB碰撞检测算法，将AABB和OBB方法相结合，利用AABB进行粗略碰撞检测，OBB进行精细碰撞检测，应用到装配操作全程中。本算法满足工装与零件之间的精确交互操作，满足场景里较大模型数据量的实时计算。3. 提出了基于脚本的流程管理方法，定义了加载的模型列表和路径、操作序列以及每一个操作步骤中涉及的精确坐标参数等。在使用脚本过程中，通过合理安排三维模型的加载顺序，我们可以优化系统的性能。该脚本具有良好的可扩展性，对脚本进行适当修改可以使得虚拟装配系统适应航空发动机、汽车发动机、自行车等机械结构的拆装需求。4. 设计并实现了一个面向涡喷7-乙型航空发动机等机械结构的虚拟装配系统。该系统可以通过电子手册功能对航空发动机的拆装步骤进行浏览；可以在碰撞算法和变形算法的辅助下对装配过程中的碰撞和变形进行模拟。同时该系统具有较好的扩展性，只需要修改配置文件并定义新的操作流程、更换虚拟模型库和电子手册数据库即可在系统中实现对其他产品的虚拟装配。

面向虚拟装配的碰撞算法与变形算法的研究与实现

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