检索结果-内蒙古大学图书馆

中国图象图形学报 2020年第8期25卷 1674-1683页

作者：靳雁霞程琦甫张晋瑞齐欣马博贾瑶中北大学大数据学院太原030051

目的为了解决自碰撞检测剔除率低和检测速度慢的问题,提出一种AABB(aixe align bounding box)—圆形包围盒树结构和具有二分类功能的深度神经网络(deep neural network,DNN)加速包围盒相交检测的方法。方法对变形体构建AABB—圆形包围盒... 详细信息

目的为了解决自碰撞检测剔除率低和检测速度慢的问题,提出一种AABB(aixe align bounding box)—圆形包围盒树结构和具有二分类功能的深度神经网络(deep neural network,DNN)加速包围盒相交检测的方法。方法对变形体构建AABB—圆形包围盒树,即对内部节点构建AABB包围盒,对叶子节点构建圆形包围盒。根据AABB—圆形包围盒生成包围盒测试树(bounding volume test tree,BVTT),采用深度神经网络优化BVTT的包围盒相交测试和法向锥测试,输出碰撞三角形对。结果在确定最优隐含层数和每层最优节点数保证深度神经网络达到最佳准确率的情况下,实验结果表明,在没有自碰撞的情况下,本文方法与AABB-OBB方法、经典包围盒方法耗时相同,但在自碰撞足够多的模拟场景中,融合深度神经网络的AABB-圆形包围盒方法比AABB-OBB(oriented bounding box)方法和经典的包围盒方法速度更快,整体耗时缩短了21%~37%。同时,对5种方法的更新率、检测效率和图元相交测试时间进行实验对比,发现本文方法比AABB-OBB方法和经典的方法具有更好的贴合性和更快的相交测试速度。结论本文方法相对于AABB-OBB方法、经典包围盒方法的测试速度更快,不仅提高了自碰撞检测高层剔除率,同时降低了模拟整体耗时,更适用于实时变形体自碰撞检测领域。

关键词：自碰撞检测混合层次包围盒圆形包围盒深度神经网络图元相交测试

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基于质点的可变形体自碰撞检测

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中国图象图形学报 2011年第3期16卷 454-461页

作者：纪传舜刘卉复旦大学计算机科学技术学院上海200433

自碰撞检测是可变形体模拟过程中最耗时的环节,提出一种使用图形硬件的快速算法。算法以质点而非三角形作为自碰撞检测的基本单元,用球体包围以质点为中心的局部区域,再用AABB包围该球体的运动轨迹并将数据组织成纹理送入GPU,通过两遍... 详细信息

自碰撞检测是可变形体模拟过程中最耗时的环节,提出一种使用图形硬件的快速算法。算法以质点而非三角形作为自碰撞检测的基本单元,用球体包围以质点为中心的局部区域,再用AABB包围该球体的运动轨迹并将数据组织成纹理送入GPU,通过两遍离屏渲染计算出碰撞对集合及每个碰撞对的碰撞发生时间,算法复杂度为O(n)。实验结果表明,使用该算法在大规模布料模拟中检测自碰撞,效率较高。

关键词：自碰撞检测 GPU 层次包围盒布料模拟

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虚拟手术中自碰撞检测算法研究

虚拟手术中自碰撞检测算法研究

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作者：韩景超青岛大学

学位级别：硕士

自碰撞检测是虚拟手术仿真中的重要问题,自碰撞检测的效率是影响虚拟仿真应用真实感和沉浸感的重要因素。本文对白碰撞检测算法进行了深入的研究,主要包括以下几个方面的内容:首先对虚拟现实和自碰撞检测方法的发展与现状进行了阐述,并... 详细信息

自碰撞检测是虚拟手术仿真中的重要问题,自碰撞检测的效率是影响虚拟仿真应用真实感和沉浸感的重要因素。本文对白碰撞检测算法进行了深入的研究,主要包括以下几个方面的内容: 首先对虚拟现实和自碰撞检测方法的发展与现状进行了阐述,并对自碰撞检测常用的几种空间分割方法:均匀空间分割、八叉树分割和BSP树分割进行了系统的研究,对这几种方法的优缺点及适用范围进行了比较分析。均匀空间分割方法与内含对象的几何特性和拓扑结构变化无关,可以用于变形对象的自碰撞检测,但自碰撞检测的特性使直接使用均匀空间分割法效率较低。本文根据虚拟手术中自碰撞检测的特性,对均匀分割方法进行了优化,主要包括以下几个方面:根据模型基本对象尺度自动计算单元格尺寸;采用空间散列方法,通过哈希函数将单元格映射到哈希表中,减少内存占用;通过曲率测试减少单元格内不必要的邻接基本对象间的相交测试。随后,将所提出的方法应用到虚拟手术仿真实验中,该方法可以适应不同的手术工具,有较好的通用性,是解决复杂环境中变性对象自碰撞检测的有效方法。实验证明该算法在虚拟手术仿真过程中达到了实时性的要求。

关键词：自碰撞检测均匀空间分割空间散列变形对象手术仿真

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基于拓扑的变形体自碰撞检测研究

基于拓扑的变形体自碰撞检测研究

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作者：秦志鹏中北大学

学位级别：硕士

变形体仿真技术近年来不断的发展,已成为虚拟仿真领域的研究热点,尤其在动画、设计、游戏等方面有广泛应用。精确的碰撞检测和响应对场景真实性影响颇大。布料作为由大量的几何元素构成的具有代表性的变形体,极易变形,因此布料的自碰撞... 详细信息

变形体仿真技术近年来不断的发展,已成为虚拟仿真领域的研究热点,尤其在动画、设计、游戏等方面有广泛应用。精确的碰撞检测和响应对场景真实性影响颇大。布料作为由大量的几何元素构成的具有代表性的变形体,极易变形,因此布料的自碰撞检测常常会消耗大量时间资源。诸如布料这类没有厚度的变形体模型,自碰撞检测很难实时判断布料自身是否与其自身发生碰撞,因此,变形体自碰撞检测已成为当下碰撞检测领域的技术难题。本文主要针对虚拟仿真中变形体的自碰撞检测问题进行研究,主要研究内容及创新点包括,首先采用R-Sphere包围球树和PSO混合碰撞检测算法进行初步碰撞检测,剔除大量未发生碰撞的包围球;同时,为准确地检测到变形体自碰撞发生,在层次包围球的结构中引入表面曲率准则和层次法向量锥,通过简单运算快速剔除未发生碰撞的区域,提高变形体自碰撞检测的效率。其次,为精确检测几何元素间的相交,再对发生碰撞的包围球进行详细碰撞检测,通过共点/共边过滤算法和基元包围盒来剔除相交的基本元素。最后,设计并实现了基于拓扑的变形体自碰撞检测系统,系统分为布料模型模块,运动学积分模型模块、碰撞检测模块、场景渲染模块,采用多层次自碰撞检测算法,有效实现了自碰撞检测的虚拟仿真过程。通过对R-Sphere包围盒和多层自碰撞检测算法的实验验证,证明本文提出的基于拓扑的多层自碰撞检测算法能够快速准确地检测并处理布料间发生的自碰撞情形。

关键词：变形体 R-Sphere包围球自碰撞检测粒子群算法

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基于深度学习的双机械臂自碰撞检测研究

基于深度学习的双机械臂自碰撞检测研究

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作者：于植大连理工大学

学位级别：硕士

随着机械臂在各个领域应用的不断深入，任务复杂度逐渐提高，越来越多的任务需要多个机械臂协同完成，机械臂自碰撞检测是多机械臂系统安全运行的基础，也是多机械臂协同算法中不可或缺的一环。目前机械臂自碰撞检测方面的研究主要基于... 详细信息

随着机械臂在各个领域应用的不断深入，任务复杂度逐渐提高，越来越多的任务需要多个机械臂协同完成，机械臂自碰撞检测是多机械臂系统安全运行的基础，也是多机械臂协同算法中不可或缺的一环。目前机械臂自碰撞检测方面的研究主要基于几何仿真环境下的碰撞检测展开。传统的几何仿真法首先需要建立包络机械臂的碰撞体并随着机械臂运动实时更新，然后对碰撞体之间的空间位置关系进行检测，以达到机械臂自碰撞检测的目的，检测方法的时间开销主要用于碰撞体的构建、更新和碰撞体间的空间位置关系检测。现有方法为节省检测时间开销，使用规则形状包围盒技术简化碰撞体的构建、更新和检测，损失了检测精度，无法应用于本文所使用的机械臂系统。　　针对上述问题，本文对机械臂系统进行了精确的碰撞体建模，引入深度学习技术实现了快速连续的高精度自碰撞检测，具体的工作内容如下：　　首先，针对现有机器人系统的高精度自碰撞检测需求，建立点集精确包络机械臂，根据机械臂结构特点将点集划分为多个凸包，作为自碰撞检测的碰撞体。使用精确检测算法对碰撞体之间的空间位置关系进行检测，实现了双机械臂系统的高精度自碰撞检测。　　其次，本文在几何仿真法机械臂自碰撞检测中首次引入深度学习技术，根据机械臂电机参数和精确自碰撞检测方法的检测结果，制作了双机械臂系统工作状态数据集，提出并训练了一个深度神经网络用于系统的自碰撞检测，神经网络的输入为机械臂实时工作状态，输出为自碰撞检测结果。实验结果表明，该网络能够快速检测自碰撞，但相比于本文实现的高精度自碰撞检测方法，神经网络检测准确率下降了0.9%。　　最后，对神经网络检测依据进行修正，将网络输出结果转化为双机械臂系统当前工作状态的自碰撞风险，然后将神经网络与精确自碰撞检测方法组成一个双层次自碰撞检测算法，该算法能够快速判断系统当前工作状态是否具有自碰撞风险，只有在具有自碰撞风险时执行精确检测。实验结果证明，该双层次算法能够在保证检测精度和准确率的情况下，在机械臂实时运动中有效减少非必要的检测次数和单次检测用时期望，从而减少控制程序对于自碰撞检测的时间开销，实现了双机械臂系统快速连续的高精度自碰撞检测。同时，通过自碰撞关系分解，在一个四机械臂系统中也验证了该算法的性能。

关键词：双机械臂系统自碰撞检测深度学习神经网络

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融合深度神经网络的自碰撞检测算法研究

融合深度神经网络的自碰撞检测算法研究

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作者：程琦甫中北大学

学位级别：硕士

随着虚拟仿真应用对布料模拟真实感要求不断提高,自碰撞检测成为研究热点。精确快速的自碰撞检测会极大提高布料模拟的真实感。布料作为由大量基本图元组成的变形体模型,在仿真过程中,极易发生褶皱、重叠等自碰撞的现象,因此布料的自碰... 详细信息

随着虚拟仿真应用对布料模拟真实感要求不断提高,自碰撞检测成为研究热点。精确快速的自碰撞检测会极大提高布料模拟的真实感。布料作为由大量基本图元组成的变形体模型,在仿真过程中,极易发生褶皱、重叠等自碰撞的现象,因此布料的自碰撞检测常常会消耗大量时间,导致模拟出现不真实的卡顿现象。为了消除这种现象,之前的研究工作通过法向锥测试、粒子群算法和色差分解等方法对自碰撞检测进行优化。虽然提升了检测速度,但是存在漏检等缺陷。因此,在保证准确性的前提下,减少自碰撞检测耗时成为目前布料仿真领域的技术难点。本文针对上述技术难点进行研究,从以下方面对自碰撞检测进行改进:(1)针对组成布料的基本图元构建没有厚度的圆形包围盒;(2)采用由底向上策略对布料模型构建AABB-圆形混合层次包围盒,在自碰撞检测的高层剔除过程中,通过AABB剔除明显不发生碰撞的基本图元,初步筛选出有可能发生碰撞的图元对,然后通过融合深度神经网络的圆形包围盒相交检测算法对初步筛选的结果进行二次剔除,输出潜在碰撞对;(3)通过图元相交检测算法筛选出潜在碰撞对中的碰撞图元对,并进行相应地碰撞处理。通过比较相同场景下的模拟耗时,验证了本文的方法相对与之前的方法提升了速度。

关键词：自碰撞检测圆形包围盒混合层次包围盒深度神经网络

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图形硬件加速的织物自碰撞检测算法

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计算机应用与软件 2010年第9期27卷 243-246,267页

作者：纪传舜刘卉复旦大学计算机科学与技术学院上海200433

自碰撞检测是织物实时模拟的瓶颈。利用最新的图形硬件特性,设计了织物模拟的自碰撞检测算法。该算法以质点包围球为基本计算单元,仅保存计算得到的第一次发生碰撞的信息,而不需要计算出所有的碰撞对。算法在CUDA平台上实现,通过对核函... 详细信息

自碰撞检测是织物实时模拟的瓶颈。利用最新的图形硬件特性,设计了织物模拟的自碰撞检测算法。该算法以质点包围球为基本计算单元,仅保存计算得到的第一次发生碰撞的信息,而不需要计算出所有的碰撞对。算法在CUDA平台上实现,通过对核函数的一次调用即可完成自碰撞检测,算法复杂度为O(n)。将算法用于由大规模质点构成的织物模拟过程中,试验表明,算法的GPU实现比相应的CPU实现性能提高18倍以上,与两遍渲染算法相比,平均性能也提高了20%左右。

关键词：自碰撞检测 GPU CUDA 织物模拟

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一种基于虚拟手术的软组织自碰撞检测算法

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科技信息 2008年第6期 30-31页

作者：韩景超青岛大学信息工程学院山东青岛266071

本文提出并实现了一种基于虚拟手术的软组织自碰撞检测算法,并针对虚拟手术中应用较多的缝合操作进行了优化,经实验证明该算法能够实时检测记录软组织的自碰撞现象。本文还对单元格尺寸对算法效率的影响做了初步的探讨,通过实验数据的... 详细信息

本文提出并实现了一种基于虚拟手术的软组织自碰撞检测算法,并针对虚拟手术中应用较多的缝合操作进行了优化,经实验证明该算法能够实时检测记录软组织的自碰撞现象。本文还对单元格尺寸对算法效率的影响做了初步的探讨,通过实验数据的分析了两者间的关系。

关键词：自碰撞检测虚拟手术均匀空间分割软组织模型

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基于质点的快速可变形体自碰撞检测算法

基于质点的快速可变形体自碰撞检测算法

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第七届中国计算机图形学大会

作者：纪传舜刘卉复旦大学计算机科学技术学院

自碰撞检测是可变形体模拟过程中最耗时的环节,作者提出了一种使用图形硬件的快速算法。算法以质点而非三角形作为自碰撞检测的基本单元,用球体包围以质点为中心的局部区域,再用AABB包围该球体的运动轨迹并将数据组织成纹理送入GPU,通... 详细信息

自碰撞检测是可变形体模拟过程中最耗时的环节,作者提出了一种使用图形硬件的快速算法。算法以质点而非三角形作为自碰撞检测的基本单元,用球体包围以质点为中心的局部区域,再用AABB包围该球体的运动轨迹并将数据组织成纹理送入GPU,通过两遍离屏渲染计算出碰撞对集合及每个碰撞对的碰撞发生时间,算法复杂度为O(n)。实验表明,使用该算法在大规模布料模拟中检测自碰撞,效率较高。

关键词：自碰撞检测 GPU AABB 布料模拟

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基于四叉包围盒树的柔性织物自碰撞检测方法

基于四叉包围盒树的柔性织物自碰撞检测方法

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第三届全国教育游戏与虚拟现实学术会议

作者：成柳何兵北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室北京 100083

针对柔性织物仿真过程中的自碰撞处理效率问题,本文给出了一套基于四叉包围盒树的自碰撞检测方法,该方法基于织物几何基元的连通性自上而下的构造四叉层次包围盒树,在粗略检测阶段基于四叉层次包围盒树,并利用法向锥及三角面片重心距离... 详细信息

针对柔性织物仿真过程中的自碰撞处理效率问题,本文给出了一套基于四叉包围盒树的自碰撞检测方法,该方法基于织物几何基元的连通性自上而下的构造四叉层次包围盒树,在粗略检测阶段基于四叉层次包围盒树,并利用法向锥及三角面片重心距离检测法减少需精确求交的三角面片对;在精确求交阶段通过平面同侧判定准则快速过滤不可能相交的点及三角面片对.实验结果表明,上述优化可以在柔性织物仿真模拟过程中大幅减少相交测试的计算量,在保证较高逼真性的同时有效提高实时性。

关键词：织物模拟自碰撞检测四叉包围盒树柔性织物仿真模拟

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