matlab包围盒碰撞检测算法
基于包围盒的碰撞检测算法综述
基于包围盒的碰撞检测算法综述基于包围盒的碰撞检测算法是一种常用的计算机图形学算法，用于检测两个或多个物体是否相交或碰撞。
该算法的核心思想是将物体用一个简单的几何形状（如矩形、球体等）包围起来，然后检测这些包围盒之间是否相交，从而判断物体是否相交或碰撞。
包围盒的种类有很多，常见的有矩形包围盒、球形包围盒、轴对齐包围盒（AABB）等。
其中，AABB是最常用的一种包围盒，因为它简单易实现，且能够有效地减少计算量。
基于包围盒的碰撞检测算法主要分为两类：静态碰撞检测和动态碰撞检测。
静态碰撞检测用于检测两个或多个静止的物体是否相交或碰撞，而动态碰撞检测则用于检测两个或多个运动中的物体是否相交或碰撞。
静态碰撞检测算法主要有以下几种：1. 基于分离轴定理的碰撞检测算法：该算法通过检测两个物体之间是否存在分离轴来判断它们是否相交或碰撞。
2. 基于八叉树的碰撞检测算法：该算法将场景划分为一个个小的八叉树节点，然后检测每个节点与其他节点之间的碰撞情况。
3. 基于网格的碰撞检测算法：该算法将物体划分为一个个小的网格，然后检测每个网格与其他网格之间的碰撞情况。
动态碰撞检测算法主要有以下几种：1. 基于时间切片的碰撞检测算法：该算法将物体的运动轨迹分为多个时间片段，然后检测每个时间片段内的碰撞情况。
2. 基于连续碰撞检测的碰撞检测算法：该算法通过检测物体在运动过程中的连续碰撞情况来判断它们是否相交或碰撞。
3. 基于快速包围球的碰撞检测算法：该算法将物体用一个快速包围球包围起来，然后检测快速包围球之间的碰撞情况。
总的来说，基于包围盒的碰撞检测算法是一种简单有效的算法，能够广泛应用于计算机图形学、游戏开发等领域。
不同的算法适用于不同的场景和需求，开发者可以根据具体情况选择合适的算法来实现碰撞检测功能。
如何在三维度模型中实现精确的碰撞检测？
如何在三维度模型中实现精确的碰撞检测？一、使用优化的算法提高碰撞检测效率在三维模型中实现精确的碰撞检测，首先需要考虑的是如何提高算法的效率。
采用优化的算法可以大大减少运算时间，提高碰撞检测的速度和准确性。
1. 采用包围盒碰撞检测算法包围盒碰撞检测算法是一种常用的优化方法，它通过将三维模型包裹在一个简单的几何体中，如立方体或球体，来进行碰撞检测。
这样可以减少碰撞检测所需的计算量，提高检测效率。
2. 利用空间划分算法加速碰撞检测空间划分算法是另一种常用的优化方法，它将三维空间划分为多个较小的子空间，然后只对与当前模型有可能碰撞的子空间进行检测。
这样可以减少碰撞检测的范围，提高检测效率。
二、使用精确的碰撞检测算法提高检测准确性除了提高检测效率，实现精确的碰撞检测还需要考虑算法的准确性。
以下是一些精确的碰撞检测算法，可以用来增加模型的真实感和细节。
1. 边界球碰撞检测算法边界球碰撞检测算法是一种高精度的算法，它通过将三维模型包裹在一个球体中，判断两个球体是否相交来进行碰撞检测。
这种算法可以更准确地检测到不规则形状的碰撞。
2. 分离轴定理碰撞检测算法分离轴定理碰撞检测算法是一种基于几何投影的算法，它通过计算模型在不同轴上的投影区间是否重叠来进行碰撞检测。
这种算法可以处理复杂的几何体，并且具有较高的准确性。
三、综合运用不同的算法提高碰撞检测效果为了实现更精确的碰撞检测，我们可以综合运用不同的算法，结合包围盒、空间划分、边界球以及分离轴定理等优化算法来提高检测的效率和准确性。
1. 组合包围盒和分离轴定理算法对于形状比较复杂的模型，可以先使用包围盒算法进行初步的碰撞检测，排除掉绝大多数不会发生碰撞的情况。
然后再对可能发生碰撞的模型，采用分离轴定理算法进行进一步的检测，提高检测的准确性。
2. 组合空间划分和边界球算法对于具有大量模型的场景，可以先利用空间划分算法将场景划分为多个子空间，然后对每个子空间内的模型采用边界球算法进行快速碰撞检测。
MATLAB对碰撞的研究刘志宏
(1)
能量守恒 1/2M1V10^2+1/2M2V20^2=1/2M1V1^2+1/2M2V2^2 (2)
对于 M2 V20=0 得：
Δp=M1V10-（M1+M2)V1
P=M1V10
X=Δp/P
ΔE= 1/2M1V10^2-1/2(M1+M2)V1^2 E=1/2M1V10^2
Y=ΔE/E
我们分析此时动量损失比，能量损失比之间的关系：
它将数值分析矩阵计算科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中为科学研究工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语的编辑模式
基于 MATLAB 对碰撞过程的研究
河西学院 物理与机电工程学院 刘志宏 甘肃 张掖 733000
Y=ΔE/E
恢复系数:两物体碰撞后的相对速度（V2-V1)与碰撞前的相对速度（V10-V20)的比值
e=（V2-V1)/(V10-V20)
我们利用动量损失探究与能量损失的关系： clc clear M1=300;M2=150; V10=[74.46 31.91 17.96 33.97 19.98]; V1=[25.28 10.70 6.05 11.38 6.71]; V2=[99.90 42.41 23.91 44.90 26.65]; X=(1-(V1./V10));
摘要：本文利用 MATLAB 对碰撞过程中的动量损失比与能量损失比以及弹性恢复系数之间
的关系进行了拟合与分析，利用图像进行直观的分析。
关键词： 动量损失比 能量损失比 弹性恢复系数
O.引言
MATLAB 是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国 MathWorks 公司出品的商业 数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互 式环境，主要包括 MATLAB 和 Simulink 两大部分。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可 视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中， 为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方 案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语的编辑模式。 碰撞问题是我们日常生 活中常见的问题本文利用 MATLAB 对碰装实验进行了深入的研究，分析了碰撞过程中的动 量损失比与能量损失比以及弹性恢复系数之间的关系进行了拟合与分析，利用图像进行直观 的分析。
碰撞检测算法研究
碰撞检测算法研究摘要：实时碰撞检测是机器人、动画仿真、虚拟现实等领域中一个非常关键的问题，其基本任务是确定两个或多个物体彼此之间是否发生接触或穿透。
尤其是随着3D游戏日渐盛行，物体之间的干涉和碰撞检测得到广泛的研究，碰撞检测技术所面临的问题也日益突出，具有很重要的意义。
主要对一些碰撞检测算法作出全面了解、透彻分析。
关键词：碰撞检测；层次包围体；空间剖析1 碰撞检测技术概述碰撞检测(Collision Detection，CD)也称为干涉检测或者接触检测，是基于现实生活中一个普遍存在的事实：两个不可穿透的对象不能共享相同的空间区域。
碰撞检测作为虚拟现实系统中的一个关键组成部分，主要的任务是判断物体模型之间、模型与场景之间是否发生了碰撞，以及给出碰撞位置、穿刺深度等信息。
碰撞检测算法一般可以分为两步：一是初步检测阶段：也就是将大多数明显的不相交的物体进行快速的排除；另一个是详细检测阶段（也可以称为精确检测阶段）。
一些算法将详细检测阶段详细的划分为两个阶段：①逐步求精，在初步检测的基础上进一步继续将检测的范围缩小；②精确求交，在“逐步求精”的基础上，对所建的模型进行相交测试，详细的测试出潜在的相交区域。
二是由于现实工程中的需要，碰撞检测算法得到了很好的发展和创新，因此产生了很多碰撞检测算法如图1所示。
碰撞检测算法大体上可以分为基于物体空间的碰撞检测算法和基于图像空间的碰撞检测算法。
在基于物体空间的碰撞检测算法中又分为采用一般表示模型的碰撞检测算法和采用空间结构碰撞检测算法。
采用采用空间结构碰撞检测算法包括空间剖析法和层次包围体法。
这里将主要介绍空间结构碰撞检测算法。
层次包围盒法：直接对两个物体对象的几何体执行碰撞测试，其计算过程代价过于高昂，尤其是当物体包含许多个多边形的时候。
为了减少计算消耗，在几何相交测试之前，通常先执行物体的包围体测试。
层次包围盒方法的基本思想是用一个简单的包围盒将复杂不规则的几何对象围住，当两个对象作碰撞检测时，如果对象的包围盒不相交，则对象肯定不相交。
包围盒碰撞检测的原理
包围盒碰撞检测的原理
3. 包围盒的比较：对于需要进行碰撞检测的两个物体，比较它们的包围盒是否相交。这可 以通过检查包围盒的位置关系和参数来实现。如果两个包围盒相交，那么物体之间可能存在 碰撞；如果两个包围盒不相交，那么物体之间一定没有碰撞。
包围盒碰撞检测的原理
包围盒碰撞检测几何形状（称为包围盒）来近似表示复杂的物体，从而减少计算量。
以下是包围盒碰撞检测的原理：
1. 包围盒的选择：对于每个物体，选择一个简单的几何形状（如立方体、球体或轴对齐的 矩形），将其作为物体的包围盒。包围盒应该尽可能地紧密地围绕物体，以减少误判。
4. 碰撞检测的细化：如果包围盒相交，可以进一步细化碰撞检测，以确定物体之间的具体 碰撞点或碰撞深度。这可以使用更复杂的算法，如分离轴定理、球体碰撞检测或包围盒层次 结构等。
包围盒碰撞检测的优点是简单高效，适用于大规模物体的碰撞检测。然而，它也存在一定 的误判和精度损失，因为包围盒只是对物体的近似表示。因此，在实际应用中，需要根据具 体情况选择合适的包围盒类型和算法，并进行适当的优化和调整。
基于包围盒的碰撞检测算法
ｍｅ ｓ ｒ ｉ ｆｒ ｔ ｎ ｃ ｎ ｅ ｉｎ ｌ ｍｅ ｈ ｎ ｅ ｆ ｃ ｌ ｄ ｎ ａ ｄ ｅ ｐ ｎ ｉ ｇ ｅ ｌ ｇ ａ ｕ ｅ ｎｏ ｍａｉ ｏ ｖ ｎ ｅ ｔ ｏ ｙ， ｔ ｔ ｅ ｅ ｄ ｏ ｏ ｌ ｉ ｇ ｎ ｒ ｓ ｏ ｄ ｎ ｄ ａ ｉ ． Ｔ ｉ ｔｕｙ ｉ ｎ ｈ ｓ ｒ ｌ ｍａ ｅ ｉｕ ｌ ｄ ｖｓ ａ
基于包 围盒的碰撞检测算法
王立文 ， 璧瑶 ， 刘 韩俊 伟
（ 国 民航 大学 航 空地 面特 种设 备 研 究基 地 ， 中 天津 ３０ ０ ） ０ ３０
摘 要 ： 细 分 析 比较 了基 于 包 围盒 的 碰 撞检 测 算 法 中的 轴 向 包 围盒 法 、 向 包 围盒 法 、 详 方 离散 方 向 多面 体 法 的 检 测 原 理
Ｓ ｒ ｅ ｆ Ｂｏ — ｓ ｄ Ａｌ ｏ ｉｈ ｓ ｆ ｒ Ｃｏ ｌ ｉ ｎ Ｄｅ ｅ ｔｏ ｕ ｖ ｙ ｏ ｘ Ｂａ ｅ ｇ ｒｔ ｍ ｏ ｌ ｓｏ ｔ ｃ ｉ ｎ ｉ
ＷＡＮＧ Ｌ — ｅ Ｌ Ｕ Ｂｉ ａ ＨＡＮ ｕ — ｅ ｉ ｎ， Ｉ － ｏ， ｗ ｙ Ｊｎｗ ｉ
和检 测 效 率 ， 改进 了轴 向 包 围盒碰 撞 检 测 算 法 ， 出利 用 简化 包 围盒 边 缘 节 点 实现碰 撞检 测 的 新 设 想 ， 可行 并 提 其
性 已被 初 步试 验 证 实。 仅 显 著提 高 了碰撞 检 测 的速 度 ， 且 可 以 便捷 地 得 到 更 为 详 细 的碰 撞 检 测 信 息 ， 不 而 满足 了 进 一 步进 行 碰 撞 响 应 处理 的 需要 ， 飞行 模 拟 机 的视 景 系统 能 够 实 时 、 确地 检 测 出虚 拟 物 体 间 的碰 撞 。 使 准 关 键 词 ： 撞 检 测 ； 围盒 ； 碰 包 飞行 模 拟机 ； 算法 中图 分 类号 ： ２ ４１ Ｖ４． 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ １５ ０ （０ ７ ０ — ０ ６ ０ １０ — ０ ０ ２０ ）４ ０ １— ４
基于包围盒的碰撞检测数控加工仿真
基于包围盒的碰撞检测数控加工仿真摘要针对数控加工仿真的特点，包围盒算法和检测步骤一步一步采用。
首先，粗糙检测的实现，和许多物体不明显相交，快速排除；然后，进一步进行检测，这一步进一步检测可能相交的对象，和检查潜在的干扰部分从相交的对象；最后，进行微妙的检测，这一步判断是否有检测基本元素的状态碰撞（三角形单元）的对象。
检测实例证明了本文算法能保证检测精度，提高检测效率，满足数控加工仿真实时性的要求。
1。
简介碰撞检测[1-3]是广泛应用于计算机图形学，计算机动画，CAD / CAM，所有人机交互的虚拟现实系统，等等。
碰撞检测算法主要包括：基于包围盒的碰撞检测算法，基于碰撞检测算法对距离的计算，基于Voronoi图的碰撞检测算法等。
在那些算法，基于包围盒的碰撞检测算法[ 4，5 ]是最广泛的应用方法。
虽然包围盒法有缺陷的不精确，与其他两种方法比较，它的优点是广泛的应用范围和适应性强，可适用于碰撞各种多面体的检测。
其他两种算法只能检测之间的碰撞凸多面体，虽然他们可以使用一些特殊的方法来实现凹的碰撞检测多面体，其计算时间很长，这与仿真系统的实时性的冲突。
碰撞检测是数控加工仿真[ 6 ]的重要内容。
一旦碰撞发生，轻微的后果是，刀具和工件将被破坏，而严重的结果是，工作台表面，主轴与机床将受损。
在数控加工仿真过程中，如果物体的碰撞检测是不断运动（例如工具），加工过程显示和碰撞检测应该同步实施。
所以，在数控加工仿真中的碰撞检测需要很高的检测速度快、实时性强。
在对数控加工仿真的特点，开发了碰撞检测算法在本文中，基于包围盒的碰撞检测的实现。
2。
包围盒的检测方法包围盒算法的基本思想是将边框的对象将被检测分别，然后交叉操作的包围盒的实现。
当包围盒相互交叉，物体的包围盒相交时被包围盒做的可能；不相互交叉，物体的包围盒笼罩不相交。
因此，许多几何对象和部分不相交，可以排除，而相交的部分可以发现快速。
包围盒算法包括：轴向包围盒（AABB），方向包围盒（OBB），球，固定方向凸包（FDH），等，如图1所示。
obb碰撞检测算法原理
基于obb的碰撞检测算法原理概述在计算机图形学和物理引擎中，碰撞检测是一项重要的技术，用于判断两个或多个物体是否发生了碰撞。
而obb（Oriented Bounding Box）是一种常用的包围盒形状，它可以用来近似表示一个物体的形状，并且相比于其他包围盒形状更加紧凑。
基于obb的碰撞检测算法利用obb包围盒来检测两个物体之间是否发生了碰撞。
本文将详细介绍obb碰撞检测算法的原理及实现方法。
碰撞检测原理obb碰撞检测算法主要分为两个步骤：obb变换和obb之间的分离轴测试。
1. obb变换首先，我们需要将每个物体的包围盒转化为一个与世界坐标系无关（即与旋转、缩放无关）的局部坐标系。
这样做是为了简化计算和提高效率。
对于每个物体，我们可以通过以下步骤来进行obb变换： 1. 计算物体的包围盒中心点。
2. 计算物体相对于包围盒中心点的坐标。
3. 计算物体的包围盒的旋转角度。
4. 计算物体的包围盒的缩放比例。
通过这些计算，我们可以得到每个物体在局部坐标系下的obb包围盒。
2. 分离轴测试obb之间的分离轴测试是obb碰撞检测算法的核心部分。
它用于判断两个obb之间是否存在一个分离轴，如果存在，则说明两个obb不相交，即没有发生碰撞。
对于每一对obb（A和B），我们需要检查以下情况： 1. 对于A和B来说，它们各自的三个主轴（也可以是其他合适的轴）是否是分离轴。
2. 对于A和B来说，它们各自的三个边界框面（也可以是其他合适的面）是否是分离轴。
3. 对于A和B来说，它们各自的九个边界框边（也可以是其他合适的边）是否是分离轴。
如果在任何一个情况下都找到了一个分离轴，则说明两个obb不相交。
否则，它们发生了碰撞。
3. 分离轴测试详解a) 主轴测试对于主轴测试，我们需要判断obb的主轴是否是分离轴。
obb的主轴是obb包围盒的三个坐标轴，即x轴、y轴和z轴。
为了判断两个obb之间的碰撞，我们需要检查以下情况： 1. 对于A和B来说，它们各自的x轴是否是分离轴。
包围盒碰撞检测算法
包围盒碰撞检测算法
想象一下，每个东西在游戏里都有一个看不见的小盒子把它包起来。
就像马里奥，他周围有一个小小的隐形盒子，金币也有一个小盒子。
当这两个小盒子碰到一起的时候，游戏就知道，哦，马里奥碰到金币啦。
再举个例子吧，像我们玩愤怒的小鸟。
那些小鸟在天空中飞呀飞，那些小绿猪在它们的小房子里躲着。
小鸟和小房子还有小绿猪都有自己的包围盒。
小鸟飞着飞着，它的包围盒如果和小房子或者小绿猪的包围盒撞上了，就代表小鸟打到目标啦。
在电脑的世界里，程序会一直检查这些包围盒的位置。
比如说，一个小方块在屏幕上从左边往右边移，另外一个三角形在屏幕中间不动。
小方块的包围盒就一直在变位置，程序就不停地看这个小方块的包围盒有没有和三角形的包围盒碰到一起。
要是没有这个算法呀，游戏里的世界就乱套啦。
比如说，马里奥可能就直接穿过金币，根本拿不到啦。
愤怒的小鸟也会直接穿过小房子，打不到小绿猪，那游戏就一点都不好玩啦。
而且这个算法在很多地方都有用呢。
不只是游戏哦。
就像我们看的动画片里，那些小动物在森林里跑来跑去，它们之间的碰撞效果也是靠类似的方法来检测的。
如果一只小兔子撞到了一棵大树，也是因为它们各自有包围盒，当这些包围盒撞到一起，就有了碰撞的效果。
包围盒碰撞检测算法的优化
２００８，４４（１８）碰撞检测是计算机动画、物理仿真、计算几何、机器人学等研究领域的重要课题，是虚拟环境中必不可少的一部分。
在虚拟环境中，由于用户的参与和物体的运动，物体间经常会发生碰撞。
此时，为保证用户能以自然的方式与这个环境交互（包括感知环境并干预环境），并产生身临其境的虚幻感、沉浸感，就需要及时检测到这些碰撞、做出碰撞反应、更新绘制结果。
虚拟环境中通常包含大量物体，而且物体的形状复杂，检测这些物体之间的碰撞情况是一项非常耗时的工作。
由于虚拟现实系统是典型的限时计算、限时显示系统，这些物体的碰撞检测必须在很短的时间内完成，因此，碰撞检测实际上成了虚拟环境及其他实时仿真系统的瓶颈［１，２］。
目前，国内外的学者对虚拟环境下的碰撞检测进行了深入的研究，并提出了空间分解（ｓｐａｃｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、时空包围盒法、距离跟踪法、层次包围盒（ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃｂｏｕｎｄｉｎｇｖｏｌｕｍｅｓ）法等许多有效、可靠的检测算法［３－５］，其中，层次包围盒法是目前在虚拟环境中最常用的方法之一，其典型的算法有包围球（Ｓｐｈｅｒｅ）、轴向包围盒ＡＡＢＢ（Ａｘｉｓ－ＡｌｉｇｎｅｄＢｏｕｎｄｉｎｇＢｏｘ）、固定方向包围盒ＦＤＨ（ＦｉｘｅｄＤｉｒｅｃｔｉｏｎｓＨｕｌｌｓ）、方向包围盒ＯＢＢ（ＯｒｉｅｎｔｅｄＢｏｕｎｄｉｎｇＢｏｘ）、离散方向包围盒Ｋ－Ｄｏｐ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｐｏｌｙｔｏｐｅｓ）等。
然而，各类包围盒的应用都有一定的局限性，包围球一般适用于在三个坐标轴上分布比较均匀或经常发生旋转运动的几何体，但当对象发生变形时，很难从子结点的包围球合成父结点的包围球，只能重新进行计算。
在固定方向凸包ＦＤＨ中，当物体变形后，要通过重新计算变形叶节点的包围盒，然后严格按自底向上的顺序，由子结点的ＦＤＨ合成父结点的ＦＤＨ，而重新计算包围盒的计算量较大。
ＯＢＢ的重叠测试和节点修改耗费相对较高。
Ｋ－Ｄｏｐ包围盒是由平行平面对组成的包围盒，它是ＡＡＢＢ的推广和一般化，也必须在其所包含的物体发生旋转时进行更新。
三维物体碰撞检测包围盒算法分析
三维物体碰撞检测包围盒算法分析随着计算机技术的发展,人们对虚拟现实、分布式交互仿真的需求大大推动了计算机图形学的发展。
碰撞检测,特别是软体碰撞检测问题开始成为研究的热点。
主要介绍AABB(沿坐标轴的包围盒)和OBB(方向包围盒)算法两种常用包围盒技术,并从效率、难易程度等方面对其进行比较,结合AABB算法和OBB算法,提出一种改进算法,在一个具有大量静态对象的场景中,先利用AABB算法测试静态物体和动态物体的碰撞,然后通过AABB算法过滤后的动态物体则使用OBB 算法进行碰撞检测。
试验结果表明,该方法在进行精确的碰撞检测时,性能有明显的提高。
标签：虚拟现实;碰撞检测;AABB;OBB;包围盒1 算法思想包围盒算法是目前三维交互软件中常用的碰撞检测算法,其优点是能够实现快速碰撞检测。
在这里最具代表性的就是AABB算法和OBB算法。
1.1 轴平行包围盒AABB 算法AABB(Axis-Aligned Bounding Box)是进行碰撞检测的三维几何体的外接平行六面体,它的每条边都平行于坐标轴。
因此描述一个AABB包围盒只需要六个标量,在构造AABB时,要沿着物体的局部坐标系的轴向进行构造。
故由AA BB 构造的包围盒具有一致的方向。
图1给出了一个使用AABB包围盒的例子,它可以很简单确定包围盒的尺寸,AABB内的任意一点P(x,y,z)都需满足: 从AABB包围盒的构造过程分析,它的优点有以下几点:(1)构造难度低。
因为只需分别计算物体各个元素顶点的x、y、z坐标的最大值和最小值,如果一个顶点的个数为n,只需6n次比较运算。
(2)存储量很小。
只需6个浮点数。
(3)相交测试复杂度低。
由于立方体有六个面,所以只需在xy、xz、yz 三个面投影两个物体6个面,故只需计算6次即可。
(4)变形物体碰撞适用度较大。
与OBB算法相比其缺点是紧密性较差,尤其是对具有凹凸面的多面体,用AABB将留下很大空隙,导致大量的冗余包围盒相交测试。
基于包围盒和三角面片的碰撞检测优化算法
基于包围盒和三角面片的碰撞检测优化算法陈晨;张为民;褚宁【摘要】通过将碰撞干涉检测优化为粗检测和精检测两部分,粗检测采用改进的OBB层次包围盒算法,精检测采用基于三角形面片相交检测的优化算法,在保证运算精度的情况下提高碰撞检测速度.粗检测部分通过改进构造OBB层次包围盒的算法,在提高包围盒紧密性的同时改善包围盒树的存储结构；精检测部分通过运用一种基于三角形面片相交检测的优化算法,减少了算法总的计算量及所需变量数目,从而提高了系统的实时性.最后进行仿真测试,结果证明检测速度明显提高.%The text divided the collision detection into rough detection and precise detection.With the improved OBB bounding volume hierarchy algorithm and the optimization algorithm based on triangular facets being used in the detection,the method increased the detection speed in the case of ensuring the operation precision.In the rough detection part,the compactness of the bounding box and storage structure of the bounding box tree were made better by ameliorating the OBB bounding volume hierarchy algorithm; In the precise detection part,the text used the optimized triangle-triangle intersection algorithm,in this way the computation as well as the variable quantities were reduced and the real-time property of the system was improved.Finally a simulation test was carried out based on the algorithms,and the result proved that the detection speed was increased.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】4页(P73-76)【关键词】碰撞干涉检测;优化算法;层次包围盒;三角形面片【作者】陈晨;张为民;褚宁【作者单位】同济大学中德学院,上海200092;同济大学中德学院,上海200092;同济大学机械与能源工程学院,上海201804;同济大学机械与能源工程学院,上海201804【正文语种】中文【中图分类】TG659五轴数控机床相比普通三轴机床多出两个旋转自由度，因此更容易发生各部件之间的碰撞干涉，其碰撞干涉检测一直都是五轴数控加工中的关键难题之一［1］。
matlab六轴碰撞检测算法
matlab六轴碰撞检测算法碰撞检测算法在机器人控制中起到了至关重要的作用。
在工业自动化领域中，这一算法的应用能够有效避免机器人与周围物体或人员发生碰撞。
本文将介绍一种基于MATLAB的六轴碰撞检测算法。
六轴机器人通常由六个旋转关节组成，每个关节都由电机驱动。
由于机器人的工作空间可能与外部环境接触，因此需要设计一个碰撞检测算法，以确保机器人运动过程中不会发生不可预测的碰撞事故。
MATLAB是一种功能强大的数学软件，具有强大的数据处理和计算能力。
使用MATLAB编写碰撞检测算法可以提高开发效率和测试的可靠性。
首先，我们需要了解机器人的几何结构和运动学模型。
几何结构描述了机器人各个关节的位置、方向和连接方式，运动学模型描述了机器人各个关节之间的运动关系。
在MATLAB中，可以使用机器人工具箱（Robotics Toolbox）来创建机器人的几何结构和运动学模型。
该工具箱提供了许多函数和类，可以方便地进行机器人建模和运动学计算。
接下来，我们需要定义机器人的工作空间和障碍物。
工作空间是机器人能够实际运动的区域，障碍物是机器人运动过程中可能遇到的物体。
在MATLAB中，可以使用机器人工具箱提供的函数来定义工作空间和障碍物。
可以使用点云（Point Cloud）来表示障碍物的位置和形状。
然后，我们需要编写碰撞检测算法的核心部分。
一个简单但有效的碰撞检测算法是基于距离的方法。
该算法通过计算机器人的各个关节与障碍物之间的最短距离，来判断是否发生碰撞。
在MATLAB中，可以使用机器人工具箱提供的函数来计算机器人各个关节和障碍物之间的距离。
通过对每个关节和障碍物之间的距离进行判断，可以确定机器人是否与障碍物接触。
最后，我们需要在MATLAB中实现碰撞检测算法，并进行验证和测试。
可以使用机器人工具箱提供的仿真功能，在虚拟环境中模拟机器人的运动过程。
通过对机器人在不同情况下进行仿真和测试，可以验证碰撞检测算法的准确性和可靠性。
基于包围盒的碰撞检测算法研究
基于包围盒的碰撞检测算法研究碰撞检测是计算机图形学中常用的一种技术，它可以帮助计算机计算几何形体之间的相交性和碰撞性。
碰撞检测算法可以帮助计算机判断射线是否与几何形体相交，其中最常用的算法是基于包围盒的碰撞检测算法。
碰撞检测首先需要将物体分割成一系列简单的几何形体，并为每个几何形体构建一个包围盒。
一个包围盒是一个用于描述物体几何形状的盒子，它是该物体的最小空间，把它包围起来，并不需要物体的具体几何形状信息。
这些包围盒用于建立物体的模型，可以很容易地检测射线是否与物体有碰撞，而无需考虑物体的具体几何形状。
基于包围盒的碰撞检测算法的原理是，首先构建物体的包围盒模型，对射线和包围盒进行比较计算，接着将射线和物体的几何形状进行比较来判断射线和物体是否有交点。
由于只需要计算简单的几何形状，例如包围盒，而不需要考虑物体的具体复杂几何形状，所以基于包围盒的碰撞检测算法很快，计算量小，因此在计算机图形学中被大量使用。
包围盒的碰撞检测算法通常用于静态物体的碰撞检测，例如判断游戏角色是否碰撞到静态障碍物，这个障碍物的包围盒可以预先计算出来，游戏角色的位置只需要实时计算，就可以检测这两个物体是否有碰撞，从而达到游戏碰撞逻辑的控制。
另一个典型的应用是动态物体的碰撞检测，例如模拟一个射击游戏中子弹是否击中敌人，这些物体是动态的，子弹和敌人的位置是实时变化的，这时就需要计算子弹和敌人的实时位置，然后计算其包围盒模型，来判断它们是否相交。
基于包围盒的碰撞检测算法有很多优点，首先，它可以避免考虑复杂的几何形状，大大简化计算量；其次，它可以有效检测动态物体之间的碰撞；最后，它可以有效检测射线和几何形体之间的相交性。
但也要认识到这种算法可能存在一些误差，它并不能完美地判断射线和几何形体之间的相交性，这对游戏开发来说很重要，因为游戏中可能会存在几何形体穿插的情况。
综上所述，基于包围盒的碰撞检测算法是计算机图形学中常用的一种技术，它可以很容易地检测射线和几何形体之间的相交性，由于计算量小，因此被大量应用在游戏、虚拟现实和机器人等多个领域中，但也要认识到这种算法可能存在一些误差，尤其在游戏开发中更要注意。
matlab曲线包围包围面积
文章标题：深度剖析Matlab曲线包围包围面积的计算方法和应用Matlab曲线包围包围面积，是指在Matlab软件中对曲线所包围的区域进行面积计算。
这一概念在工程、数学、物理等领域都有着重要的应用价值，对于曲线特征的描述和区域面积的计算具有重要意义。
下面我们将从简单到复杂，由浅入深地探讨Matlab曲线包围包围面积的计算方法和应用。
1. Matlab曲线包围包围面积的基本概念曲线包围包围面积是指在给定的曲线图形下方，横坐标范围内所包围的面积。
在Matlab中，可以通过数值积分的方法进行计算。
对于给定的曲线函数y=f(x)，面积可以表示为∫[a,b]f(x)dx。
这个基本概念是我们后续讨论的基础，通过数值积分的方法可以比较准确地计算曲线包围包围面积。
2. Matlab曲线包围包围面积的计算方法在Matlab中，可以使用内置的数值积分函数进行曲线包围包围面积的计算。
可以使用trapz函数对给定的曲线数据进行数值积分，得到曲线包围包围面积的估计值。
还可以使用quad和integral等函数进行数值积分，得到更精确的计算结果。
3. Matlab曲线包围包围面积的应用曲线包围包围面积的计算在工程和科学研究中有着广泛的应用。
在土木工程中可以用来计算地形曲线所包围的土地面积；在物理学中可以用来计算曲线所包围的空间面积等。
曲线包围包围面积的计算还可以用在统计学分布函数的计算和概率密度函数的估计中。
可以说，在各个领域都有着曲线包围包围面积的应用价值。
4. 个人观点和理解从我个人的角度来看，Matlab曲线包围包围面积的计算方法和应用十分重要。
在我的工作中，经常需要对一些曲线所包围的区域进行面积计算，Matlab提供了便利的数值积分工具，使得这一计算变得相对简单和准确。
曲线包围包围面积的应用也为工程和科学研究提供了有力的工具和支持，有助于更好地理解和描述曲线特征和区域面积。
总结回顾Matlab曲线包围包围面积的计算方法和应用十分重要。
JSHTML5游戏常用算法之碰撞检测包围盒检测算法详解【凹多边形的分离轴检测算法】
JSHTML5游戏常⽤算法之碰撞检测包围盒检测算法详解【凹多边形的分离轴检测算法】本⽂实例讲述了JS/HTML5游戏常⽤算法之碰撞检测包围盒检测算法。
分享给⼤家供⼤家参考，具体如下：概述分离轴定理是⼀项⽤于检测碰撞的算法。
其适⽤范围较⼴，涵盖检测圆与多边形，多边形与多边形的碰撞；缺点在于⽆法检测凹多边形的碰撞。
本demo使⽤Js进⾏算法实现，HTML5 canvas进⾏渲染。
详细⼀、准备⼯作，熟悉分离轴定理算法原理从根本上来讲，分离轴定理（以及其他碰撞算法）的⽤途就是去检测并判断两个图形之间是否有间隙。
分离轴定理中⽤到的⽅法使算法本⾝显得⼗分独特。
我所听到过分离轴定理的最好类⽐⽅式是这样的：假想你拿⼀个电筒从不同的⾓度照射到两个图形上，那么会有怎样的⼀系列的阴影投射到它们之后的墙壁上呢？如果你⽤这个⽅式从每⼀个⾓度上对这两个图形进⾏处理，并都找不到任何的间隙，那么这两个图形就⼀定接触。
如果你找到了⼀个间隙，那么这两个图形就显⽽易见地没有接触。
从编程的⾓度来讲，从每个可能的⾓度上去检测会使处理变得⼗分密集。
不过幸运的是，由于多边形的性质，你只需要检测其中⼏个关键的⾓度。
你需要检测的⾓度数量就正是这个多边形的边数。
也就是说，你所需检测的⾓度最⼤数量就是你要检测碰撞的两个多边形边数之和。
举个例⼦，两个五边形就需要检测10个⾓度。
这是⼀个简易但⽐较啰嗦的⽅法，以下是基本的步骤：步骤⼀：从需要检测的多边形中取出⼀条边，并找出它的法向量（垂直于它的向量），这个向量将会是我们的⼀个“投影轴”。
步骤⼆：循环获取第⼀个多边形的每个点，并将它们投影到这个轴上。
（记录这个多边形投影到轴上的最⾼和最低点）步骤三：对第⼆个多边形做同样的处理。
步骤四：分别得到这两个多边形的投影，并检测这两段投影是否重叠。
如果你发现了这两个投影到轴上的“阴影”有间隙，那么这两个图形⼀定没有相交。
但如果没有间隙，那么它们则可能接触，你需要继续检测直到把两个多边形的每条边都检测完。
碰撞检测中的包围盒方法
碰撞检测中的包围盒方法
何伟; 李勇; 苏虎
【期刊名称】《《重庆理工大学学报（自然科学版）》》
【年(卷),期】2007(021)012
【摘要】讨论了当前虚拟环境中应用比较广泛的2类碰撞检测算法——空间剖分法和层次包围盒法.重点对层次包围盒算法中的轴向包围盒(AABB)法、方向包围盒(OBB)法和固定方向凸包包围盒(FDH)法从包围盒的构建、相交检测等方面做了详细分析,并从计算复杂度、适用范围等方面对这3类方法进行了比较.
【总页数】5页(P148-152)
【作者】何伟; 李勇; 苏虎
【作者单位】西南交通大学电气工程学院成都 610031
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.7
【相关文献】
1.自适应椭球包围盒改进织物碰撞检测方法 [J], 唐勇;杨偲偲;吕梦雅;张明敏;潘志庚
2.用混合包围盒优化碰撞检测方法 [J], 宁涛;郭晨;张升文
3.基于AABB的四维时空层次包围盒碰撞检测方法 [J], 方彬;王竹林;郭希维
4.碰撞检测中的层次包围盒方法 [J], 魏迎梅;王涌;吴泉源;石教英
5.碰撞检测中的包围盒方法 [J], 何伟;李勇;苏虎
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
MATLAB包围盒碰撞检测算法
1. 简介
MATLAB包围盒碰撞检测算法是一种用于计算机图形学和计算机动画
中的重要算法。
它主要用于检测两个三维对象之间是否相互碰撞，通
过使用包围盒来近似表示物体的位置和形状，从而减少计算量和提高
碰撞检测的效率。
2. 算法原理
MATLAB包围盒碰撞检测算法的基本原理是将每个三维对象用一个包
围盒来近似表示。
包围盒通常是一个矩形立方体，它完全包围住了物体，但不一定和物体的形状完全吻合。
通过比较两个包围盒之间的位
置关系，可以快速判断出它们之间是否可能存在碰撞。
3. 算法步骤
在MATLAB中，实现包围盒碰撞检测算法通常包括以下步骤：
- 定义包围盒：将每个三维对象用一个包围盒来近似表示，通常使用最小包围盒或轴对齐包围盒。
- 碰撞检测：比较两个包围盒之间的位置关系，判断它们是否相互碰撞。
- 碰撞响应：如果发生碰撞，可以根据碰撞的情况进行相应的处理，比如改变物体的运动状态或触发碰撞效果。
4. 深入理解
MATLAB包围盒碰撞检测算法的优势在于它能够快速地进行碰撞检测，尤其适用于复杂的三维场景。
通过近似表示物体的形状，不仅可以减
少计算量，还可以简化碰撞检测的流程。
然而，包围盒碰撞检测算法
也存在一定的局限性，当物体的形状非常不规则时，可能会导致碰撞
检测的误判。
5. 个人观点和理解
我认为MATLAB包围盒碰撞检测算法在计算机图形学和计算机动画领域具有非常重要的应用价值。
它可以帮助我们快速准确地判断物体之
间是否发生碰撞，为虚拟场景的构建和动画效果的实现提供了重要支持。
在实际应用中，我们可以根据具体的场景和要求选择不同类型的
包围盒，并结合其他碰撞检测算法进行综合应用，以达到更精确的碰
撞检测效果。
6. 总结回顾
通过本文的介绍，我深入理解了MATLAB包围盒碰撞检测算法的原理和实现步骤，以及它的优势和局限性。
我对这个算法的应用场景和重
要性有了更清晰的认识，并且深刻理解了碰撞检测在计算机图形学和
计算机动画中的重要作用。
在今后的学习和工作中，我将会进一步探
索碰撞检测算法的相关知识，以提升自己在计算机图形学领域的专业
能力。
MATLAB包围盒碰撞检测算法是计算机图形学和计算机动画领
域中非常重要的算法之一。
它主要用于检测三维场景中物体之间是否
发生碰撞，并且通过使用包围盒来近似表示物体的位置和形状，以减
少计算量和提高碰撞检测的效率。
在实际工程中，这个算法有着广泛
的应用，可以用于虚拟现实、电子游戏、计算机辅助设计等领域。
在计算机图形学和计算机动画中，碰撞检测是一个非常重要的问题。
在虚拟场景中，物体之间的碰撞是一种常见的物理现象，比如两个物
体相互接触或者相互穿过。
为了模拟真实世界中的物理行为，我们需
要快速准确地判断物体之间是否发生碰撞，以便在动画中正确地展示
物体的行为。
MATLAB包围盒碰撞检测算法的原理是使用包围盒来近似表示物体的
位置和形状。
包围盒通常是一个矩形立方体，它可以完全包围住物体，但不一定和物体的形状完全吻合。
通过比较两个包围盒之间的位置关系，可以快速判断出它们之间是否可能存在碰撞。
这种方法大大减少
了计算量，提高了碰撞检测的效率。
在MATLAB中实现包围盒碰撞检测算法通常包括以下步骤：需要定义每个三维对象的包围盒，通常使用最小包围盒或轴对齐包围盒。
通过
比较两个包围盒之间的位置关系，判断它们是否相互碰撞。
根据碰撞
的情况进行相应的处理，比如改变物体的运动状态或触发碰撞效果。
虽然MATLAB包围盒碰撞检测算法在大多数情况下表现出色，但它也存在一定的局限性。
当物体的形状非常不规则时，可能会导致碰撞检
测的误判。
在实际应用中，我们需要根据具体情况选择合适的碰撞检
测算法，并对其进行合理的调整和优化，以达到更精确的碰撞检测效果。
个人观点和理解上，我认为MATLAB包围盒碰撞检测算法在计算机图形学和计算机动画领域的应用前景非常广阔。
它不仅可以帮助我们快速准确地模拟物体之间的碰撞行为，还可以为虚拟场景的构建和动画效果的实现提供重要支持。
在实际应用中，我们可以根据具体的场景和要求选择不同类型的包围盒，并结合其他碰撞检测算法进行综合应用，以达到更精确的碰撞检测效果。
MATLAB包围盒碰撞检测算法在计算机图形学和计算机动画领域具有重要的应用价值。
通过近似表示物体的形状，它能够快速准确地判断物体之间是否发生碰撞，从而为虚拟场景的构建和动画效果的实现提供了重要支持。
在今后的学习和工作中，我将会进一步探索碰撞检测算法的相关知识，加强对其原理和实现步骤的理解，以提升自己在计算机图形学领域的专业能力。