现有大多数碰撞检测方法仅能通过包围盒检测出发生碰撞的零部件,无法给出具体干涉量实现精确检测。飞机部件点云数据在CATIA中进行装配和碰撞检测,可以提前发现配合问题指导后续装配,大幅提高飞机生产效率。鉴于此提出一种飞机插配部件装配的碰撞检测方法。首先对零部件装配特征进行特征识别及坐标转换,利用包围盒法确定移动部件运动过程中的初步干涉关系,再用三维求交法计算出移动部件与固定部件的精确渗透深度,给出干涉分布。最后通过CAA二次开发展示了该方法的有效性。

降采样是三维点云预处理过程中的重要环节,体素网格法是一种被广泛使用的降采样方法。针对体素网格降采样方法存在着采样点分布不均匀的问题,提出了一种新的体素网格降采样方法。首先对点云建立轴向包围盒,然后以某一个等分距离对包围盒沿x,y,z轴三个方向的边进行等分,使得每一个体素近似为一个正方体,然后计算每一个体素内所有点的重心,并将其作为该体素的采样值。实验结果表明,当点云包围盒在x,y,z轴三个方向的边长相差非常悬殊时,该方法比传统的体素网格法获取的点云分布更均匀,而且该方法的计算效率比传统的体素网格法更高。

为保障双机械臂在公共活动空间的安全性,提出了一种准确高效的碰撞检测算法。采用球体和胶囊体包围盒简化机械臂模型,根据包围盒之间的相交情况判断是否发生碰撞。通过二次投影法实现快速检测,将包围盒投影为线段,若投影线段未重叠则包围盒未相交;若投影线段有重叠,则将问题进一步转化为空间点到点、点到线段、线段到线段的最短距离求解。通过仿真软件和实体机械臂实验平台对算法进行了分析,结果说明,该算法检测效率高,可直接植入机械臂控制器程序中,满足安全性需要。

使用OpenGL图形库中的图形函数，设计出六自由度并联坐标测量机的虚拟样机。在此基础上对其运动过程采用包围盒算法进行碰撞检验，给出了具体的碰撞检验算法，完成了算法编程并对其进行了仿真。该算法缩短了碰撞检验时间，提高了视景屏幕的刷新率，进一步增强了虚拟样机系统的真实感和用户的沉浸感。

光线投射算法作为经典的像序体绘制算法被广泛应用于医学领域。针对光线投射算法在手术模拟中绘制速度慢、不能满足实时交互操作要求的问题,结合各学者提出的各种改进算法的优点,提出了一种基于最大熵阈值分割和包围盒划分的体绘制加速算法,算法通过二维最大熵阈值分割、包围盒划分、八叉树数据格式存储最大限度地滤去无效体素,从而提高了光线投射算法绘制速度。实验结果表明,提出的改进算法与传统光线投射算法相比在绘制速度上可以提高3倍以上,基本满足了实时绘制的要求。