碰撞检测问题研究综述

软件学报/990517

软件学报

JOURNAL OF SOFTWARE

1999年 第10卷第5期Vol.10 No.5

1999

碰撞检测问题研究综述

王志强　洪嘉振　杨辉

摘要 物体之间的干涉和碰撞检测在图形学、仿真、动画和虚拟现实等技术中得到广泛的研究，具 有很重要的意义.文章从平面中的可碰撞问题、可移动性问题、最初碰撞点的检测问题、三 维空间中可碰撞问题以及碰撞规避问题等几方面对碰撞问题的研究和发展作了一个较全面的 综述，并对碰撞检测算法的效率和可靠性的提高提出3点建议. 关 键 词　干涉，碰撞，路径规划，扫描体，空间分解.

中图法分类号　TP391

A Survey of Collision Detection Problem

WANG Zhi-qiang HONG Jia-zhen YANG Hui

School of Civil Engineering and Mechanics Shanghai Jiaotong Uni versity Shanghai 200030 Abstract The interference and collision detection problem among objects is widely studied in graphics, simulation, animation and virtual reality technologies etc., and h as great signification.

A comprehensive survey of study and development of colli sion problem is given in the field of the collision detection, the movable distr ict and the first collision part in 2D and the collision detection and collision avoidance in 3D.

Key words　Interference, collision, path planning, swept solids, space partitioning.

随着计算机图形学、仿真技术和硬件技术的发展，用高质量的计算机动画来对现实世界进行 模拟与再创造已成为可能.很多专家和学者都研究了在动画演示与模拟中的一个很重要的问 题--物体之间的干涉和碰撞，并在理论和实际方面提出了许多有重要价值的研究结果.图 形移动时的碰撞检测问题在计算机图形学、CAD/CAM、动态系统模拟、机器人学以及实时干 涉布局等问题中都有着广泛的应用.

碰撞问题牵涉到碰撞检测和碰撞响应两部分内容.由于碰撞响应问题属于力学的研究领域， 故本文主要对碰撞检测问题的研究与发展过程作一个较全面的综述.碰撞问题的具体应用很 广泛，例如,虚拟环境应用中的飞行员和宇航员的培养与训练、机器人的路径规划和学习、 交互式动画系统、服装CAD中衣物与人体躯干的配合等.碰撞检测问题按运动物体所处的空间 可分为二维平面碰撞检测和三维空间碰撞检测.由于平面物体的构造都可用多边形来表示， 故其检测算法相对要简单一些；而三维物体的构造比较复杂，所以,其碰撞检测算法也比较 困难.

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