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《天津大学》 2004年
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基于GPU流计算模式的非凸体碰撞检测算法的研究

刘新凯  
【摘要】:在机器人、虚拟现实及CAD/CAM等领域中,物体之间的碰撞检测是一个关键问题,其基本任务是确定两个或多个物体彼此是否发生接触或穿透。本论文在分析总结国内外各种碰撞检测算法的基础上,利用图形硬件的流计算优势,把非凸体转为三角形面片结构,映射到GPU的Fragment shader中进行碰撞检测计算,取得了较好的效果,为GPU图形硬件通用计算的发展做出了一定的贡献。同时还针对NURBS曲面的细分和修剪进行了分析应用,为进一步的深入研究打下了良好基础。 本课题是四川绵阳异形工件检测项目的一部分,围绕着对孔、槽、腔、涡轮等非凸异形工件的碰撞检测问题,主要进行了以下研究工作: 1.设计解析多种数据文件的框架,并实现了针对3DS格式文件的数据读取和场景绘制。 2.在介绍GPU图形硬件及开发语言的基础上,把分离轴检测算法映射到Fragment shader中,实现了基于GPU流计算模式的非凸体碰撞检测算法。 3.针对NURBS曲面的细分和修剪问题,分析比较了三种实现方法,并在tNURBS库的基础上进行扩充修改,初步实现了NURBS曲面的细分修剪要求。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TG806

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王欣;林远山;卢军;孔维东;;基于OpenGL的三维引擎SR的设计与实现[J];石油化工建设;2008年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 韩元利;基于GPU编程的虚拟自然环境技术研究[D];武汉大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 田园;基于CUDA的并行碰撞检测算法研究[D];兰州大学;2011年
2 陈承收;基于云模型与GPU缓存技术的快速碰撞检测算法研究[D];长春工业大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张利波,周济;Trimmed 曲面的隐藏线消除算法[J];华中理工大学学报;1998年05期
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1 李春;三坐标测量机的曲面匹配与测头半径修正[D];天津大学;2003年
【共引文献】
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1 刘强;利用快速刀具伺服车削光学自由曲面的研究[D];吉林大学;2012年
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1 吴伟;在机检测系统检测精度分析与研究[D];武汉理工大学;2011年
2 徐亮胜;复杂曲面零件的在线检测误差评定与补偿方法研究[D];广东工业大学;2011年
3 刘东超;弧齿锥齿轮真实齿面的测量重构及啮合性能分析[D];河南科技大学;2011年
4 武志超;基于三维微触觉测头的纳米坐标测量系统[D];天津大学;2012年
5 吕罕聪;螺旋锥齿轮测量方法研究[D];西安理工大学;2007年
6 夏清飞;基于少量散乱数据的复杂曲面重构技术研究[D];武汉理工大学;2008年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马骏,朱衡君;基于动态纹理和粒子系统的喷泉模拟[J];北京交通大学学报;2005年01期
2 张俊霞;三维地形可视化及其实时显示方法概论[J];北京测绘;2001年02期
3 詹发新;地形可视化的进展与评述[J];北京测绘;2004年02期
4 吴永兴,李霖,胡静妍,姜文亮;基于纹理映射技术的地形可视化[J];北京测绘;2005年03期
5 宿红毅,战守义,陈谊;面向仿真的虚拟现实开发平台的设计[J];北京理工大学学报;2001年01期
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10 唐中实;王淑伟;尹平;谢喆;张肃;朱贤泽;;基于GML3.0与Direct3D的三维地形可视化研究与实现[J];测绘科学;2006年01期
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1 魏迎梅;虚拟环境中碰撞检测问题的研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
2 王天柱;变形物体碰撞检测技术研究[D];吉林大学;2006年
3 王祎;虚拟现实中碰撞检测关键技术研究[D];吉林大学;2009年
4 赵伟;基于并行的快速碰撞检测算法研究[D];吉林大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘峰;GPU加速的云的生成和动态模拟[D];浙江大学;2005年
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3 江峰;3D游戏引擎研究与实现[D];浙江大学;2005年
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5 于守秋;基于GPU的实时视频艺术风格化系统[D];大连理工大学;2006年
6 冯中心;基于GPU的大规模点模型实时渲染技术[D];浙江大学;2006年
7 黄通浪;基于GPU的自由曲面快速绘制[D];浙江大学;2006年
8 韩元利;大区域DEM数据处理及其三维可视化应用[D];武汉大学;2004年
9 王超;3D游戏引擎场景渲染技术的研究与实现[D];武汉理工大学;2006年
10 刘晓华;基于开源图形库的游戏引擎研究与实现[D];浙江大学;2006年
【二级引证文献】
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1 周杨;深空测绘时空数据建模与可视化技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘晓亮;三维数字地形模型的建立与地形分析方法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 孙磊;图形引擎中大规模海洋的实时渲染与交互技术研究与实现[D];电子科技大学;2011年
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4 肖笛;电子对抗中三维仿真关键技术的研究与实现[D];南京航空航天大学;2010年
5 杨敏;大规模水的动画和实时渲染技术[D];青岛大学;2011年
6 韩俊;基于三维仿真的空间可视分析研究与实现[D];解放军信息工程大学;2011年
7 何辰;树木建模与实时渲染技术研究[D];青岛大学;2009年
8 张倩;雪场景的真实感形态建模和实时性绘制研究[D];燕山大学;2010年
9 倪明涛;室外三维虚拟场景编辑器的研究与实现[D];电子科技大学;2009年
10 林一;三维场景编辑器的设计和实现[D];电子科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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2 陈海燕,陈祥熙,陆淳豪;三维坐标中测量曲面的定位[J];光学仪器;2000年06期
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5 侯宇,崔晨阳,张竞,李刚;三坐标测量机上自由型曲面的精确测量[J];宇航计测技术;1999年06期
6 卢红,张仲甫;测头半径补偿的方法[J];组合机床与自动化加工技术;2001年10期
【相似文献】
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2 李芙玲,张瑾;碰撞检测技术研究[J];华北科技学院学报;2004年02期
3 吴彦鹏,张建民,伍贤和,朱均;一种面向虚拟装配的分层碰撞检测方法研究[J];机械设计与制造;2003年06期
4 李吉平,刘华明,任秉银;基于空间分层索引模型的数控加工碰撞检测法[J];制造技术与机床;1999年11期
5 蒋英兰,王大镇,韩荣第,李吉平;分层索引模型的NC程序碰撞检测新方法[J];华侨大学学报(自然科学版);2002年02期
6 聂卉;柔性织物曲面的碰撞检测[J];中山大学学报(自然科学版);2004年01期
7 李吉平;耿梦;施殿波;朱华伟;;CRT工业机器人控制代码的碰撞检测[J];大连工业大学学报;2009年01期
8 龚捷;陈汶滨;贾月乐;陈智;;GPU技术实现钻井模拟器中的电影级光照[J];黑龙江科技信息;2007年21期
9 王立文;刘璧瑶;韩俊伟;;基于包围盒的碰撞检测算法[J];中国民航大学学报;2007年04期
10 熊继鹏;张俊;娄联堂;;基于多智能体的交通控制仿真系统[J];武汉工程大学学报;2010年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王一博;常旭;刘伊克;;时域多尺度波形反演方法的GPU实现[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
2 赵羲;刘毅锟;闫兆婵;孙曼;;基于图形硬件的深空目标光学实时成像仿真[A];中国测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
3 王立权;吴健荣;刘于珑;;蒸汽发生器检修机器人碰撞检测研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 蔡鹏;赵伟;任大鹏;;行人仿真系统中的碰撞检测与避让[A];工程设计与计算机技术:第十五届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C];2010年
5 姚长利;汤东阳;张晨;郑元满;刘浩军;薛典军;;三维地质建模中几何形体碰撞检测的图形分析技术[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
6 孙海龙;隋允康;叶红玲;刘晓迪;;可编程图形硬件加速汽车前纵梁优化设计[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
7 周颖慧;邹沐昌;荆雷;;虚拟环境中碰撞检测问题的分析与智能虚拟人控制的研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
8 邵引平;李瑞鹏;;WTK环境下的碰撞检测算法的应用[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年
9 周友行;邹湘伏;何清华;;多臂机器人关节间的碰撞检测研究[A];中国工程机械学会2003年年会论文集[C];2003年
10 刘松林;刘晓平;廖祝华;;基于VR-CAD的碰撞检测方法在EAST三环套装虚拟仿真中的应用[A];全国第13届计算机辅助设计与图形学(CAD/CG)学术会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 ;GPU市场Q2创八年最大增幅[N];计算机世界;2009年
3 本报记者 宋家雨;GPU还是CPU? 高性能计算的一个问题![N];网络世界;2010年
4 电脑报 朱文利;GPU助力,高性能计算机“异构化”[N];电脑报;2009年
5 本报记者 霍光;GPU计算逐渐大规模商用[N];中国计算机报;2009年
6 游讯;图形处理器GPU[N];人民邮电;2011年
7 记者 刘欢;全国首个GPU计算应用测试中心在京成立[N];北京日报;2011年
8 李大庆;首套分布式GPU超级计算系统启用[N];中国技术市场报;2010年
9 杨锋磊,周树远;“双碰”:安全标准的安全隐忧[N];中国经营报;2006年
10 本报记者 霍光;CPU集成GPU挑战主板设计[N];中国计算机报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李建明;基于GPU加速的实时虚拟鱼系统[D];大连理工大学;2007年
2 熊玉梅;虚拟环境中物体碰撞检测技术的研究[D];上海大学;2011年
3 葛子厚;基于GPU动态误差度量的大规模地形绘制方法[D];吉林大学;2012年
4 郑杰;基于GPU的高质量交互式可视化技术研究[D];西安电子科技大学;2007年
5 邹华;基于可编程GPU的体绘制关键技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
6 李艳波;虚拟手术中软组织建模与碰撞检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 陈明;增强现实虚实交互的若干关键问题研究[D];上海大学;2010年
8 纪峰;织物悬垂性静动态视觉仿真及效果评价[D];东华大学;2005年
9 陈钢;众核GPU体系结构相关技术研究[D];复旦大学;2011年
10 魏迎梅;虚拟环境中碰撞检测问题的研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘新凯;基于GPU流计算模式的非凸体碰撞检测算法的研究[D];天津大学;2004年
2 刘京;基于OSG的虚拟现实碰撞检测及GPU并行加速[D];河北大学;2011年
3 李晓萍;基于GPU的粒子系统的研究与应用[D];吉林大学;2009年
4 张煜君;基于GPU的真实感实时渲染技术研究与实现[D];电子科技大学;2011年
5 唐兵;GPU优化的3D游戏室外大场景的渲染[D];浙江师范大学;2010年
6 徐显;基于GPU硬件加速的医学图像融合研究[D];上海交通大学;2010年
7 王志铭;基于GPU投影网格的曲面渲染技术在飞行器飞行实时仿真系统中的应用[D];上海交通大学;2010年
8 刘丹;基于GPU的分子动力学模拟方法研究[D];武汉理工大学;2010年
9 陈枫;基于GPU技术的叠前时间偏移及其在玛湖地区的应用[D];中国地质大学(北京);2011年
10 覃方涛;基于GPU的车牌定位关键技术并行研究[D];重庆大学;2010年
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