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。
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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。