起重机吊装仿真中实时碰撞检测的研究与应用

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实时碰撞检测技术在游戏中的应用研究

实时碰撞检测技术在游戏中的应用研究随着计算机技术的不断进步以及游戏产业的不断发展，各种新技术也不断涌现。

其中，实时碰撞检测技术就成为了游戏开发中非常重要的一部分。

在游戏中，玩家与游戏场景、NPC、其他玩家之间的交互和碰撞是游戏体验的核心，因此，实时碰撞检测技术的应用研究变得至关重要。

1. 实时碰撞检测技术的概念实时碰撞检测技术是指在游戏或虚拟现实场景中，对物体之间的碰撞进行实时检测和处理的技术。

其目的是为了判断物体之间是否发生碰撞以及产生什么样的效果，从而实现游戏中的各种交互。

2. 实时碰撞检测在游戏中的应用在游戏中，实时碰撞检测技术的应用十分广泛，涉及游戏中的众多元素，如场景环境、角色、道具等。

其中最为常见的就是碰撞检测和物理引擎。

例如角色与场景之间的碰撞检测、角色之间的碰撞检测、角色与物品之间的碰撞检测、物品的自由落体等等。

在游戏中，实时碰撞检测技术的应用主要体现在游戏场景交互和动画表现上。

通过将碰撞检测技术应用到游戏中，可以实现更为真实的游戏体验。

例如，在玩家进行格斗游戏时，通过精准的碰撞检测技术，可以让玩家体验到真实的打击感和血肉横飞的场面。

此外，实时碰撞检测技术还可以被用于游戏中的AI设计。

通过使用碰撞检测技术，可以判断NPC或其他角色是否能够进入某个区域或绕过障碍物，从而让AI角色的动作更为自然。

3. 实时碰撞检测技术的算法实时碰撞检测技术的实现需要利用各种算法实现。

其中，最为常见的算法有分离轴算法（Separating Axis Theorem，SAT）、GJK算法、Minkowski Sum算法等。

分离轴算法是一种广泛应用于许多游戏的碰撞检测算法。

它可以判断两个简单多边形是否相交，并且可以推广到凸多边形和一些特殊的非凸多边形。

在实时碰撞检测中，分离轴算法将大大提高碰撞检测的效率和精度。

GJK算法是一种用于计算两个凸多边形是否相交的算法，它通常用于3D游戏中，可以对任意形状的多边形进行碰撞检测。

虚拟现实中的碰撞检测技术研究与设计

虚拟现实中的碰撞检测技术研究与设计虚拟现实（Virtual Reality，VR）作为一种全新的交互方式和体验形式，已逐渐渗透到多个领域，包括游戏、娱乐、教育、医疗等。

在虚拟现实中，碰撞检测技术是确保用户与虚拟环境之间具有真实互动的重要组成部分。

本文将针对虚拟现实中的碰撞检测技术进行研究与设计，探讨现有技术的问题、应用场景及未来发展方向。

首先，我们需要了解什么是碰撞检测技术。

简单来说，碰撞检测技术用于判断虚拟物体之间或虚拟物体与真实物体之间是否存在碰撞。

在虚拟环境中，通过使用碰撞检测技术，可以使用户在互动中感受到真实的物体碰撞和交互。

目前，虚拟现实中常用的碰撞检测技术主要可以分为基于物体表示（Object Representation）和基于碰撞检测算法（Collision Detection Algorithm）两种方法。

基于物体表示的碰撞检测技术主要是通过建立虚拟物体的几何模型或包围盒来表示对象，然后比较对象之间的位置、大小和形状等属性来判断是否存在碰撞。

这种方法的优点是实现简单、计算效率高。

常见的基于物体表示的碰撞检测技术包括几何模型法、包围盒法和模型缩减法。

几何模型法是一种利用虚拟物体的精确几何模型进行碰撞检测的方法。

对于每个虚拟物体，系统需要记录其精确的顶点坐标、面片信息等，然后通过对比两个物体的模型来判断是否碰撞。

这种方法的精度高，可以准确地检测碰撞，但计算复杂度也较高。

包围盒法是指使用简化的盒状模型来表示虚拟物体，并将碰撞检测的过程转化为盒子之间的相交关系。

由于盒子的计算量较小，所以这种方法在碰撞检测中较为常用。

但缺点是无法精确地检测物体之间的碰撞。

模型缩减法是一种更高级的碰撞检测技术，它通过将复杂的几何模型进行简化，如使用多边形网格等，以提高碰撞检测的速度和精度。

另一种常见的碰撞检测技术是基于碰撞检测算法的方法。

这种方法主要通过数学计算和物理模拟来判断碰撞并模拟物理反应。

常见的基于碰撞检测算法的技术包括分离轴测试法、基于网格的碰撞检测法和基于约束动力学的碰撞检测法。

基于北斗RTK的正面吊防碰撞系统的研

基于北斗RTK的正面吊防碰撞系统的研究周传彬（中铁上海设计院集团有限公司，上海 200070）摘要：文章基于北斗RTK高精度定位技术和无线通信技术等，研究正面吊防碰撞算法，构建正面吊防碰撞系统，可以对货场内作业人员和正面吊进行实时定位，对正面吊行驶和作业进行安全监控，消除正面吊作业过程中的安全隐患，从而为货场作业的安全运营提供保障。

关键词：北斗RTK定位技术；防碰撞算法；实时定位；安全监控doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.01.002中图分类号：TN 96，U 231.7 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2023）01-0004-04Research on Frontal Crane Anti Collision System Based on Beidou RTKZHOU Chuanbin(China Railway Shanghai Design Institute Group Co., Ltd., Shanghai 200070, China) Abstract: Based on Beidou RTK high-precision positioning technology and wireless communication technology, this paper studies the frontal crane anti-collision algorithm and constructs the frontal crane anti-collision system, which can locate the operators and the frontal crane in the freight yard in real time, monitor the safety of the traveling and operation of the frontal crane, eliminate the potential safety hazards in the process of the frontal crane operation, and thus provide guarantee for the safe operation of the freight yard operation.Key words: Beidou RTK positioning technology; anti collision algorithm; real time positioning; security monitoring1 基于北斗RTK的正面吊防碰撞系统架构基于北斗RTK的正面吊防碰撞系统包括信号采集系统、数据处理系统和显示系统。

塔吊防碰撞系统在安全管理中的研究与应用

塔吊防碰撞系统在安全管理中的研究与应用摘要：随着科技的发展,越来越多的大型机械设备被应用到建筑施工当中。

塔吊作为建筑施工中不可缺少的机械设备,在提高施工便利的同时,也增加了施工现场的安全危险因素。

塔吊防碰撞系统是一种用于建筑塔式起重机（简称塔吊或塔机），包括安全防护系统和远程视频监控系统。

在复杂施工环境下，多塔机协同作业碰撞报警系统，通过实时监控塔机之间的运行状态，对塔机的危险状态进行预先报警显示，帮助塔吊操作员避免由于操作失误造成严重甚至致命性的事故，提高在建工程的施工安全。

通过1#办公楼等5项（霄云路项目）项目实例，详细介绍了塔吊防碰撞系统的组成、工作原理以及在塔吊范围作业中的应用。

关键词：防碰撞系统；视频监控；安全防护引言：在我国随着房地产市场的不断升温, 建筑市场日趋活跃, 建筑塔吊应用越来越多, 建筑物也越来越密集, 大型建筑工地塔机布设密度越来越大, 因此, 塔机之间的碰撞以及塔机与周边建筑物碰撞的频率也随之增高, 随时都有事故发生。

1工程概况1#办公楼等5项（霄云路项目）位于北京市朝阳区。

总建筑面积95751㎡，地上65010㎡，地下30741㎡，地上20/24层，地下4层，基础埋深约18m，建筑檐口高度为86.3/99.5m，框架结构。

该工程位于城市核心区繁华地带，呈“L”型，总占地面积1.3万㎡，地下车库占地面积1.1万㎡，场地极其狭窄。

周边紧邻三栋既有建筑物，该三栋均为高层建筑，建筑绝对高程在80m至100m之间；并且周边建筑物离基坑距离近，最近的一个大楼距离项目现场基坑周边13m左右。

本工程共设置4台塔吊。

1#楼在核心筒电梯井道内设置1#塔吊，为动臂塔，型号为TL225-14，臂长55m；2#楼在核心筒电梯井道内设置2#塔吊，塔吊型号为TT6520-10，臂长40m；地下车库设置2台塔吊，塔吊型号均为QTZ125，臂长均为35m。

图1.1现场平面布置图图1.2塔吊平面布置图2现有技术及难点2.1现有防碰撞技术管理2.1.1 加强操作人员管理塔吊司机、司索和指挥人员必须经过培训持证上岗, 并加强教育提高技能。

港口起重机视景仿真系统中碰撞检测的应用

ＤｏｎｇＭｉｎｇｘｉａｏ，ＬｕＭｅｎｇｍｅｎｇ，ＬｉＲｕｉｃｈｕａｎ，ｅｔａ１．
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５０１０１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈａｎｄｏｎｇＷｕｚｈｅｎｇＧｒｏｕｐ，Ｒｉｚｈａｏ２６２３０６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｎｌａｙｓｉｓｏｆｔｈｅｃｏｌｌｉｓｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｌｉｎｇａｎｄｖｉｒｔｕａｌｏｂｊｅｃｔｓｉｎｖｉｓｕａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｒ
关键词：港口起重机；视景仿真系统；碰撞检测；Ｖｅｇａ
中图分类号：ＴＰ３９１．９文献标识码：Ａ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｏｌｌｉｓｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎｖｉｓｔｊａｉｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｐｏｒｔｃｒａｎｅｓ
第２８卷第３期
２０１３正
山东建筑大学学报

活动机构装配运动仿真及碰撞检测技术应用探讨

活动机构装配运动仿真及碰撞检测技术应用探讨活动机构是指通过各种运动部件相互配合，能够完成特定功能的机械系统。

在活动机构的设计和应用中，运动仿真和碰撞检测技术是非常重要的。

本文将从两方面对活动机构装配运动仿真及碰撞检测技术进行探讨。

一、运动仿真技术在活动机构中的应用1.优化设计：通过运动仿真技术，可以对活动机构进行优化设计。

通过建立机构的数学模型，可以模拟机构的运动过程，并通过仿真分析，查找机构中存在的问题，提出改善方案。

例如在设计机器人的关节机构时，通过仿真可以验证关节的运动范围，避免出现关节超出范围导致的碰撞或者变形等问题。

2.验证性能：运动仿真技术可以对活动机构的性能进行验证。

例如在汽车底盘的设计中，可以通过仿真分析底盘在不同路况下的动力学性能，从而确定合适的悬挂系统，提升汽车的乘坐舒适度和行驶稳定性。

3.降低成本：活动机构的制造成本和维护成本都是设计过程中需要考虑的因素。

通过运动仿真技术，可以对机构的各个部件进行力学分析，了解不同部件在运动中的受力情况，进而优化结构设计，降低制造成本。

此外，通过仿真可以模拟机构在使用寿命内的疲劳情况，提前进行预测和定期维护，降低维护成本。

二、碰撞检测技术在活动机构中的应用1.安全性设计：在活动机构的设计中，安全性是必须考虑的因素。

通过碰撞检测技术，可以模拟机构的运动过程，检测机构中是否存在部件之间的碰撞情况。

例如在工业机械臂的设计中，通过碰撞检测可以避免机械臂在工作时碰撞到周围物体，保障工作场景的安全性。

2.提高精度：在活动机构的运动过程中，如果存在碰撞，会导致机构的精度受到影响。

通过碰撞检测技术，可以事先预测机构中可能出现的碰撞情况，并通过优化设计或者改变运动路径，避免碰撞的发生，提高机构的精度。

3.提高效率：通过碰撞检测技术，可以减少机构中不必要的动作和调整，提高机构的工作效率。

例如在流水线上的装配机器人，通过碰撞检测可以避免机器人在拿取零件时与其他机械装置发生碰撞，从而提高装配的速度和准确性。

实时碰撞检测技术研究

实时碰撞检测技术研究
实时碰撞检测技术包括静态碰撞检测和动态碰撞检测两部分。

静态碰
撞检测用于检测静态模型之间的碰撞，例如建筑物间的碰撞、场景中的障
碍物等。

动态碰撞检测用于检测运动中的物体之间的碰撞，例如角色和墙
壁的碰撞、子弹和敌人的碰撞等。

在静态碰撞检测中，常用的技术包括包围盒检测、凸包检测和层次结
构检测等。

包围盒检测是最简单的一种方法，将模型用立方体或球体包围
起来，在这个层次上进行碰撞检测，可以极大地减少计算量。

凸包检测则
是对模型进行凸包求解，并对其进行碰撞检测，可以提高检测的精确度。

层次结构检测则是将模型分割为层次结构，通过遍历这个层次结构进行碰
撞检测。

在动态碰撞检测中，常用的技术包括球树、包围盒树和分离轴定理等。

球树是一种层次结构的数据结构，用于存储模型的包围球，通过遍历球树
进行碰撞检测。

包围盒树则是将模型分割为包围盒，并以树的结构进行存
储和遍历。

分离轴定理是一种基于向量的碰撞检测方法，通过检测模型的
投影是否存在重叠来判断碰撞。

除了以上的方法，还有很多其他的实时碰撞检测技术，如基于距离场
的碰撞检测、基于体素的碰撞检测、基于网格的碰撞检测等。

这些方法在
实时碰撞检测中有着不同的应用和特点。

综上所述，实时碰撞检测技术在计算机图形学和游戏开发中有着广泛
的应用。

通过选择合适的碰撞检测方法，可以在保证检测结果的准确性的
同时提高检测的效率。

未来随着计算机技术的进步，实时碰撞检测技术将
会得到更加广泛和深入的应用。

装配式建筑施工中的碰撞检测与预警技术

装配式建筑施工中的碰撞检测与预警技术装配式建筑（Prefabricated buildings）是一种在工厂或制造现场预先制作、模块化的建筑体系。

它的施工过程中存在各种碰撞隐患，包括建材、构件、机械设备等之间的碰撞可能会导致安全风险和损失。

因此，在装配式建筑施工中引入碰撞检测与预警技术非常关键。

本文将介绍装配式建筑施工中的碰撞检测与预警技术以及其应用。

一、碰撞检测技术1. 激光雷达技术激光雷达是一种通过发射激光束并接收反射回来的激光，来获取目标物位置和形状信息的探测器。

在装配式建筑施工中，可以将激光雷达安装在移动设备上，利用其高精度和实时性能进行碰撞检测。

当移动设备接近其他物体时，激光雷达可以快速扫描周围环境，并通过算法实时计算出与其他物体之间的距离和相对位置，在遇到危险情况时发出警报或停止移动，确保施工设备和工人的安全。

2. 视觉识别技术视觉识别技术通过摄像头采集图像，并通过图像处理算法提取出需要的信息。

在装配式建筑施工中，可以利用视觉识别技术进行碰撞检测。

首先，将摄像头安装在移动设备或建筑构件上，实时获取周围环境的图像。

然后，通过计算机视觉算法对图像进行分析和处理，检测出可能存在的碰撞隐患，并及时发出警报或停止移动。

视觉识别技术具有较高的灵活性和适应性，对于不同形状、大小和材质的物体都能够有效进行碰撞检测。

二、预警技术1. 声音和光信号预警声音和光信号预警是一种常见且有效的预警方式，在装配式建筑施工中也得到了广泛应用。

当发生碰撞风险时，可以通过发出高频蜂鸣器声音或闪烁灯光来引起注意并提醒操作人员采取相应措施。

这种预警方式简单且易于操作，能够及时地吸引操作人员的注意力，减少发生碰撞事故的概率。

2. 振动预警振动预警是一种通过检测系统或结构的振动信号来判断是否有碰撞风险并进行预警的技术。

在装配式建筑施工中，可以将振动传感器安装在建筑构件或移动设备上，实时监测振动信号。

当振动信号超过安全阈值时，系统会发出警报或停止移动，以避免碰撞事故的发生。

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ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｍｏｄｅｌａｎｄＨＢＶｓｍｏｄｅｌｏｆｃｒａｎｅ，ａｐａｒｔｏｆｃｒａｎｅｎｏｄｅｓｒｅｑｕｉｒｅｄｏｒｆｃｏｌｌｉｓｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｗａｓｕｐｄａｔｅｄｐａｒ —
ＤＥＮＧＱｉａｎ—ｗａｎｇ，ＧＡＯＬｉ — ｋｕｎ
（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＤｅｓｉｇｎａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｆｏｒＶｅｈｉｃｌｅＢｏｄｙ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＣｈａｎｇｓｈａＨｕｎａｎ４１００８２，Ｃｈｉｎａ）
关键词：实时碰撞检测；动态层次包围盒；三维空间分割法中图分类号：ＴＰ３９１．９文献标识码：Ａ
ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＲｅａｌ— — ｔｉｍｅＣｏｌｌｉｓｉｏｎＤｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎＬｉｔｉｆｎｇＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｏｆＣｒａｎｅ
ｂｏｕｎｄｉｎｇｖｏｌｕｍｅｓ（ＨＢＶｓ）ａｎｄ３Ｄｓｐａｃｅｐａｒｔｉｔｉｏｎｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｒｅｓｏｌｕｔｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｒｅａｌ—ｔｉｍｅｕｐｄａｔｅｓｏｆ
ｔｉａｌｌｙｔｏａｖｏｉｄｔｈｅｒｅａｌ— ｔｉｍｅｕｐｄａｔｅｓｏｆｃｒａｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂｙｔｈｅｐａｔｉｒｔｉｏｎｏｆｏｂｓｔａｃｌｅｓ ’ｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｒｅａｉｎｗｏｒｋａｒｅａ．Ｆｉ —
第３Ｏ卷第１２期
文章编号：１００６— ９３４８（２０１３）１２— ０２１４— ０５
计
算
机
仿
真
２０１３年１２月
起重机吊装仿真中实时碰撞检测的研究与应用
邓乾旺，高礼坤
（湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南长沙４１００８２）摘要：研究起重机吊装实时碰撞检测技术虚拟仿真问题，为提高起重机吊装过程的真实性和实时性，解决实时碰撞检测过程中层次包围盒节点的实时更新问题，提出了动态层次包围盒法与三维空间分割法相结合的｝昆合算法，在构建起重机运动学
模型及其层次包围盒的基础上，通过分割工作区域内障碍物的检测区域，在起重机的回转平面上选择需要碰撞检测的起重
机节点进行更新，避免了起重机层次结构的更新。最终在ＶＣ＋＋和ＯＳＧ平台上实现了系ｔｉｍｐｒｏｖｉｎｇｒｅｌｉａｔｙｏｆｃｒａｎｅ ’ Ｓｌｉｆｔｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ａｈｙｂｒｉｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｍｅｔｈｏｄｓｏｆｄｙｎａｍｉｃｈｉｅｒａｒｃｈｉｃｌａ
ｎｏｄｅｓｉｎｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｂｏｕｎｄｉｎｇｖｏｌｕｍｅｓｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｒｅａｌ—ｔｉｍｅｃｏｌｌｉｓｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆ
ｎａｌｌｙ，ｒｅａｌｉｓｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＶＣ＋＋ａｎｄＯＳＧｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅａｌ —ｔｉｍｅｐｒｏｐｅｔｒｙ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅａｌ —ｔｉｍｅＣｏｌｌｉｓｉｏｎＤｅｔｅｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎｖｉｒｔｕａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｓｔａｔｅｄａｉｍｉｎｇ