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Dissertação

Efficient Contact Detection for Game Engines and Robotics: A non-polygonal approach with smooth convex objects EVALUATED

Detalhes: São aplicadas simulações físicas em vários ramos, como videojogos e controlo robótico, para recriar o comportamento de sistemas mecânicos e não-mecânicos, utilizando algoritmos de deteção de colisões. As tradicionais representações por malhas poligonais e hierarquias de volumes envolventes tornam-se ineficientes e desadequadas para requisitos de precisão geométrica altos. Esta tese estuda a viabilidade da utilização de superfícies suaves e convexas, em particular superelipsóides e superovóides, para a modelação de corpos 3D e execução de deteção de colisões eficiente e precisa, empregando representações implícitas e paramétricas. Foi desenvolvida uma aplicação sketch-based interativa para modelação de sistemas mecânicos e respetivas geometrias de contacto, em que é possível modelar corpos articulados e sistemas multicorpo de maneira expedita, acoplando superelipsóides aos constituintes dos corpos. A modelação de geometrias deformáveis utilizando superovóides é também explorada. A eficiência e precisão dos algoritmos de deteção de contacto foram testadas e avaliadas numa aplicação robótica: a modelação das mãos do robot iCub com superelipsóides e superovóides. O superovóide é uma transformação fusiforme do superelipsóide, e permite modelar vários objetos manufaturados e orgânicos. Os algoritmos para superovóides propostos baseiam-se no conceito da normal comum, e as respetivas equações são resolvidas numericamente com o método Newton-Raphson. Os resultados indicam que os algoritmos desenvolvidos são mais rápidos e precisos que algoritmos utilizando malhas, e consomem menos memória para definir as geometrias de contacto. Uma vez que a precisão e velocidade de processamento de simulações físicas depende fortemente dos algoritmos de deteção de colisões empregues, esta tese contribui significativamente para várias áreas.
Keywords: deteção de colisões, forma ovóide, modelação de sistemas multicorpo, robot iCub, modelação de grasp robótico

Discussão: dezembro 2, 2015, 9:30