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多机器人并行动态包围体层次树碰撞检测算法
  • ISSN号:1003-9775
  • 期刊名称:《计算机辅助设计与图形学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP242.2[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]广西大学机械工程学院,南宁530004, [2]广西制造系统与先进制造技术重点实验室,南宁530004
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金(51065005);广西自然科学基金(2012GXNXFAA053200);广西科学研究与技术开发计划(1348012-10);广西制造系统与先进制造技术重点实验室项目(11-031-12S03,13-051-09S13).
中文摘要:

针对现有多机器人间碰撞检测算法耗时过多的问题,提出上层动态剔除层、中间连杆层、底层3层结构的并行动态包围体层次树碰撞检测算法。首先采用3层结构构建机器人两两间动态包围体层次树;然后依次对上、中、底各层设计并行加速的并行架构,采用OpenM P的3种并行结构实现碰撞检测并行计算。通过6或8个机器人工作站进行实验并分析算法的时间复杂度,结果表明,在相同实验条件下,动态包围体层次树中间连杆层、底层并行处理后碰撞检测效率是原动态包围体层次树的2倍左右,是RA PID的4倍以上;所提出的并行架构能够发挥出动态包围体层次树的层次结构优势,并行计算下的动态包围体层次树算法能有效地提高多机器人间碰撞检测效率。

英文摘要:

The existing collision detection algorithms for multi‐robot are excessively time‐consuming . To speed up the process ,a parallel collision detection algorithm using dynamic bounding volume tree with a three‐layer hierarchy was proposed .This new hierarchy consists of an upper dynamic removal layer ,a middle link layer and a bottom layer .Firstly ,the three‐layer hierarchy was adopted to build a dynamic bounding volume tree between every two robots . Secondly , a parallel architecture was designed to compute each layer respectively and speed up the calculation in parallel .Lastly ,parallel computing collision detection was implemented based on the three parallel structures using the OpenMP .Experiments performed on a 6/8 robots workstation and the analysis of time complexity show that under the same experimental conditions ,w hen parallel computing the middle link layer and the bottom layer of the dynamic bounding volume tree ,the efficiency of collision detection is about two times faster than that of the original data structure ,and over four times faster than that of RAPID . The proposed parallel architecture fully takes advantage of the hierarchical structure of the dynamic bounding volume tree ,and effectively improves the efficiency of collision detection among multi‐robot .

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期刊信息
  • 《计算机辅助设计与图形学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国计算机学会
  • 主编:鲍虎军
  • 地址:北京2704信箱
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jcad@ict.ac.cn
  • 电话:010-62562491
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-9775
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2925/TP
  • 邮发代号:82-456
  • 获奖情况:
  • 第三届国家期刊奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24752