Contact frottant entre objets déformables dans des simulations temps-réels avec retour haptique

Contact and friction between deformable objects in real time simulation with haptic feedback

• Auteur / Autrice : Christian Duriez
• Direction : Abderrahmane Kheddar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Robotique et réalité virtuelle
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Evry-Val d'Essonne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réalité virtuelle

Temps réel (informatique)

Robotique

Résumé

Ce travail a pour objectif la manipulation interactive d'objets virtuels déformables. Dans les simulations avec retour haptique, les forces viennent souvent de situations de contact. Ainsi la fidélité du rendu haptique dépend beaucoup de la modélisation des contacts. Dans les travaux précédents, les lois de contact frottant entre objets déformables étaient simplifiées et ne permettaient pas un rendu réaliste des phénomènes physiques ayant lieu au contact. Dans ce travail, nous employons la loi de signorini et le frottement de Coulomb comme base. La résolution temps-réel est faite grâce à la formulation de l'opérateur Delassus et à l'utilisation d'un algorithme itératif de type Gauss-Seidel. Pour les modèles dynamiques, nous proposons une formulation corotationnelle globale, permettant de dissocier le pas de temps de la situation de la simulation du rapport masse-raideur des objets. Cette approche est illustrée par un exemple d'enclipsage virtuel avec retour haptique 6 D.

This work aims the interactive manipulationsof virtuals objets. In interactive simulations, haptic feedback computation often comes from contact forces. Subsequentently, the fidelity of haptic feedback depends significantly on contact modeling. Contact and friction laws between deformable models are simplified. They do not allow a realistic rending of contact space physical phenomena. In this work, we use Signorini's contact law and Coulomb'sfriction law as a basis. Real-time performance is made possible thanks to the formulation of Delassus operator, and interatively solved by Gauss-Seidel type algorithm dynamica models use corotational formulation to obtain the Delassus operator in which the mass and the stiffness ratio are dissociated from the simulation time step. This global approach has been pachkaged, implemented and tested. A virtual snapin task with 6D haptic feedback illustrates the approach.