近年来,碰撞检测作为物理仿真、虚拟现实、机器人路径规划等技术的重要组成部分受到广泛的关注。随着柔性体仿真的兴起,碰撞检测过程中的自碰撞检测问题日益凸显,传统的包围体技术、空间剖分算法等方法用于自碰撞检测不足以满足人们对速度的需求。本文首先对传统的自碰撞检测算法展开系统性的研究,通过实验分析得到自碰撞检测过程中的性能瓶颈,然后总结前人的方法,有针对性的进行算法修改,提出了新的高层剔除算法。本文的主要工作内容概括如下:1.总结了碰撞检测的一般过程,并分析了过程中的相关算法。同时构建实验系统并通过实验分析自碰撞检测过程,清晰定位自碰撞检测过程的瓶颈,为后续算法提供实验框架和优化方向。2.提出了法向锥指导的BVTT(层次包围体遍历树)前线算法。算法结合曲率启发式算法的高层剔除能力和BVTT前线算法减少包围体测试次数的能力,获得了更快的碰撞对收集过程,并且通过使用BVTT前线使检测过程得以快速的并行化。最终实验结果显示,该算法相较于仅使用包围体剔除的自碰撞检测算法,速度提升最高达到8倍。3.提出了快速的形变能量计算算法,通过形变能量剔除算法解决法向锥算法不能剔除非平坦区域的问题,并利用快速的形变能量计算算法优化剔除过程。最终实验结果显示本算法运行时能量计算过程的速度最高可达原方法计算能量的速度的2倍,碰撞检测整体性能提升至1.3倍。