[发明专利]支持海量空间数据的3D漫游碰撞检测方法

说明书

本发明公开了支持海量空间数据的用于三维场景漫游的实时碰撞检测方法。它包括利用OSG三角网构建技术和多面体求交器快速获取可能发生碰撞的三角形，满足海量空间数据下复杂三维大场景的时效性和实用性要求；顾及三角形边和三个顶点，根据虚拟碰撞检测球与三角形空间位置关系和距离变化计算碰撞点坐标；通过三维场景路径训练，自适应调整虚拟碰撞检测球半径，解决场景存在较大洞坑时碰撞检测球掉落，视点飞出场景外以及三维场景某局部区域入口太小时无法漫游进入该区域内部的问题。克服了现有技术主要应用于数据量少、模型简单的三维场景中的缺点；具有为实现海量空间数据下三维场景室内室外、地上地下的任意浏览与漫游提供技术支撑的优点。

技术领域

本发明涉及一种漫游碰撞检测方法，具体地说它是支持海量空间数据的3D漫游碰撞检测方法，更具体说它是一种支持海量空间数据的用于复杂三维大场景中的漫游碰撞检测的方法。

背景技术

目前的碰撞检测方法主要用于判断实际对象间的碰撞关系，其核心在于对象包围盒的构建，寻求包围盒与实际碰撞物体表面的紧密贴合程度与碰撞检测时效的平衡，主要应用于数据量少、模型简单的三维场景中。

3D是英文3Dimensions的简称，中文是指三维、三个维度、三个坐标，即有长、宽、高；换句话说，就是立体的，3D就是空间的概念也就是由X、Y、Z三个轴组成的空间，是相对于只有长和宽的平面(2D)而言。

OpenSceneGraph(简称OSG)采用标准C++和OpenGL编写而成，是一个开源的、跨平台的图形开发包。

地理信息系统(Geographic Information System，GIS)是指在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。建筑信息模型(Building InformationModeling，BIM)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，通过三维建筑模型，实现工程监理、物业管理、设备管理、数字化加工、工程化管理等功能。

新型三维空间数据获取技术(三维激光扫描、倾斜摄影测量等)和空间目标建模技术的发展，极大地提高了各种规模、不同细节程度三维空间数据的可得性，导致了三维场景数据量和复杂性的急剧增加。目前广泛研究的GIS与BIM技术的集成，所构建的三维场景是一个既包含大区域的三维地形模型，又包含复杂的建筑模型的海量空间数据下的复杂三维场景，如何在此三维场景中进行高效的漫游碰撞检测还没有明确的解决方案，这对于GIS与BIM的集成应用是至关重要的。

针对海量空间数据下的三维场景漫游的实时碰撞检测，关键在于三维场景中碰撞的发生检测、碰撞三角形的快速判断和实时获取，以及虚拟碰撞球的大小确定。

现有申请号为201510401393.1，专利名称为《一种基于互联网的三维虚拟漫游场景构建平台》公开了一种基于互联网的三维虚拟漫游场景构建平台，能通过本地应用程序进行实时修改，并用以在窗口中模拟浏览器在线浏览和漫游的三维虚拟场景，该专利主要是针对三维虚拟场景的构建展开研究，专利中涉及的碰撞检测方法主要应用于在线的简单三维场景和三维模型中，而无法满足海量空间数据下的复杂三维大场景室内碰撞漫游的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种支持海量空间数据的3D漫游碰撞检测方法，满足海量空间数据以及复杂三维场景的应用需求，通用性强，能快速判断和实时获取碰撞三角形，以及自适应调整和确定虚拟碰撞球的大小，避免三维场景中存在较大洞坑，视点飞出场景外，以及三维场景某局部区域入口太小，导致碰撞检测球无法进入的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：支持海量空间数据的3D漫游碰撞检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：定义虚拟碰撞检测球；

步骤2：绑定摄像机节点，并获取初始位置；