[发明专利]一种基于魔尺结构的快速碰撞检测算法

说明书

本发明属于可旋转链结构碰撞检测领域，公开了一种基于魔尺结构的快速碰撞检测算法，针对可旋转链结构模型的碰撞检测问题，提出了一种基于魔尺结构运动方式特点的快速碰撞检测算法。在魔尺模型每次旋转时进行碰撞检测，旋转及碰撞检测均以为单位进行，将碰撞检测分为静态检测和动态检测两部分，并将三维碰撞检测简化为二维检测，同时提出分层检测的方法。实验结果证明，本发明能够解决三维碰撞检测计算复杂、耗时较长的问题，实现快速碰撞检测。

技术领域

本发明属于三维可旋转链结构碰撞检测领域，尤其涉及一种基于魔尺结构的快速碰撞检测算法。

背景技术

近年来，随着各种链式模型变形算法的成熟，链式模型碰撞检测技术得到愈加广泛地应用，现有的三维碰撞检测计算通过三维模型去分析，数据量较大，存在复杂、耗时较长的问题，无法实现快速碰撞检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于魔尺结构的快速碰撞检测算法，该方法能够解决了三维碰撞检测计算复杂、耗时较长的问题，实现快速碰撞检测。具体技术方案如下：

一种基于魔尺结构的快速碰撞检测算法，包括如下步骤：

步骤S1：对模型进行静态碰撞检测，用于判断旋转到位后是否会产生碰撞的状况，以链内是否存在模块间的相交为判断标准；

步骤S2：对模型进行动态碰撞检测；通过计算旋转过程中每个运动模块扫过的空间是否存在静止模块来确定。

进一步的，所述步骤S1包括如下具体步骤：

步骤S11，判断旋转到位后是否有可能会发生碰撞的模块；

步骤S12，对模块做是否相交的判断。

进一步的，步骤S11中，相同部分的模块之间因相对静止而不会发生碰撞，取这两部分的模块和作为待检测模块。

进一步的，步骤S12中，检测模块是否位于同一单位立方体空间内，即三维坐标值是否相等，不相等则无碰撞：否则，继续判断两模块是否处于立方体空间内的互补位置，若互补，则不发生碰撞，否则必然发生碰撞。

进一步的，步骤S2包括如下具体步骤：

步骤S21，检测模块是否同层：

检测两模块是否在垂直旋转轴方向上同层；若不同层，则必然不发生碰撞；否则，将正在进行旋转操作的模块投影至旋转平面内，继续步骤S22；

步骤S22，检测同层运动模块是否相交：

在投影面内，检测运动模块投影划过的圆环范围与静止模块投影是否相交，若不相交，则不会发生碰撞；否则继续判断，继续步骤S23；

步骤S23，判断两模块是否相错：

在投影面内，判断两待检测模块是否相错，是则不会发生碰撞，否则发生碰撞。

本发明能够灵活实现多种构型的魔尺为基本结构，在链的折叠计算过程中，基于当前运动方式特点快速进行碰撞检测。由于多数情况下，碰撞能够在模块旋转到位后即静态情况下检测出来，因此将碰撞检测分为静态检测和动态检测两部分。将三维碰撞检测简化为二维检测，同时提出分层检测的方法，解决了三维碰撞检测计算复杂、耗时较长的问题，实现快速碰撞检测。

附图说明

图1是本发明中快速碰撞检测算法的流程图。

图2a和图2b是本发明实施例中判断两个三棱柱模块是否互补的示意图。

图3a和图3b是本发明实施例中判断两个三棱柱模块是否同层的示意图。

图4是本发明实施例中投影模块旋转的示意图。

图5是本发明实施例中运动模块投影检测的示意图。