一种改进的柔性织物碰撞处理方法

摘要

一种改进的柔性织物碰撞处理方法，其特点在于对织物三角网格根据空间关系建立四叉包围盒树，使用AABB包围盒；在粗略检测阶段，结合四叉包围盒树，使用改进的连续法向量锥法，较传统方法进一步剔除掉不可能相交的区域；在精确检测阶段，对于一个步长内可能相交的基元对实施一套合理的基元检测策略，并在检测过程加入了穿透检测和处理，尽可能的提高正确率，保证无穿透；在碰撞响应方式上，采用冲量补偿模型和接触面受力模型两种方式进行处理。其步骤是(1)对织物三角网格根据空间关系建立四叉包围盒树；(2)结合四叉包围盒树，使用改进的连续法向量锥法，剔除掉不可能相交的区域；(3)对于步长内可能相交的基元对，实施基元检测策略，并在检测策略中加入穿透检测和处理；(4)对检测到的碰撞对，采用冲量补偿模型和接触面受力模型结合的方式计算碰撞响应。

主权项

一种改进的柔性织物碰撞处理方法，其特征在于通过以下步骤实现：(1)对织物三角网格根据空间关系建立四叉包围盒树；(2)结合四叉包围盒树，使用改进的连续法向量锥法，剔除掉不可能相交的区域；其具体包括以下步骤：(2.1)计算三角面片的法向量锥，采用连续法向量锥法，计入整个步长内三角面片法向量的变化轨迹；(2.2)更新四叉包围盒树的法向量锥信息，自底向上的计算树节点的法向量锥信息，所述法向量锥信息为半锥角和锥轴；当子节点的半锥角小于π/2时，按Provot方法计算父节点的锥轴和半锥角；当子节点的半锥角大于或等于π/2时，即不必继续计算父节点的锥轴，令父节点的半锥角值为大于或等于π/2的某数；(2.3)检测过程，在四叉包围盒树中使用法向量锥法，为每个节点额外增设其子节点两两间的法向量锥信息，每次检测前进行计算更新；检测时，对两两子节点进行检测时，先检测其法向量锥半锥角值是否大于或等于π/2，如果是，说明可能碰撞，继续检测，如果不是，停止检测；(3)对于步长内可能相交的基元对，实施基元检测策略，并在检测策略中加入穿透检测和处理；其具体包括以下步骤：(3.1)在步长起点处，做一次当前位置的逼近检测；(3.2)做一次连续性碰撞检测，检测步长内发生的碰撞；(3.3)在步长终点处，为防止误差造成的意外穿透，做一次逼近检测；(3.4)步长终点处，做一次略宽范围的逼近检测，并对符合逼近条件的基元对计算其所受支持力和摩擦力，用于下一步长的运动积分；(4)对检测到的碰撞的基元对，采用冲量补偿模型和接触面受力模型结合的方式计算碰撞响应，其具体包括以下步骤：(4.1)对在步骤(3.1)、(3.2)、(3.3)中检测到的碰撞的基元对使用冲量补偿模型计算碰撞响应，包括计算排斥冲量和吸引冲量；(4.2)对在步骤(3.4)中检测到的满足逼近条件的基元对，视为发生了接触，对接触面上的基元对采用支持力和摩擦力模型，计算碰撞响应；(4.3)通过结合冲量补偿模型和接触面受力模型两种模型，计算碰撞响应，模拟出织物非弹性碰撞和库伦摩擦的效果。