发明名称 一种基于四叉包围盒树的柔性织物自碰撞检测方法
摘要 一种基于四叉包围盒树的柔性织物自碰撞检测方法,其特点在于对织物几何基元建立四叉包围盒树,并采用基于四叉包围盒树的法向量锥法、三角面片重心检测法和平面同侧过滤法分别在粗略检测和精确求交阶段过滤掉不可能相交的三角面片,从而大大减少了相交测试的计算量。其步骤是(1)利用织物几何基元的空间位置关系,构建结构紧密的四叉包围盒树;(2)基于四叉包围盒树,采用法向量锥法,排除掉不可能相交的三角面片对;(3)根据两三角面片重心间的距离,过滤掉距离大于给定阈值的三角面片对;(4)基本几何元素间的精确检测,平面同侧过滤法过滤掉不必要的线段平面求交。
申请公布号 CN101593367B 申请公布日期 2011.03.23
申请号 CN200910087902.2 申请日期 2009.06.25
申请人 北京航空航天大学 发明人 何兵;成柳;赵沁平;郝爱民;王莉莉
分类号 G06T17/00(2006.01)I 主分类号 G06T17/00(2006.01)I
代理机构 北京科迪生专利代理有限责任公司 11251 代理人 李新华;徐开翟
主权项 一种基于四叉包围盒树的柔性织物自碰撞检测方法,其特征在于通过以下步骤实现:(1)利用织物几何基元的空间位置关系,构建结构紧密的四叉包围盒树;(2)基于四叉包围盒树,采用法向量锥法,排除掉不可能相交的三角面片对;(3)根据两三角面片重心间的距离,过滤掉距离大于给定阈值的三角面片对;(4)基本几何元素间的精确检测,平面同侧过滤法过滤掉不必要的线段平面求交;其中,所述步骤(1)中的利用织物几何基元的空间位置关系,构建结构紧密的四叉包围盒树方法如下:(1.1)采用自上而下的方法递归建立四叉树;将织物按照4×4分割,一直分割到三角面片为止,即叶子结点为三角面片;树的根结点是包围整个织物的包围盒,叶结点是包围织物的基本几何元素三角面片的包围盒,中间结点则对应于各级子部分的包围盒;(1.2)每一个时间步长内,采用后序遍历四叉树的方法更新四叉包围盒树每个结点的锥顶角和包围盒信息;所述步骤(2)中的基于四叉包围盒树,采用法向量锥法,排除掉不可能相交的三角面片对,方法如下:(2.1)递归计算四叉包围盒树各结点的圆锥的顶角α值;(2.2)检测四叉包围盒树各结点,若结点对应区域的圆锥顶角α<π/2,判断这块区域没有发生自碰撞,停止进一步检测;若α≥π/2,判断这块区域有可能发生了自碰撞,需要进一步检测;所述步骤(4)中的基本几何元素间的精确检测,平面同侧过滤法过滤掉不必要的线段平面求交,方法如下:(4.1)计算质点在前后两个时刻的位置;(4.2)判断质点前后两个时刻位置是否位于三角面片的同侧,如在同侧则表明质点并未穿透面片,不需要进行点面求交计算。
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