[发明专利]一种基于四叉包围盒树的柔性织物自碰撞检测方法

权利要求书

1.一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。

2.根据权利要求1所述的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：所述步骤(3)中的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方法如下：

(3.1)计算三角面片的重心位置；

(3.2)计算两三角面片的重心距离；

(3.3)当两三角面片的重心距离大于设定的重心距离阈值时，则认为这两个三角面片不相交，过滤掉该三角面片对，不对它们进行进一步的精确求交检测。