[发明专利]虚拟操作仿真中基于逻辑推理的快速碰撞检测方法

权利要求书

1.一种虚拟操作仿真中基于逻辑推理的快速碰撞检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用数据手套对操作者手部各个关节运动进行跟踪，实施对虚拟手的运动控制；

根据虚拟手抓握虚拟物体时虚拟手与虚拟物体之间的位置关系，计算手指末端运动矢量与最近一次手指末端与物体表面接触处法矢量之间的夹角，根据所述夹角判断各个手指的运动方向；

根据手指运动方向进行逻辑推理，在上一帧是否接触的基础上推理手指是否与物体接触，手指与物体接触，本帧不进行基础的碰撞检测计算，手指与物体不接触，本帧进行基础的碰撞检测计算。

2.根据权利要求1所述的虚拟操作仿真中基于逻辑推理的快速碰撞检测方法，其特征在于，所述虚拟手抓握虚拟物体时虚拟手与虚拟物体之间的位置关系包括：

手指向物体这侧运动，从不接触物体到接触物体；

接触物体后，如果没有力反馈设备阻止操作者的手继续运动，虚拟手指将运动到物体内部；

接触物体后手指向背离物体方向运动，松开物体并与物体分离；

手指运动到物体内部后向背离物体方向运动，但手指仍在物体内部并与物体继续接触。

3.根据权利要求2所述的虚拟操作仿真中基于逻辑推理的快速碰撞检测方法，其特征在于，所述根据所述夹角判断各个手指的运动方向的步骤为根据所述夹角是锐角还是钝角判断各个手指的运动方向。

4.根据权利要求3所述的虚拟操作仿真中基于逻辑推理的快速碰撞检测方法，其特征在于，所述夹角的计算公式为：

α=arccos(p1p2‾·N‾|p1p2‾|×|N‾|);0≤α≤π;]]>

其中为手指末端运动矢量，为接触点处的法向量，α为夹角。

5.根据权利要求4所述的虚拟操作仿真中基于逻辑推理的快速碰撞检测方法，其特征在于，所述根据手指运动方向进行逻辑推理，在上一帧接触与否情况的基础上推理出手指是否与物体接触的步骤包括：

如果上一帧已接触，若角α为钝角，则表明手指向物体这侧方向运动，手指继续与物体接触，本帧不进行基础的碰撞检测计算；

若角α为锐角，则表明手指向背离物体方向运动，本帧需进行基础的碰撞检测计算，记录碰撞检测结果并设置碰撞检测标志；若上一帧没有接触，本帧需要进行碰撞检测计算，记录碰撞检测结果并设置碰撞检测标志。