[发明专利]多层包围盒确定方法、碰撞检测及运动控制方法与设备

权利要求书

1.一种用于确定物体的多层包围盒的方法，包括：

确定能够将所述物体容纳在其中的多面体作为第一层包围盒；

在所述第一层包围盒的多个顶点之中，选择一个顶点作为目标顶点；

确定以该目标顶点所对应的特定方向为法向量、且与该目标顶点距离最近的所述物体的支撑平面，其中，所述支撑平面为经过所述物体表面上的一点且使得所述物体完全位于其一侧的平面；以及

通过至少以该支撑平面切割所述第一层包围盒而形成更小的包围盒，作为第二层包围盒，

其中，确定以该目标顶点所对应的特定方向为法向量、且与该目标顶点距离最近的支撑平面进一步包括：确定以该目标顶点所对应的特定方向为法向量的、经过所述物体表面上一点的多个平面；计算从坐标原点到各个平面的距离与对应系数的乘积，作为距离参数，其中当从坐标原点到该平面的垂线方向与所述特定方向同向时，所述对应系数为正值，否则为负值；确定所述距离参数的最大值；以及将所述多个平面中与所述距离参数的最大值对应的平面确定为所述支撑平面，并且

其中，确定所述距离参数的最大值进一步包括：对所述物体的取值域进行至少一次分割以获取多个子域，分别确定支撑函数与所述多个子域对应的多个上界，其中所述支撑函数是对所述距离参数求最大值的函数，且所述支撑函数的上界随着取值域的分割而减小；确定支撑函数的临时解；以及基于支撑函数的临时解，在所述支撑函数与所述多个子域对应的多个上界之中选择一个，作为所述距离参数的最大值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定能够将所述物体容纳在其中的多面体作为第一层包围盒进一步包括：

选择一组方向向量；

分别确定以每一个方向向量为法向量的所述物体的多个支撑平面；以及

以所述多个支撑平面形成的多面体作为第一层包围盒。

3.根据权利要求1所述的方法，在所述第一层包围盒的多个顶点之中，选择一个顶点作为目标顶点进一步包括：

确定所述第一层包围盒的每一个顶点到所述物体的表面的最短距离；

选择所有最短距离中最大的一个作为第一距离；以及

将第一距离所对应的顶点作为目标顶点。

4.根据权利要求3所述的方法，其中确定所述第一层包围盒的每一个顶点到所述物体的表面的最短距离进一步包括：

分别针对第一层包围盒的每一个顶点，执行以下处理：

确定第一层包围盒的一个顶点所对应的特定方向；

确定以该顶点所对应的特定方向为法向量的、且与该顶点距离最近的支撑平面；以及

计算从该顶点到所述支撑平面的距离作为该顶点到所述物体的表面的最短距离。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述支撑函数的临时解是预先确定的，或者通过以下处理而更新的：

当所述支撑函数在一个子域的上界大于所述支撑函数的临时解且该子域的大小小于第一预定阈值时，在该子域上求解所述支撑函数；

当求解出的所述支撑函数的值大于所述支撑函数的临时解时，以求解出的支撑函数更新所述支撑函数的临时解。

6.根据权利要求1所述的方法，其中基于支撑函数的临时解，在所述支撑函数与所述多个子域对应的多个上界之中选择一个，作为所述距离参数的最大值进一步包括：

在所述多个上界之中，选择与所述支撑函数的临时解之差大于0且小于第二预定阈值的一个上界，作为所述距离参数的最大值。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述物体为通过对另一物体分割而得到的子物体，或者所述物体为另外多个物体的组合。

8.一种物体碰撞检测方法，包括：

至少针对第一物体，确定能够将第一物体容纳在其中的多层包围盒；以及

逐层地进行第一物体的多层包围盒与第二物体之间的碰撞检测，以获得基于多层包围盒的碰撞检测结果；以及

根据基于多层包围盒的碰撞检测结果，确定第一物体和第二物体之间的碰撞检测结果，

其中，能够将第一物体容纳在其中的多层包围盒是使用如权利要求1所述的方法针对所述第一物体确定的。