[发明专利]一种基于AABB与OBB自适应的虚拟装配中实时碰撞检测方法

摘要

本发明涉及一种基于AABB与OBB自适应的复合包围盒算法。首先，设定方向轴夹角阈值eps；其次，由顶点坐标和索引数据计算包围盒的中心位置m；计算协方差矩阵C；求协方差矩阵C的特征向量并单位化，作为零件的三个方向轴；分别计算零件三个方向轴与标准坐标轴XYZ的夹角θ₁、θ₂、θ₃；最后，将θ₁、θ₂、θ₃分别与给定阈值eps进行比较，若都小于等于给定阈值eps，则采用AABB包围盒，计算AABB包围盒的长、宽、高，根据中心m构建AABB包围盒；若其中有一个夹角大于给定阈值eps，则根据中心位置m、绕标准坐标轴的旋转角度、、构建OBB包围盒。本发明能够根据三维零件模型的实际特征，自适应地选择采用AABB方法或OBB方法构造零件包围盒，灵活性好，具有一定的智能化水平。

主权项

1.一种基于AABB与OBB自适应的虚拟装配中实时碰撞检测方法，其特征在于：包括如下步骤，S1：设定方向轴夹角阈值eps；S2：由顶点坐标和索引数据计算包围盒的中心位置m；S3：计算协方差矩阵C；S4：求协方差矩阵C的特征向量并单位化，作为零件的三个方向轴；S5：分别计算零件三个方向轴与标准坐标轴XYZ的夹角θ1、θ2、θ3；S6：将θ₁、θ₂、θ₃分别与给定阈值eps进行比较，若都小于等于给定阈值eps，则采用AABB包围盒，计算AABB包围盒的长、宽、高，根据中心m构建AABB包围盒；若其中有一个夹角大于给定阈值eps，则采用OBB包围盒，将顶点坐标分别往零件三个方向轴上投影，计算OBB包围盒的长、宽、高，由夹角θ₁、θ₂、θ₃计算绕X轴的旋转角度θ、绕Y轴的旋转角度绕Z轴的旋转角度ψ，最后，根据中心位置m、绕标准坐标轴的旋转角度θ、ψ构建OBB包围盒；所述包围盒用于虚拟装配中实时碰撞检测；所述步骤S2的中心位置m计算公式如下，其中，pi、qi和ri分别为包围盒包围的被装配的零件模型的n个三角形中第i个三角形的顶点矢量；所述步骤S3的协方差矩阵C计算公式如下，其中，j、k代表顶点的分量；均为三维向量。