[发明专利]一种基于空间碰撞检测的智能定位方法

说明书

一种基于空间碰撞检测的智能定位方法，其特征在于，所述方法至少包括：将三维空间自动分区为至少一个具有编号的立方体空间；基于所述立方体空间与模型对象的碰撞模式筛选可用立方体空间，将由定位数据以数据过滤的方式筛选获得的可用定位点位与所述可用立方体空间以空间区域与空间点位的碰撞模式进行计算并获得能够确定轨迹点位的碰撞结果，基于所述轨迹点位的时间属性将所述轨迹点位自动连接形成移动轨迹。本发明能够在三维空间内完全模拟出真实位置，实现标准模型自动生成且智能移动。

技术领域

本发明涉及碰撞检测技术领域，尤其涉及一种基于空间碰撞检测的智能定位方法。

背景技术

碰撞检测作为计算机图形和物理仿真领域中一项不可缺少的组成部分，是虚拟仿真，机器人路径规划等课题方向的研究过程中必须要解决的问题。近几年来，随着计算机技术的不断发展，碰撞检测被广泛地应用于计算机游戏，虚拟现实等领域中，并已成为研究者关注的热点问题。在虚拟手术中，虚拟手术器械与人体组织的碰撞是变形计算的基础，也是切割手术的前提。在变形计算和模型切割过程中，操作者对碰撞检测的要求较高，碰撞检测的结果不仅反映了碰撞的基本情况，而且为进一步的变形计算提供了详细的碰撞信息。

然而，现有的空间碰撞检测方法，分区计算的时候对电脑运行的要求较高，运行过程涉及的算法种类较多，可能涉及侵权第三方的专利算法，甚至还需要自己创建计算方法。不仅如此，目前的空间碰撞检测方法中，分区计算都比较依赖自己公司研发的三维引擎来进行计算，这对于空间碰撞检测方法的兼容具有相当大的难度。市面上大部分的空间分区是二维定位，如百度谷歌等地图功能，或者是其余部分三维公司也涉及到该应用场景。现有的分区计算还需借助UWB定位技术进行定位坐标采集和初步计算，比较繁琐。

例如，中国专利CN 107610231 A公开了一种动态碰撞检测方法，判断多面体A与多面体B是否发生碰撞，其特征在于，包括以下步骤：将多面体A分解为N个简单多面体A1，A2，……，AN，将多面体B分解为M个简单多面体B1，B2，……，BM，再利用Cluster结构或SMP结构的并行机同时判断简单多面体Ai，i＝1，2，……，N，与简单多面体Bk，k＝1，2，……，M，是否发生碰撞，若有，则多面体A与多面体B有碰撞发生，否则没有，其中，将多面体A分解为N个简单多面体A1，A2，……，AN与将多面体B分解为M个简单多面体B1，B2，……，BM的方法相同，包括以下步骤：步骤1、获取待处理的多面体的顶点坐标值以及构成多面体的各个平面的顶点序列；步骤2、根据平面方程生成函数得到构成多面体的所有平面的平面方程，各个平面的法向量指向多面体外部；步骤3、从顶点序列中选择凸顶点，组成凸顶点序列；步骤4、从凸顶点序列中选取一个未经过处理的凸顶点，将其邻接顶点投影到平面上，利用Delaunay三角剖分算法，得到当前凸顶点的凸空间；步骤5、将当前凸顶点和它的凸空间从多面体中剖分为独立的四面体；步骤6、是否遍阅凸顶点序列中的每个凸顶点，若是，则完成剖分，否则返回步骤4。该专利就是典型的模型对象与模型对象的碰撞，在完成任意多凸体的剖分算法基础上，将之应用于虚拟环境中的碰撞检测中，引入并行技术来提高碰撞检测的实时性。

中国专利CN 110047143A公开了一种基于空间细分与动态包围盒的连续碰撞检测方法，其特征是按以下步骤：步骤1：构造被用于碰撞检测的虚拟软组织模型与虚拟器械模型；步骤2：计算检测对象的移动路径所占据的空间，若待检测对象的移动路径共用同一个空间，则执行下一步，否则退出检测；步骤3：为同一空间内的对象的移动路径构建动态包围盒，并对这些包围盒做相交测试；若相交，则执行下一步，否则退出检测；步骤4：二分法确定可能发生碰撞的位置，回溯技术将待测对象从实际位置回退至初次碰撞发生位置；步骤5：为可能发生接触的对象集构建层次包围盒并执行包围盒相交检测；若检测到子节点包围盒相交，则执行下一步，否则退出检测；步骤6：精确检测步骤5中的子节点所包含的特征是否碰撞；若检测到发生碰撞，则重新计算待测对象的位置；否则待测对象位置不变。该专利能够解决离散碰撞检测方法在虚拟手术应用中“穿透”和“漏检”的问题，在保证精确性的前提下能极大地提升计算效率。但是，该专利依然无法对空间碰撞检测的定位数据进行准确地计算。