基于FDH包围盒算法的煤矿井下机器人避障最小安全距离控制

煤矿井下复杂多变的环境对煤矿井下机器人的避障能力提出更高的要求。提出基于FDH包围盒算法的煤矿井下机器人避障最小安全距离控制。构建煤矿井下机器人的运动学模型,通过控制各轮子的加速度控制机器人运动状态;采用FDH包围盒算法构造FDH二叉树,利用点三角形碰撞检测方法精确计算机器人与障碍物基本几何元素之间的距离,进而判断两者是否发生碰撞。排除不会发生碰撞的障碍物后,采用一元五次多项式算法规划机器人移动轨迹,并获取机器人横向加速度,根据位移量与横向加速度确定机器人避障最小安全距离。实验结果说明:利用该方法进行避障最小安全距离控制,机器人在简单场景和复杂场景狭窄的空间中能够成功避开障碍物,平滑、顺利到达终点;且所规划出的避障轨迹中机器人与障碍物之间的安全距离最小。

基于FDH包围盒的布料碰撞检测

在布料仿真中,碰撞检测与响应十分复杂,很难同时具备真实感和实时性。针对此问题,采用质点弹簧模型进行建模,基于FDH包围盒提出一种快速的检测基本几何元素间碰撞的方法。通过分析点的位置向量与三角平面的夹角,利用向量内积的性质来判断点与三角形的位置关系,同时进行了相应的碰撞响应处理。实验结果表明,采用该方法进行碰撞检测既保证了模拟的真实性,同时又提高了系统的实时性。