基于混合层次包围盒的水下训练机械臂碰撞检测方法研究

摘要：

针对航天员水下训练超大作业空间中的人机安全问题,提出了一种快速、精准的机械臂碰撞检测方法.首先,基于最小包络和二分法寻找模型最小包络球体及胶囊体,实现模型的最优球体及胶囊体包围盒的自动生成;然后,基于二叉树的思想,采用轴对齐包围盒(AABB)和球体及胶囊体包围盒2层结构,按照自顶向下的顺序对机械臂及舱体模型建立混合层次包围盒树,遵循同层优先的原则对层次包围盒树节点进行遍历,利用上层AABB层实现碰撞部位的快速定位,利用下层球体及胶囊体包围盒层保证碰撞检测的精度;最后,将该方法集成于自主研发的水下训练机械臂操控系统,进行了试验验证.结果表明:该方法减少了包围盒的多余体积,提高了碰撞检测的精度,计算效率提升了45％以上,满足超大作业空间碰撞检测准确性及实时性要求.

关键词：航天训练、水下机械臂、层次包围盒、碰撞检测、模型简化

所属期刊栏目：28

分类号：TP242.2;V44(自动化技术及设备)

在线出版日期：2022-11-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：627-636