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          南海区路灯维修车出租,   南海区路灯安装车出租,   南海区路灯车出租       路灯车机械臂工作空间中存在各种各样的障碍物，为了保证安全运行，需要进行碰撞检测。碰撞检测算法包括基于时间域的碰撞检测和基于空间域的碰撞检测。基于时间域的碰撞检测算法又可以分为静态碰撞检测、离散碰撞检测算法和连续碰撞检测算法。静态碰撞检测是指场景中的障碍物不随着时间变化而改变，用来检测静止状态中各物体之间是否发生碰撞。离散碰撞检测对时间进行离散化，检测每个时间状态下场景中各物体之间是否发生碰撞，每个时间状态的检测可以看成静态碰撞检测。连续碰撞检测算法是指在一定的时间间隔知内，判断运动物体是否与其他物体碰撞，考虑了物体的运动状态。基于空间域的碰撞检测算法包括空间分解法和包围盒法。空间分解法先将空间栅格化，然后确定空间中各物体所处的一个或多个单元格，对占据同一单元格或相邻单元格的物体进行碰撞检测，但该算法只适用于稀疏环境中分布较均匀几何对象间的碰撞检测。包围盒法是碰撞检测算法中使用非常广泛的一种算法，主要通过将空间中的对象用包围盒包围，使用包围盒求交算法达到碰撞检测的目的，比使用物体的求交算法简单得多。包围盒法主要包括基于轴向包围盒的碰撞检测、基于方向包围盒的碰撞检测和基于包围球的碰撞检测。

      １基于ＡＡＢＢ的碰撞检测．将障碍物用一个立方体包围，无论障碍物是何种姿态，立方体的六个面始终平行于世界坐标系的三个坐标轴，如图２－５所示。机械臂连杆也采用相同的方法用立方体包围，则进行碰撞检测时只需要判断连杆包围盒和障碍物包围盒是否碰撞。判断两个轴向包围盒是否相交只需要判断它们在三个轴向平面的投影是否相交，如果都相交则说明两个包围盒相交。以两包围盒在平面的投影为例说明，两包围盒在平面内的投影不相交，类似的可以判断两包围盒在ｘｏｚ和ｙ〇ｚ平面的投影是否相交，如果都相交则说明机械臂连杆与障碍物碰撞，反之只要有一个投影不相交则机械臂连杆与障碍物无碰。因此在检测两包围盒是否相交时只需验证是否满足如下条件.    若以上条件只要满足一个则说明机械臂连杆与障碍物无碰。从以上推导过程可看出，基于ＡＡＢＢ包围盒的碰撞检测算法模型构造简单，在进行两物体间碰撞检测时的计算复杂度低，因此可用于在线规划。但使用该包围盒对障碍物进行建模大大占用了机械臂可运动空间，容易造成机械臂无足够空间完成执行任务的情况，因此该算法不适用于动态避障规划。

       ２基于ＯＢＢ的碰撞检测，基于ＯＢＢ的碰撞检测也使用立方体将障碍物包围，不同的是包围盒的方向随着物体的姿态变化而改变。与轴向包围盒相比，方向包围盒包裹物体更加紧密，不会太占用机械臂的可运行空间，但方向包围盒的碰撞检测要比轴向包围盒复杂。如果能找到一个平面，使两个方向包围盒在平面两侧则两个方向包围盒不相交，该平面称为分离平面，平面的法向量称为分离轴，两个方向包围盒在分离轴上的投影也不相交。如果两个包围盒不相交，则一定能够找到一个分离平面，该平面平行于包围盒表面或者平行于两个包围盒的边。

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            Ｌｍｆｃ为机械臂连杆方向包围盒模型，为障碍物方向包围盒模型， 机械臂连杆和障碍物包围盒中心，为机械臂连杆包围盒坐标轴单位向量，为障碍物包围盒坐标轴单位向量、２轴向的包围盒半边长。考虑分离平面平行于包围盒表面的情况，此时分离轴平行于包围盒坐标轴。以分离轴平行于X轴为例，此时障碍物在分离轴上的投影.    机械臂连杆在分离轴上的投影.   当两包围盒中心距离大于两包围盒在分离轴上投影长度的一半时，认为两包围盒在该分离轴上不相交，即机械臂连杆与障碍物无碰.    分离轴平行于障碍物包围盒其他坐标轴和机械臂连杆包围盒坐标轴的情况也可以类比求解。考虑分离平面平行于两包围盒边的情况，此时分离轴平行于两包围盒边的公垂线。

            同样，当两包围盒中心距离大于两包围盒在分离轴上投影长度的一半时，认为两包围盒在该分离轴上不相交，即机械臂连杆与障碍物无碰,   其他平行于两包围盒边公垂线的分离轴可类比求解。平行于坐标轴的分离轴有６种，平行于包围盒边公垂线的分离轴有９种，则基于ＯＢＢ的碰撞检测需要至少比较１５次，相比基于ＡＡＢＢ包围盒碰撞检测算法计算复杂度要高许多，且当需要求取机械臂与障碍物的最近距离和最近点时需要更进一步增加计算量。因此即使使用轴向围盒可以更精确地对障碍物建模，占用机械臂可运行空间较少，该碰撞检测算法仍然不适用于动态避障规划。

              基于包围球的碰撞检测,   基于包围球的碰撞检测基本思想是将障碍物放在一个大小合适的球体内，使得球体完全包围障碍物，进行碰撞检测时只需要检测其他物体与包围球是否发生碰撞。当使用包围球与机械臂进行碰撞检测时，机械臂连杆可抽象为一个胶囊模型，则机械臂与障碍物的碰撞检测可抽象为线与点距离求解。机械臂连杆与障碍物可能的三种相对位姿.。通过以上介绍可知，基于包围球的碰撞检测算法计算复杂度低、较易实现，且能得到机械臂于障碍物之间的最近距离及最近点。虽然球形包围盒相较于轴向包围盒占用了更多机械臂运动空间但在可接受范围内，因此该算法适合用于动态避障规划中的碰撞检测。

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