(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210646958.2 (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 中国兵器 工业新技术推广研究所 地址 100089 北京市海淀区车道沟10号院 (72)发明人 夏雨萌　李济龙　王丽微　 (74)专利代理 机构 中国兵器 工业集团公司专利 中心 11011 专利代理师 王晓娜 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种智能涂装机 器人碰撞检测计算方法 (57)摘要 本发明涉及一种智能涂装机器人碰撞检测 计算方法， 解决了传统的包围盒碰撞检测算法碰 撞检测的速度与实时性差的问题。 该方法包括以 下步骤： 1.构建单个机器人的混合包围体层次 树， 包括构建顶层多层层次树、 构建中间层的多 层层次树、 构建底层； 2.构建碰撞 检测时每2 个机 器人间的动态包围体层次树， 设计的动态包围体 层次树包含3层结构： 上层动态剔除层、 中间连杆 层、 底层； 3.碰撞 检测并行 实现。 本发明对每个机 器人模型采用混合包围体层次树的结构形式进 行划分； 为满足实时性要求， 基于混合包围体层 次树的结构形式设计出动态包围体层次树， 并在 此基础上设计并行架构实现碰撞检测并行计算， 提高了碰撞检测效率。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114936469 A 2022.08.23 CN 114936469 A 1.一种智能涂装机器人碰撞检测计算方法， 其特 征在于： 该计算方法包括以下步骤： 1)构建单个机器人的混合包围体层次树 1.1)构建顶层多层 层次树 选用LSS包围机器人连杆模型作为混合包围体层次树的顶层， 并作为AABB包围体的构 建基元， 以自底向上方式和二叉树数据结构来构 造顶层多层层次树， 根据以上构建规则， 形 成单机器人混合包围体层次树； 1.2)构建中间层的多层 层次树 涂装机器人连杆模型是刚性的细长杆， 采用OBB包围体建立混合包围体层次树的中间 层， OBB包围体层次树的数量对应于连杆个数， OBB包围体层次树是采用自顶而下方式和二 叉树的数据结构进行构建； 1.3)构建底层 将中间层层次树底层中发生碰撞的OBB包围体所包围的三角面片顶点坐标分别转换到 世界坐标系下， 转换后得到的三角面片 构成混合包围体层次树的底层； 2)构建碰撞检测时每2个机器人间的动态包围体层次树； 2.1)构建上层动态剔除层； 先按照单个机器人混合包围体层次树中顶层的构建方法构建每个机器人的顶层层次 树， 然后在连 杆碰撞检测对的基础上构建上层动态剔除层； 2.2)构建中间连 杆层； 将上层动态剔除层中发生碰撞的连杆碰撞检测对中每个连杆改用 OBB包围体重新包 围， 先按照单个机器人混合包围体层次树中间层层次树的构建方法建立每个连杆的OBB包 围体层次树， 然后每个连杆碰撞检测对构建一个中间连杆层， 其顶层由连杆碰撞检测对中2 个连杆的OBB 包围体层次树的顶层OBB包围体构成， 按照上层动态剔除层的构建方法向下构 建中间连 杆层层次树； 2.3)构建底层； 先按照单个机器人混合包围体层次树的底层构建方法将在中间连杆层中确定需要进 行碰撞检测的三角面片对进行坐标变换， 然后用这些三角面片 检测对构成动态层次树的底 层； 3)碰撞检测并行实现 采用Open  MP的3种并行结构Omp  Sections、 Omp  For和Omp  Single设计动态包围体层 次树遍历流 程， 通过构建动态包围体层次树并行 结构， 实现多机器人间碰撞检测并行计算。 2.如权利要求1所述的智能涂装机器人碰撞检测计算方法， 其特征在于： 所述步骤1) 中， 构建中间层的多层层次树时， 当连杆坐标发生变化后， 更新中间层层次树中顶层OBB包 围体的坐标， 其大小 形状不变， 无须重新对中间层层次树的中间层与底层 进行构建， 快速更 新中间层 层次树。 3.如权利要求1所述的智能涂装机器人碰撞检测计算方法， 其特征在于： 所述步骤3)进 一步包括： 1.采用Omp Sections构建多机器人动态包围体层次树； 2.采用Omp For进行动态剔除层A ABB相交检测； 3.采用Omp Single对AABB是否相交进行判断；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114936469 A 2如相交， 则相交的A ABB对应生成中间连 杆层OBB数组； 如不相交， 遍历结束； 4.采用Omp For进行中间连 杆层OBB相交检测， 判断OB B是否相交； 如不相交， 遍历结束； 如相交， 则判断叶子节点OB B是否相交； 如相交， 存 储至底层三角面片检测对； 如不相交， 索引数组生成下一层OB B相交检测； 5.判断下一层OB B相交检测数 是否为0； 如不为0时， 返回到步骤4， 采用O mp For进行中间连 杆层OBB相交检测步骤； 如下一层OBB相交检测数为0时， 检测三角面片对数是否为0； 三角面片对数为0， 遍历结 束； 如三角面片对数不 为0， 采用O mp For进行底层三角面片相交检测； 6.判断三角面片是否相交； 如三角面片相交， 存 储相交三角面片， 遍历结束； 如三角面片不相交， 将统计三角面片检测对中相交个数变量和相交三角面片坐标转换 到世界坐标系的计算放到Omp  single结构中执行， 由多线程中先到的那个线程来执行， 遍 历结束。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114936469 A 3