本技術(shù)涉及數(shù)據(jù)處理，尤其涉及基于數(shù)字孿生引擎的物理碰撞監(jiān)測(cè)與反饋方法、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、目前，在物理實(shí)體的碰撞監(jiān)測(cè)與反饋方面，傳統(tǒng)的碰撞檢測(cè)系統(tǒng)主要依賴(lài)于物理傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并結(jié)合算法進(jìn)行碰撞檢測(cè)，然而，由于目前碰撞檢測(cè)系統(tǒng)的反饋機(jī)制不完善，無(wú)法實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地將碰撞檢測(cè)結(jié)果反饋給物理實(shí)體的控制系統(tǒng)，導(dǎo)致控制系統(tǒng)不能及時(shí)對(duì)碰撞事件做出相應(yīng)的反應(yīng)。

2、上述內(nèi)容僅用于輔助理解本技術(shù)的技術(shù)方案，并不代表承認(rèn)上述內(nèi)容是現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的主要目的在于提供一種基于數(shù)字孿生引擎的物理碰撞監(jiān)測(cè)與反饋方法、設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，旨在解決如何提高物理碰撞的監(jiān)測(cè)與反饋的即時(shí)性的技術(shù)問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提出一種基于數(shù)字孿生引擎的物理碰撞監(jiān)測(cè)與反饋方法，所述的基于數(shù)字孿生引擎的物理碰撞監(jiān)測(cè)與反饋方法包括：

3、基于待檢測(cè)物理實(shí)體對(duì)數(shù)字孿生模型中的模型物理實(shí)體進(jìn)行初步碰撞檢測(cè)，確定初步碰撞物體；

4、遍歷所述初步碰撞物體在所述數(shù)字孿生模型中的混合層次包圍盒層次樹(shù)，逐層檢查每個(gè)節(jié)點(diǎn)是否與待檢測(cè)物理實(shí)體的包圍盒相交，確定發(fā)生相交的所述混合層次包圍盒層次樹(shù)的葉子節(jié)點(diǎn)；

5、對(duì)于與所述待檢測(cè)物理實(shí)體的包圍盒發(fā)生相交的所述葉子節(jié)點(diǎn)，則通過(guò)幾何計(jì)算確定碰撞檢測(cè)結(jié)果，并實(shí)時(shí)同步到數(shù)字孿生模型；

6、向所述待檢測(cè)物理實(shí)體的控制系統(tǒng)反饋所述碰撞檢測(cè)結(jié)果，以調(diào)整所述待檢測(cè)物理實(shí)體的運(yùn)行狀態(tài)。

7、在一實(shí)施例中，所述基于待檢測(cè)物理實(shí)體對(duì)數(shù)字孿生模型中的模型物理實(shí)體進(jìn)行初步碰撞檢測(cè)，確定初步碰撞物體的步驟之前，包括：

8、通過(guò)三維建模工具和物理仿真軟件，構(gòu)建所述模型物理實(shí)體所在的物理系統(tǒng)的所述數(shù)字孿生模型，并集成至數(shù)字孿生引擎，以模擬所述物理系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)；

9、實(shí)時(shí)采集所述物理系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將采集到的所述運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鰯?shù)字孿生模型，以確保所述數(shù)字孿生模型中的數(shù)據(jù)與所述物理系統(tǒng)中的所述運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)同步。

10、在一實(shí)施例中，所述遍歷所述初步碰撞物體在所述數(shù)字孿生模型中的混合層次包圍盒層次樹(shù)，逐層檢查每個(gè)節(jié)點(diǎn)是否與待檢測(cè)物理實(shí)體的包圍盒相交，確定發(fā)生相交的所述混合層次包圍盒層次樹(shù)的葉子節(jié)點(diǎn)的步驟之前，包括：

11、根據(jù)所述數(shù)字孿生模型中各模型物理實(shí)體的幾何特性，構(gòu)建所述混合層次包圍盒層次樹(shù)。

12、在一實(shí)施例中，所述根據(jù)所述數(shù)字孿生模型中各模型物理實(shí)體的幾何特性，構(gòu)建所述混合層次包圍盒層次樹(shù)的步驟包括：

13、采用自頂向下的方法構(gòu)建所述混合層次包圍盒層次樹(shù)，從所述數(shù)字孿生模型的包圍盒開(kāi)始，作為所述混合層次包圍盒層次樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)；

14、將所述根節(jié)點(diǎn)進(jìn)行遞歸，劃分形成至少一個(gè)子節(jié)點(diǎn)，每個(gè)所述子節(jié)點(diǎn)代表所述數(shù)字孿生模型的一個(gè)子區(qū)域；

15、根據(jù)所述子區(qū)域中各所述物理實(shí)體的幾何特性，選擇對(duì)應(yīng)的包圍盒類(lèi)型為每個(gè)所述子節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述子區(qū)域構(gòu)建包圍盒；

16、若所述子節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜度達(dá)到預(yù)設(shè)復(fù)雜度閾值，則確定所述混合層次包圍盒層次樹(shù)構(gòu)建完成。

17、在一實(shí)施例中，所述根據(jù)所述數(shù)字孿生模型中各模型物理實(shí)體的幾何特性，構(gòu)建所述混合層次包圍盒層次樹(shù)的步驟，還包括：

18、采用自底向上的方法構(gòu)建包圍盒層次樹(shù)，從所述數(shù)字孿生模型的基本幾何元素開(kāi)始，為每個(gè)所述基本幾何元素構(gòu)建包圍盒，作為所述混合層次包圍盒層次樹(shù)的葉子節(jié)點(diǎn)；

19、將相鄰的所述葉子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行遞歸，歸并為父節(jié)點(diǎn)，每個(gè)所述父節(jié)點(diǎn)代表所述數(shù)字孿生模型的一個(gè)子區(qū)域；

20、根據(jù)所述子區(qū)域中各所述模型物理實(shí)體的幾何特性，選擇對(duì)應(yīng)的包圍盒類(lèi)型為每個(gè)所述父節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述子區(qū)域構(gòu)建包圍盒；

21、若各所述葉子節(jié)點(diǎn)歸并為一個(gè)根節(jié)點(diǎn)，則確定所述混合層次包圍盒層次樹(shù)構(gòu)建完成。

22、在一實(shí)施例中，所述對(duì)于與所述待檢測(cè)物理實(shí)體的包圍盒發(fā)生相交的所述葉子節(jié)點(diǎn)，則通過(guò)幾何計(jì)算確定碰撞檢測(cè)結(jié)果，并實(shí)時(shí)同步到數(shù)字孿生模型的步驟包括：

23、從發(fā)生相交的所述葉子節(jié)點(diǎn)和所述待檢測(cè)物理實(shí)體中提取基本圖元；

24、通過(guò)相交測(cè)試算法，對(duì)所述基本圖元進(jìn)行相交測(cè)試，判斷所述基本圖元是否相交；

25、若所述基本圖元相交，則通過(guò)幾何計(jì)算，確定所述基本圖元的相交點(diǎn)和相交深度以及相交法線(xiàn)，作為幾何計(jì)算結(jié)果；

26、根據(jù)所述幾何計(jì)算結(jié)果，判斷是否發(fā)生碰撞，確定所述碰撞檢測(cè)結(jié)果，并將所述碰撞檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)同步到所述數(shù)字孿生模型中。

27、在一實(shí)施例中，所述向所述待檢測(cè)物理實(shí)體的控制系統(tǒng)反饋所述碰撞檢測(cè)結(jié)果，以調(diào)整所述待檢測(cè)物理實(shí)體的運(yùn)行狀態(tài)的步驟之前，包括：

28、根據(jù)系統(tǒng)特性和控制需求，選擇對(duì)應(yīng)的控制算法，并對(duì)所述控制算法的參數(shù)進(jìn)行調(diào)優(yōu)，以獲得最佳的控制效果；

29、根據(jù)所述碰撞檢測(cè)結(jié)果和所述控制算法，制定反饋控制策略，并集成至數(shù)字孿生引擎；

30、將所述反饋控制策略與所述待檢測(cè)物理實(shí)體的控制系統(tǒng)相結(jié)合，形成閉環(huán)控制回路；

31、基于所述閉環(huán)控制回路，若檢測(cè)到碰撞事件，則執(zhí)行所述向所述待檢測(cè)物理實(shí)體的控制系統(tǒng)反饋所述碰撞檢測(cè)結(jié)果，以調(diào)整所述待檢測(cè)物理實(shí)體的運(yùn)行狀態(tài)的步驟。

32、在一實(shí)施例中，所述向所述待檢測(cè)物理實(shí)體的控制系統(tǒng)反饋所述碰撞檢測(cè)結(jié)果，以調(diào)整所述待檢測(cè)物理實(shí)體的運(yùn)行狀態(tài)的步驟包括：

33、根據(jù)所述碰撞檢測(cè)結(jié)果，確定碰撞事件信息和碰撞結(jié)果信息，作為碰撞相關(guān)信息；

34、將所述碰撞相關(guān)信息與所述數(shù)字孿生模型中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析；

35、基于所述對(duì)比分析的結(jié)果，生成反饋內(nèi)容；

36、將所述反饋內(nèi)容反饋給所述待檢測(cè)物理實(shí)體的控制系統(tǒng)，以調(diào)整所述待檢測(cè)物理實(shí)體的運(yùn)行狀態(tài)。

37、此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)還提出一種基于數(shù)字孿生引擎的物理碰撞監(jiān)測(cè)與反饋設(shè)備，所述設(shè)備包括：存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序配置為實(shí)現(xiàn)如上文所述的基于數(shù)字孿生引擎的物理碰撞監(jiān)測(cè)與反饋方法的步驟。

38、此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)還提出一種存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)為計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上文所述的基于數(shù)字孿生引擎的物理碰撞監(jiān)測(cè)與反饋方法的步驟。

39、本技術(shù)提供了一種基于數(shù)字孿生引擎的物理碰撞監(jiān)測(cè)與反饋方法，本技術(shù)基于待檢測(cè)物理實(shí)體對(duì)數(shù)字孿生模型中的模型物理實(shí)體進(jìn)行初步碰撞檢測(cè)，確定初步碰撞物體；基于初步碰撞物體，遍歷初步碰撞物體在數(shù)字孿生模型中的混合層次包圍盒層次樹(shù)，逐層檢查每個(gè)節(jié)點(diǎn)是否與待檢測(cè)物理實(shí)體的包圍盒相交，確定發(fā)生相交的混合層次包圍盒層次樹(shù)的葉子節(jié)點(diǎn)；對(duì)于與待檢測(cè)物理實(shí)體的包圍盒發(fā)生相交的葉子節(jié)點(diǎn)，則通過(guò)幾何計(jì)算確定碰撞檢測(cè)結(jié)果，并實(shí)時(shí)同步到數(shù)字孿生模型；向待檢測(cè)物理實(shí)體的控制系統(tǒng)反饋碰撞檢測(cè)結(jié)果，以調(diào)整待檢測(cè)物理實(shí)體的運(yùn)行狀態(tài)。本技術(shù)通過(guò)初步碰撞檢測(cè)，篩選出可能發(fā)生碰撞的物理實(shí)體，避免了對(duì)所有物理實(shí)體都進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，提高了碰撞檢測(cè)的效率。通過(guò)構(gòu)建混合層次包圍盒層次樹(shù)，將復(fù)雜的物理實(shí)體模型簡(jiǎn)化為一系列包圍盒，使得碰撞檢測(cè)可以在不同層級(jí)上逐步進(jìn)行，從而在保證精度的同時(shí)提高了檢測(cè)速度。一旦檢測(cè)到碰撞，通過(guò)幾何計(jì)算確定碰撞的具體位置和情況，并實(shí)時(shí)同步到數(shù)字孿生模型中，確保了虛擬環(huán)境中的狀態(tài)與物理實(shí)體保持一致，以進(jìn)行進(jìn)一步?jīng)Q策，將碰撞檢測(cè)結(jié)果及時(shí)反饋給物理實(shí)體的控制系統(tǒng)，以根據(jù)碰撞情況調(diào)整物理實(shí)體的運(yùn)行狀態(tài)。本技術(shù)達(dá)成了提高物理碰撞的監(jiān)測(cè)與反饋的準(zhǔn)確性的技術(shù)效果。