(19)中华 人民共和国 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 202111669120.7 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 中国电子产品可靠性与环境试验研 究所 （ （工业和信息化部电子第五研 究所） （中国赛宝实验室） ） 地址 511300 广东省广州市增城区朱 村街 朱村大道西78号 (72)发明人 朱嘉伟　陈垦伦　杨雪鹤　范哲铭　 梁佩博　陈强　李亚球　李骞　 王春辉　时钟　 (74)专利代理 机构 华进联合专利商标代理有限 公司 44224 代理人 李文渊 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06T 17/00(2006.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 17/11(2006.01) (54)发明名称 碰撞检测方法、 装置、 计算机设备和存储介 质 (57)摘要 本申请涉及一种碰撞检测方法、 装置、 计算 机设备和存储介质。 方法包括： 获取螺旋桨的多 个扫描数据点， 并根据多个扫描数据点确定离散 化三维模型； 获取球体飞行物的运动方程； 根据 离散化三维模 型的模型参数、 运动方程以及球体 飞行物的半径， 确定球体飞行物的质心相对于螺 旋桨的运动轨迹方程； 根据离散化三维模型， 确 定螺旋桨表 面各扫描数据点的空间位置； 根据运 动轨迹方程和螺旋桨表面各数据扫描点的空间 位置， 确定螺旋桨与球体飞行物是否发生碰撞。 从而， 在碰撞检测中考虑了螺旋桨和飞行物的实 际轨迹和物理结构， 实现了对螺旋桨和球体飞行 物是否发生碰撞的精确检测。 权利要求书3页 说明书12页 附图7页 CN 114329997 A 2022.04.12 CN 114329997 A 1.一种碰撞检测方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取螺旋桨的多个扫描数据点， 并根据多个所述扫描数据点确定 离散化三维模型； 获取球体飞行物的运动方程； 根据所述离散化三维模型的模型参数、 所述运动方程以及所述球体飞行物的半径， 确 定所述球 体飞行物的质心相对于所述螺 旋桨的运动轨 迹方程； 根据所述离 散化三维模型， 确定所述螺 旋桨表面各 所述扫描数据点的空间位置； 根据所述运动轨迹方程和所述螺旋桨表面各数据扫描点的空间位置， 确定所述螺旋桨 与所述球 体飞行物是否发生碰撞。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述获取球 体飞行物的运动方程， 包括： 获取所述球体飞行物在原始坐标系下的初始位置以及在所述原始坐标系下所述球体 飞行物质心的运动轨 迹方向向量； 根据所述运动轨迹方向向量对所述原始坐标系进行坐标转换得到目标坐标系， 其中， 所述运动轨迹方向向量平行于所述目标坐标系中的XOY平面； 根据所述原始坐标系和所述目标坐标系之间的转换信 息， 确定所述球体飞行物在所述 目标坐标系下的所述 运动方程。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述运动轨迹方向向量包括所述球体飞行 物的运动轨迹在所述原始坐标系上的X轴方向向量、 Y轴 方向向量、 Z轴方向向量， 所述根据 所述运动轨迹方向向量对所述原 始坐标系进行坐标转换 得到目标坐标系， 包括： 根据所述Y轴方向 向量、 所述Z轴方向 向量， 确定 旋转角度； 根据所述旋转角度， 绕所述原始坐标系的X轴旋转所述原始坐标系， 得到所述目标坐标 系。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述原始坐标系和所述目标坐标 系之间的转换信息， 确定所述球 体飞行物在所述目标坐标系下的所述 运动方程， 包括： 获取所述运动轨迹方向向量与所述原 始坐标系X轴的锐角夹角； 根据所述锐角夹角和所述旋转角度， 确定所述原始坐标系和所述目标坐标系之间的转 换信息； 根据所述转换信 息和所述初始位置， 构建所述球体飞行物在所述目标坐标系下的所述 运动方程。 5.根据权利要求2 ‑4任一项所述的方法， 其特征在于， 根据 所述离散化三维模型的模型 参数、 所述运动方程以及所述球体飞行物的半径， 确定所述球体飞行物的质心相对于所述 螺旋桨的运动轨 迹方程， 包括： 获取沿所述螺 旋桨旋转轴方向上的所述离 散化三维模型的高度； 根据所述离散化三维模型的高度、 所述球体飞行物的半径、 所述运动方程， 确定在所述 目标坐标系下的所述 运动轨迹方程。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述运动轨迹方程的变化范围根据相邻的 所述扫描 数据点之间的距离、 所述离散化三 维模型的高度、 所述球体飞行物的半径、 以及所 述运动轨迹方向向量来确定。 7.根据权利要求2 ‑4任一项所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述离散化三维模型， 确定所述螺 旋桨表面各 所述扫描数据点的空间位置， 包括：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114329997 A 2获取所述螺旋桨旋转的角速度、 各个所述扫描数据点在所述目标坐标系Y轴和Z轴上的 坐标所构成复数三角形的模和第一辐角； 根据所述第一辐角、 所述角速度、 所述球体飞行物的半径、 所述球体飞行物相对于所述 螺旋桨的速度、 所述 运动轨迹方向向量， 确定与各个所述扫描数据点对应的第二辐角； 根据各个所述扫描数据点对应的所述模、 所述第二辐角， 确定所述螺旋桨表面各所述 扫描数据点的空间位置 。 8.根据权利要求2 ‑4任一项所述的方法， 其特征在于， 所述根据 所述运动轨迹方程和所 述螺旋桨表面各数据扫描点的空间位置， 确定所述螺旋桨与所述球体飞行物是否发生碰 撞， 包括： 在预设条件下， 根据 所述运动轨迹方程获取所述球体飞行物质心分别与各个所述扫描 数据点的空间位置之 间的相对位置信息， 所述相对位置信息包括在所述目标坐标系下， X轴 方向上的第一相对差值、 Y轴方向上的第二相对差值以及Z轴方向上的第三相对差值； 根据各所述相对位置信息确定所述螺 旋桨与所述球 体飞行物是否发生碰撞。 9.根据权利要求8所述的方法， 其特征在于， 所述根据各所述相对位置信 息确定所述螺 旋桨与所述球 体飞行物是否发生碰撞， 包括： 若每个扫描数据点对应的所述第一相对差值、 所述第二相对差值、 所述第三相对差值 中均至少有一个大于所述球体飞行物的半径， 则判定所述螺旋桨与所述球体飞行物未发生 碰撞。 10.根据权利要求9所述的方法， 其特征在于， 所述根据各所述相对位置信息确定所述 螺旋桨与所述球 体飞行物是否发生碰撞， 还 包括： 若各扫描数据点对应的所述第一相对差值、 所述第二相对差值、 所述第三相对差值均 小于或等于所述球体飞行物的半径， 则根据各扫描数据点对应的所述第一相对差值、 所述 第二相对差值、 所述第三相对差值， 确定各 所述扫描数据点与所述球 体飞行物质心的距离； 若各所述扫描数据点与所述球体飞行物质心的距离均 大于所述球体飞行物的半径， 则 判定所述螺 旋桨与所述球 体飞行物未发生碰撞； 若各所述扫描数据点与所述球体飞行物质心 的距离中的至少一个小于或等于所述球 体飞行物的半径， 则判定所述螺 旋桨与所述球 体飞行物发生碰撞。 11.一种碰撞检测装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 模型获取模块， 用于获取螺旋桨的多个扫描数据点， 并根据多个所述扫描数据点确定 离散化三维模型； 运动方程获取模块， 用于获取球 体飞行物的运动方程； 轨迹确定模块， 用于根据所述离散化三维模型的模型参数、 所述运动方程以及所述球 体飞行物的半径， 确定所述球 体飞行物的质心相对于所述螺 旋桨的运动轨 迹方程； 位置确定模块， 用于根据所述离散化三维模型， 确定所述螺旋桨表面各所述扫描数据 点的空间位置； 碰撞判断模块， 用于根据所述运动轨迹方程和所述螺旋桨表面各数据扫描点的空间位 置， 确定所述螺 旋桨与所述球 体飞行物是否发生碰撞。 12.一种计算机设备， 包括存储器和 处理器， 所述存储器存储有计算机程序， 其特征在 于， 所述处 理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114329997 A 3