ODE講座6：衝突検出

17 Responses to ODE講座6：衝突検出

1. mitu on 2010-11-15

   はじめましてmituです

   今自分は動力学シミュレータを作成しているのですが，
   動力学計算を自分のシミュレータで行い，衝突計算は
   ODEでやりたいと考えています．

   サンプルでは接触点からの反発力は質量を考慮していると
   思うのですが，自分はこれを質量を考慮せずに接触点の沈み
   具合から計算できると考えているのですが，可能でしょうか？

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   • demu on 2010-11-21

     mituさん、

     はじめました。

     以下について教えてください。
     1. サンプルとは具体的に何ですか？　
     2. 接触点の沈みとはPenetration Depthのことですか？
     3. 「接触点の沈み具合から計算できる」とは「接触点の沈み具合から反発力を計算できる」ということですか？
     4. 拘束力の計算はmituさんがやられるのですか？それともODEでしょうか？　

     でむ

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     • mitu on 2010-12-15

       mituです

       サンプルというのは球体の落下のプログラムです．
       今自分は衝突検出をODEで行ってもらい，そこで生じる接触力（衝撃力）
       の計算は自分の動力学シミュレータの方で行おうと考えています．
       接触力などは形状などの動力学を考慮しないものだけでは出せないと思いますので．

       ということを考えていたのですが，たぶん接触力の計算に関してはペナルティ法の
       ようなやり方になるのかと考えています．

       また，質問が増えるのですが，現在は接触点の位置や法線の情報をどのように返せば
       いいでしょうか？

       他にも，球体に速度を与えてODEで動力学計算を行わない（dWorldStep関数を使わない）
       場合，接触後の球体の速度は返せますか？

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2. ミツルギ on 2006-11-30

   お返事ありがとうございます

   そうだったんですか。知りませんでした。
   他の形で試して見ます。ありがとうございました。

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3. でむ on 2006-11-29

   ミツルギさん、

   円柱プリミティブが導入されたのはＯＤＥ0.6からでまだコードが熟成していないようです。

   ちなみに、円柱と円柱、円柱とカプセルの衝突検出はODE0.7でもまだ実装されていません。衝突の検出状況はODE Wikiのマニュアル(http://opende.sourceforge.net/wiki/index.php/Manual_%28Collision_Detection%29)をご覧ください。

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4. ミツルギ on 2006-11-29

   この前のものをいろいろとまた変えてみたのですがやはりまだ円柱同士ではすり抜けてしまいます。
   ただデバックしてみたところnearCallbackには円柱同士の衝突でも入っているようです。

   やはりsurfaceのあたりの設定がおかしいのでしょうか？
   はっきりいってこの辺がまったくわかりません…よろしくお願いします。

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5. ミツルギ on 2006-11-21

   お返事ありがとうございます。
   下が自分の関数です
   static void nearCallback(void *data, dGeomID o1, dGeomID o2)
   {
   dBodyID b1 = dGeomGetBody(o1);
   dBodyID b2 = dGeomGetBody(o2);
   if(b1 && b2 && dAreConnectedExcluding(b1,b2,dJointTypeContact)) return;

   static const int N = 4;
   dContact contact[N];
   int n = dCollide(o1,o2,N,&contact[0].geom,sizeof(dContact));
   if(n>0)
   {
   for(int i=0;i<n;i++)
   {
   contact[i].surface.mode = dContactSlip1 | dContactSlip2 |
   dContactSoftERP | dContactSoftCFM | dContactApprox1 | dContactBounce;
   contact[i].surface.mu = dInfinity;
   contact[i].surface.bounce = 0.0;
   contact[i].surface.bounce_vel = 0.0;
   contact[i].surface.slip1 = 0.1;
   contact[i].surface.slip2 = 0.1;
   contact[i].surface.soft_erp = 0.8;
   contact[i].surface.soft_cfm = 1e-4;
   dJointID c = dJointCreateContact(world,contactgroup,&contact[i]);
   dJointAttach(c,b1,b2);
   }
   }
   }

   サンプルと大して変わっていないです。片岡さんの書き込みを見つつ変えてみたのですがやはり
   検出が出来てないようです。
   modeに入れるdContactSlip1などの意味がわからないまま使っています。おかしいのはその辺でしょうか？

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6. でむ on 2006-11-21

   片岡さん、

   拡張子を.cか.cppにするかで迷っているのでとても参考になりました。どうもありがとうございます。

   経緯を簡単に説明すると、この講座では多くの方に理解できるようにC言語でプログラムを書いています。ただ、99年に標準化されたC99を使って書いているのでコンパイラの標準設定ならエラーがでるかもしれません。gccなら-std=c99のオプションをつけないとエラーがでる場合があります。また、昨年、cygwinでサンプルプログラムを書いたときにg++でないとmakeがどうしても通らなかったのでコンパイラにはg++を使っています。コンパイラにc++言語用のg++を使っているので拡張子を.cppにする方がすっきりするし、コンパイル（ビルド）するときにエラーが出ると初心者は途方にくれるので.cppに変更していきたいと思います。

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7. でむ on 2006-11-21

   片岡さん、

   VC++でのbounce_velの初期値を調べて頂きありがとうございます。ODEのソースコードを読みましたがbounce_velは明示的に初期化されていません。明示的に0で初期化すべきだと考えます。本家のメーリングリストにポストしてみます。

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8. 片岡 賢太郎 on 2006-11-20

   細かいことを言って申し訳ないのですが、
   ODEのVC用プロジェクトの初期設定を使うとサンプルファイルの形式が「.c」だと
   C++じゃなくてC言語と誤認してしまってエラーが出てしまうので「.cpp」に変えておいた方が
   VCを使う人にもわかりやすいと思います。

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9. 片岡 賢太郎 on 2006-11-20

   ありがとうございます。
   調べた結果VC++でのbounce_velの初期値は-107374176.0fでした。

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10. でむ on 2006-11-19

    片岡さん，

    mingw(g++)とVisual C++では一部挙動が異なるところがあるようですね．
    どうもありがとうございます．サンプルコードを修正します．

    なお，反発部分のソースコードは以下となっていてbounce_velが0以上で，外に出て行く速度ベクトル(outgoing)の負の値がbounce_velより大きければ反発します．

    // from ode-0.7/ode/src/joint.cpp (l1382-1398)
    // deal with bounce
    if (j->contact.surface.mode & dContactBounce) {
    // calculate outgoing velocity (-ve for incoming contact)
    dReal outgoing = dDOT(info->J1l,j->node[0].body->lvel) +
    dDOT(info->J1a,j->node[0].body->avel);
    if (j->node[1].body) {
    outgoing += dDOT(info->J2l,j->node[1].body->lvel) +
    dDOT(info->J2a,j->node[1].body->avel);
    }
    // only apply bounce if the outgoing velocity is greater than the
    // threshold, and if the resulting c[0] exceeds what we already have.
    if (j->contact.surface.bounce_vel >= 0 &&
    (-outgoing) > j->contact.surface.bounce_vel) {
    dReal newc = – j->contact.surface.bounce * outgoing;
    if (newc > info->c[0]) info->c[0] = newc;
    }
    }

    mingw(g++)のbounce_velのデフォルト値は0になっているのでbounce_velを明示的に設定しなくて反発するのだと考えています．Visual C++ではbounce_velのデフォルト値はいくらですか？
    以下のようにbounce_velを設定しないで，その値を調べて頂ければありがたいです．
    static void nearCallback(void *data, dGeomID o1, dGeomID o2)
    {
    const int N = 10;
    dContact contact[N];

    int isGround = ((ground == o1) || (ground == o2));

    int n = dCollide(o1,o2,N,&contact[0].geom,sizeof(dContact));
    if (isGround) {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
    contact[i].surface.mode = dContactBounce;
    contact[i].surface.bounce = 1.0; // (0.0~1.0)
    printf(“bounce_vel=%f \n”,contact[i].surface.bounce_vel);
    dJointID c = dJointCreateContact(world,contactgroup,&contact[i]);
    dJointAttach (c,dGeomGetBody(contact[i].geom.g1),
    dGeomGetBody(contact[i].geom.g2));
    }
    }
    }

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11. 片岡 賢太郎 on 2006-11-17

    私の使用している環境は(ODE0.7，Windows XP Professional, Visual C++.net Standard Ver.2003)です。

    反発しないと言っても、衝突の検出はされています。
    しかし、反発係数を変えても、その場で停止してしまうという現象が発生します。
    bounce_velに0以上の数値を入力すると、反発係数に応じた反応をみることができるようになりました。

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12. でむ on 2006-11-16

    ミツルギさん，

    プチキャンプを読んで頂きありがとうございます．枚数の制限のため説明が十分にできず，わかりづらくありませんか？

    さて，お使いのnearCallback関数だけを投稿して頂けますか？　
    恐らく，球と地面以外は衝突検出していないのだと思います．

    でむ

    返信
13. でむ on 2006-11-16

    片岡さん，

    私の環境(ODE0.7，Windows XP Professional, MinGW-5.0.3)ではbounce_velを設定しなくても反発しました．bounce_velはおっしゃるとおりです．

    環境を教えて頂けますか？

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14. ミツルギ on 2006-11-16

    はじめましてこんにちは
    豊田高専でＯＤＥを使って研究をしている者です。

    ロボカップ・プチシミュレータのサンプルをベースに円柱の物体何個か作り、
    速度を与えて動かしているのですが、同じ形状の円柱物体同士が当たるときに
    すり抜けてしまいます。（なぜかボールとの接触時は大丈夫です）
    bodyとgeomの接続はdGeomSetBodyで行っており、理由が自分では見当たりません…。

    解決方法を教えていただけないでしょうか。よろしくお願いします。

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15. 片岡 賢太郎 on 2006-11-15

    はじめまして
    大阪電気通信大学の学生です。
    ODEの勉強の参考にさせてもらっています。
    ODEの0.7から（0.7かどうか詳しくはわかりませんが）物体が反発するには反発係数のほかに
    bounce_vel という変数に0以上を設定しなければ反発しないようです。
    見たところbounce_velは衝突した物体の速度がこの値より小さいと反発しない、最低反発速度のように思います。

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