inverse-kinematics - 具有关节角度约束的最佳逆运动学算法

Question

我为逆运动学实现了 CCD 算法，它工作得很好，但由于限制而失败，我想实现一个系统，如果手臂无法到达目标，它会尝试靠近它。

我试图将约束放在 CCD 算法中，也就是说，如果我的旋转角度高于或低于约束，我将其限制为最大值或最小值。例如，如果旋转角度为 100 度且约束为 90，那么我旋转 90 度并在此基础上计算其他角度，它适用于某些情况，但适用于大多数情况。

谁能告诉我一个处理约束的 3D IK 算法？

Answer 1

CCD 本身就像一个魅力。如果您正在处理 3D，请首先找到您应该在每个轴上进行的旋转而不应用骨骼限制。

之后，该方法

expectedRotation.X = min(expectedRotation.X, maxLimit.X)
expectedRotation.X = max(expectedRotation.X, minLimit.X)
expectedRotation.Y = min(expectedRotation.Y, maxLimit.Y)
expectedRotation.Y = max(expectedRotation.Y, minLimit.Y)
expectedRotation.Z = min(expectedRotation.Z, maxLimit.Z)
expectedRotation.Z = max(expectedRotation.Z, minLimit.Z)

错了。因为，如果你不能在其中一个轴上进一步移动，另外两个轴会继续移动，你会得到奇怪的结果。

修复：

如果 3 个轴中的任何一个与限制约束不匹配，则根本不能更改旋转。

首先将所有角度转换为 -180 到 180 格式的度数。然后下面会做

vector3df angleDifference = expectedRotation - baseRotation; //baseRotation is just the initial rotation from which the bone limits are calculated.

if(angleDifference.X < boneLimits.minRotation.X || angleDifference.Y < boneLimits.minRotation.Y || angleDifference.Z < boneLimits.minRotation.Z || angleDifference.X > boneLimits.maxRotation.X || angleDifference.Y > boneLimits.maxRotation.Y || angleDifference.Z > boneLimits.maxRotation.Z)
    return currentRotation;

return expectedRotation;