如何使用柔性碰撞库在两个点云或点云与机器人末端执行器模型之间进行碰撞检测？

Question

我正在构建一个垃圾箱拾取演示，我需要在激光扫描仪生成的点云和机器人的末端执行器之间进行碰撞检查。

我打算用 fcl（柔性碰撞库）和 pcl（点云库）来完成这项工作。但是 fcl 的示例或教程非常有限。我在他们的 github 页面中阅读了 fcl 源代码中的演示，并编写了代码示例，但我无法正确执行。以下是我写的代码：

#include <iostream>
#include <pcl/point_cloud.h>
#include <pcl/point_types.h>
#include <pcl/io/ply_io.h>
#include <fcl/geometry/bvh/BVH_model.h>
#include <fcl/narrowphase/collision.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr obj1_cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>());
    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr obj2_cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>());

    pcl::PLYReader ply_reader;
    ply_reader.read(argv[1], *obj1_cloud);
    ply_reader.read(argv[2], *obj2_cloud);

    std::shared_ptr<fcl::BVHModel<fcl::AABB<double>>> model1(new fcl::BVHModel<fcl::AABB<double>>);
    std::shared_ptr<fcl::BVHModel<fcl::AABB<double>>> model2(new fcl::BVHModel<fcl::AABB<double>>);

    model1->beginModel();
    for (int i = 0; i < obj1_cloud->points.size(); i++)
    {
        fcl::Vector3d point;
        point(0) = obj1_cloud->points[i].x;
        point(1) = obj1_cloud->points[i].y;
        point(2) = obj1_cloud->points[i].z;
        model1->addVertex(point);
    }
    model1->endModel();
    model1->computeLocalAABB();

    model2->beginModel();
    for (int i = 0; i < obj2_cloud->points.size(); i++)
    {
        fcl::Vector3d point;
        point(0) = obj2_cloud->points[i].x;
        point(1) = obj2_cloud->points[i].y;
        point(2) = obj2_cloud->points[i].z;
        model2->addVertex(point);
    }
    model2->endModel();
    model2->computeLocalAABB();

    fcl::Transform3<double> pose1 = fcl::Transform3<double>::Identity();
    fcl::Transform3<double> pose2 = fcl::Transform3<double>::Identity();

    fcl::CollisionRequest<double> collision_request;
    collision_request.gjk_solver_type = fcl::GJKSolverType::GST_INDEP;

    fcl::CollisionResult<double> collision_result;

    fcl::detail::MeshCollisionTraversalNode<fcl::AABB<double>> traveral_node;

    if (!fcl::detail::initialize(traveral_node, *model1, pose1, *model2, pose2, collision_request, collision_result))
        std::cout << "initialize error" << std::endl;
    fcl::detail::collide(&traveral_node);
}

此代码可以通过编译，但在运行时总是报错。

”初始化错误分段错误

谁能帮我解决问题？感谢您的帮助！

Answer 1

AFAIK 来自 fcl 的源代码，MeshCollisionTraversalNode 应该用于 BVHModel，其 ModelType 是 BVH_MODEL_TRIANGLES。在你的程序中，你只是将点云中的所有顶点添加到BVHModel，所以它的ModelType是BVH_MODEL_POINTCLOUD，这不符合MeshCollisionTraversalNode的要求。

我认为你有两种解决问题的方法：

一个是对点云进行运行三角剖分（参考：http://pointclouds.org/documentation/tutorials/greedy_projection.php），构造一个BVH_MODEL_TRIANGLES的BVHModel。如果从 pcl 生成的网格模型是凹的，您可能还需要在碰撞检测之前使用凸分解。

另一种方式是使用八叉树作为点云的表示。您可以参考了解更多详情。

如何使用柔性碰撞库在两个点云或点云与机器人末端执行器模型之间进行碰撞检测？

How to do collision detection between two point clouds or a point cloud and a robot end effector model using flexible collision library?

c++

collision-detection

point-clouds

point-cloud-library