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刚体仿真

Rigid-Body Simulation常用

假设物体不会变形,只计算它们平移、转动和相互碰撞的物理仿真。

刚体仿真是物理引擎最基础、用得最多的部分。它假设物体受力后形状不变,每个物体的状态只需位置、姿态、速度和角速度来描述。仿真按固定步长推进:每一步先做碰撞检测找出接触点,再由接触模型和约束求解器算出接触力、摩擦力和关节约束力,最后用积分器按牛顿-欧拉方程更新状态。机器人通常被建模成若干刚体连杆由关节相连(关节体),所以四足行走、机械臂搭积木这类任务都在刚体仿真里完成。MuJoCo、PhysX、Bullet 都以刚体仿真为核心。它处理不了布料、绳子、液体和软物体,这些要靠软体、布料或流体仿真;接触和摩擦也只是近似,是虚实差距的主要来源之一。

例子机械臂把一块方块推下桌:方块和桌面都被当作不会变形的刚体,引擎每一步检测方块与桌边、地面的碰撞,算出接触力和摩擦力,再积分出下一时刻方块的位置和转角。

也叫
刚体动力学仿真、Rigid Body Simulation、Rigid-Body Dynamics Simulation
相关
物理引擎、刚体动力学、关节体仿真、接触模型、软体仿真、MuJoCo
来源
Wikipedia: Rigid body dynamics
MuJoCo Documentation: Overview

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