GJK算法 matlab

时间: 2023-11-10 11:04:24 浏览: 47
GJK算法是一种用于计算两个凸多边形之间最小距离的算法。在Matlab中,可以使用以下代码实现GJK算法: ```matlab function [distance, simplex] = gjk(A, B, support) % 初始化 d = [1; -1]; v = support(A, B, d(1) * (A(:, 1) - B(:, 1))); simplex = v; d = -v; % 迭代 while true v = support(A, B, d); if dot(v, d) < 0 distance = norm(simplex(end, :)); break; end simplex(end + 1, :) = v; [simplex, d] = doSimplex(simplex); end end function [simplex, d] = doSimplex(simplex) switch size(simplex, 1) case 2 [simplex, d] = doLine(simplex); case 3 [simplex, d] = doTriangle(simplex); case 4 [simplex, d] = doTetrahedron(simplex); end end function [simplex, d] = doLine(simplex) AB = simplex(2, :) - simplex(1, :); AO = -simplex(1, :); if dot(AB, AO) > 0 d = cross(cross(AB, AO), AB); else simplex(1, :) = []; d = -AO; end end function [simplex, d] = doTriangle(simplex) AB = simplex(2, :) - simplex(1, :); AC = simplex(3, :) - simplex(1, :); AO = -simplex(1, :); ABC = cross(AB, AC); if dot(cross(ABC, AC), AO) > 0 if dot(AC, AO) > 0 simplex(2, :) = []; d = cross(cross(AC, AO), AC); else if dot(AB, AO) > 0 simplex(3, :) = []; d = cross(cross(AB, AO), AB); else simplex([1 2]) = simplex([2 1]); d = -AO; end end else if dot(cross(AB, ABC), AO) > 0 if dot(AB, AO) > 0 simplex(3, :) = []; d = cross(cross(AB, AO), AB); else simplex([1 2]) = simplex([2 1]); d = -AO; end else distance = dot(ABC, AO) / norm(ABC); simplex = simplex(abs(dot(simplex, ABC)) == max(abs(dot(simplex, ABC))), :); d = cross(cross(simplex(end, :), -AO), simplex(end, :)); end end end function [simplex, d] = doTetrahedron(simplex) AB = simplex(2, :) - simplex(1, :); AC = simplex(3, :) - simplex(1, :); AD = simplex(4, :) - simplex(1, :); AO = -simplex(1, :); ABC = cross(AB, AC); ACD = cross(AC, AD); ADB = cross(AD, AB); if dot(cross(ABC, AB), AO) > 0 simplex([1 2 3]) = simplex([2 1 3]); d = doTriangle(simplex(1:3, :)); elseif dot(cross(ACD, AC), AO) > 0 simplex([1 2 3]) = simplex([3 1 2]); d = doTriangle(simplex(1:3, :)); elseif dot(cross(ADB, AD), AO) > 0 simplex([1 2 3]) = simplex([4 1 2]); d = doTriangle(simplex(1:3, :)); else distance = dot(ABC, AO) / norm(ABC); simplex = simplex(abs(dot(simplex, ABC)) == max(abs(dot(simplex, ABC))), :); d = cross(cross(simplex(end, :), -AO), simplex(end, :)); end end function v = support(A, B, d) v = supportPoint(A, d) - supportPoint(B, -d); end function v = supportPoint(V, d) [~, i] = max(dot(V, repmat(d', size(V, 1), 1), 2)); v = V(i, :); end ``` 其中,`A`和`B`分别是两个凸多边形的顶点坐标,`support`是一个函数,用于计算一个方向上的支撑点。函数返回值`distance`是两个凸多边形之间的最小距离,`simplex`是GJK算法中的单纯形。

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