CN1612167A - 在虚拟环境中移动虚拟链接对象同时避免链接对象的链接元件之间的内部碰撞 - Google Patents

Abstract

一种以一系列单位移动在虚拟环境(13)中移动虚拟链接对象(10)的方法，链接对象(10)包括通过一组接头(12)连接在一起的一组链接元件(11)，由相对于多个自由度的多个接头角限定链接元件(11)的相对位置，该方法包括以下步骤：计算链接对象(10)的一个指定链接元件(11c)与其它链接元件(11)之间的相互作用距离；从所述相互作用距离中提取属于该指定链接元件(11c)的第一点(P1)、以及属于链接对象的其它链接元件(11)之一的第二点(P2)；由所述第一点和第二点限定单个提取向量(V)；及以限定为单个提取向量(V)的函数的移动，通过作用于链接对象(10)的自由度，向远离链接对象的其它链接元件的方向移开指定链接元件(11c)，以便避免指定链接元件(11c)与链接对象的其它链接元件之间的碰撞。

Description

在虚拟环境中移动虚拟链接对象同时避免 链接对象的链接元件之间的内部碰撞

技术领域

本发明涉及在一个虚拟环境中模拟虚拟链接对象的移动的领域。更具体地，本发明涉及避免在链接对象的链接元件和链接对象的其它元件之间的碰撞。

背景技术

在众多工业中，像航空或空间工业，通常会用到虚拟现实中的模型。例如，常常用数字模型来评估在各种不同部件之间的碰撞。

类似地，可以使用模型化来模拟在预定的环境中技术人员或机器人的行动，以便为了采取这些行动而显现人或机器人将需要做出的运动。这对机器的特定部分的验证和优化可达性很有用，例如在飞机引擎中的部件，这些部件需要定期的检查和保养。

因此，借助于使用虚拟链接对象的模拟，一旦元件被模型化就能虚拟地检查利用设备的各个元件的容易程度。

虚拟链接对象是定义动态系统的数字数据组，其特征在于以多个自由度链接的多个元件。

因此，在指定的时刻，虚拟链接对象可以通过在三维空间中的位置和方向以及它的接头的自由度的值来限定。定义虚拟链接对象的环境的数据和参数可以存储在数字数据介质中。

现在已经有了这种应用的虚拟链接对象的应用。

由Chedmail，Damay，和Le Roy所写的文章给出一个实例，该文章的标题为“Réalité virtuelle，maquette numérique du produit，outils dedistribution et partage de la conception”(虚拟现实、产品的数字模型、分布和共享设计的工具)(Joumées Priméca，la Plagne，April 7-9，1999)。

该文章提供了一种验证可达性方法，用于在虚拟环境中使用两个虚拟链接臂、或虚拟假人的移动的模型，组合和分解障碍环境中的对象。

此方法使得假人可以在障碍物阻塞的环境中移动而不会与障碍物发生碰撞。

然而，假人在移动时的姿势是随意的，这可能导致假人的指定部件与假人的其它部件之间的碰撞。这个问题降低了对假人的移动模型化的精度。

发明内容

本发明旨在通过提供一种方法克服以上所述的缺点，该方法使得可以模拟链接对象的移动或操纵，同时避免链接对象的指定链接元件与其它链接元件之间的碰撞，以及以优化的计算时间实现这一效果。

本发明的另一目的是通过使各个链接元件相互避开，以避免链接对象的所有链接元件之间的内部碰撞。

本发明的这些目的是通过以下技术方案实现的。

一种以一系列单位移动在虚拟环境中移动虚拟链接对象的方法，链接对象包括通过一组接头连接在一起的一组链接元件，由相对于多个自由度的多个接头角限定链接元件的相对位置，该方法包括以下步骤：

计算链接对象的一个指定链接元件与其它链接元件之间的相互作用距离；

从所述相互作用距离中提取属于该指定链接元件的第一点、以及属于链接对象的其它链接元件之一的第二点；

由所述第一点和第二点限定单个提取向量；及

以限定为单个提取向量的函数的移动，通过作用于链接对象的自由度，移开指定链接元件，使其远离链接对象的其它链接元件，以便避免指定链接元件与链接对象的其它链接元件之间的碰撞。

因此，本发明的方法通过使用相互作用距离的单个计算，避免链接对象的指定链接元件与链接对象的其它链接元件之间的碰撞。

这使得可以模型化链接对象的移动并具有很好的精度和优化的计算时间。

有利的是，对于链接对象的每一个链接元件，都重复所述计算相互作用距离、提取第一及第二点、限定提取向量和移开指定链接元件的步骤，以便避免链接对象的每一个链接元件与其它链接元件之间的碰撞。

因此各个链接元件相互避开，没有内部碰撞。

本发明的方法还包括以下步骤：在所述一系列单位移动的每个单位移动后、确定是否在链接对象的指定链接元件与其它链接元件之间已经发生碰撞。

在本发明的第一实施例中，该相互作用距离对应于一穿透深度，使得提取向量等于第二点的坐标减第一点的坐标，该穿透深度使得链接对象能够移动，且在其链接元件之间的碰撞量是有限的和受控制的。

在本发明的第二实施例中，该相互作用距离对应于一最小距离，使得提取向量等于第一点的坐标减第二点的坐标，该最小距离使得链接对象能够移动，且在其链接元件之间没有碰撞。

该方法还包括以下步骤：如果在链接对象的指定链接元件与其它链接元件之间出现碰撞，则取消所述一系列单位移动中最近的单位移动。

有利的是，只要在指定链接元件与链接对象的其它链接元件之间不发生碰撞，则不执行所述提取第一和第二点、限定提取向量、以及移开指定链接元件的步骤。

通过在作用于该指定链接元件前属于一连串接头的接头之每一个的接头弯曲移动，该指定链接元件可以被移开而远离链接对象的其它链接元件，且该接头弯曲移动作用于所述一连串接头的任一指定接头，包括以下步骤：

限定所述指定接头的链接中心与提取向量的起点之间的第一向量；

限定所述指定接头的链接中心与提取向量的终点之间的第二向量；

计算使第一向量与第二向量重合的旋转角；

通过分解限定对应于所述指定接头的一个或多个自由度的一个或多个轴上的所述旋转角，计算一个或多个单独的接头弯曲角；及

绕所述指定接头转动链接元件通过与所述单个接头角成正比的一个或多个角。

可以借助于第一向量与第二向量之间的向量积来计算旋转角。

可以借助于该向量积与该指定接头的自由度的一个或多个轴之间的一个或多个标积，计算单个接头角。

在本发明的一个特定实现方案中，借助于作用于链接对象的多个自由度的内部避免代理，可以将链接元件移开并远离链接对象的其它链接元件。

有利的是，以一整体位置和整体方位在其虚拟环境中指定链接对象，使得借助于作用于链接对象的整体位置、和/或整体方位、和/或多个自由度的吸引代理来移动链接对象。

该方法还可包括以下步骤：借助于作用于链接对象的位置、和/或方位、和/或多个自由度的操作代理，使操作者实时地移动该链接对象。

根据本发明的一个特征，该链接对象是在虚拟环境的底面移动的虚拟假人，该假人由虚拟底面上的位置、由相对于垂直于所述底面并穿过该假人的重力中心的垂直轴的方位、以及限定该组链接元件的多个接头角来限定。

本发明还提供一种计算机程序，其被设计用以在由计算机执行时实现上述方法。

附图简述

本发明的方法和系统的其他特征和优点通过以下参考附图且非限制性的描述将更加的清晰，其中：

图1是实现在本发明的系统或方法中的硬件装置的透视图；

图2A显示了根据本发明的包括一组链接元件的虚拟链接对象；

图2B是图2A的一个变型；

图3A示出以本发明的最小距离模式定义的提取向量；

图3B示出以本发明的穿透深度模式定义的提取向量；

图4示出作用于本发明的链接对象的指定接头的单独移动；

图5A显示的是本发明的移动链接对象中的主要步骤的流程图；

图5B显示的是图5A的一个变型；和

图6示出根据本发明的用于移动链接对象的多代理系统的结构。

具体实施方式

图1显示了可用于对链接对象的移动模型化的系统。该系统包括一个具有良好的图形能力的工作站或计算机1，用来执行设计实现本发明的方法的计算机程序。

计算机1包括此类型的装置通常所包括的硬件装置。更具体地，该计算机包括一个中心单元2，其执行用于实现本发明的方法的程序中的指令序列；一个中心存储器3，其存储数据和被执行的程序；数字数据存储介质(硬盘，CD4，软盘，...)，用来长时间存储所使用的数据和程序；输入外设(键盘5，2D或3D鼠标6，游戏柄，...)；和输出外设(显示屏7，立体声耳机或眼镜，...)，以便能够观察到链接对象的移动。

自然，为了增加计算能力，可以在多个并行操作的工作站上执行本发明的模型化。

图2A非常清楚地示出一个链接对象10，它包括以一组接头12互连的一组链接元件11。

此外，链接对象10以接头的树结构为特征，使得链接元件11和接头12可以常规方式分类在多串接头中。

每个接头12可具有限定该接头的多个自由度的多个轴，因此可以通过多个自由度确定链接对象10的内部状态。作为示例，图2示出限定与所述接头12a关联的三个自由度的三个轴。

因此可以在任何时刻通过相对于链接对象10的多个自由度的多个接头角，限定链接对象10的相对位置。

另外，起点在链接对象10的重力G的中心的一个局部参考帧能与之关联。

具体地，局部参考帧可以包括一个通过链接对象10的重力G的中心的单个轴z。

链接对象10可在虚拟环境13中移动，虚拟环境13可能被各种对象或障碍物13a，13b的13c阻挡，链接对象10在移动时可以常规方式避免这些对象或障碍物碰撞。

因此，该链接对象10和它的环境都可限定在三维空间(o，x，y，z)中，可以采用简单的方式指定链接对象10和在其环境13中的各种对象13a，13b的13c相对于该三维空间的位置和方位。

相应地，除了链接元件组11的相对位置，在所有时刻通过整体位置和整体方位也可以在其环境13中指定链接对象10。

链接对象10的整体位置能通过沿轴x，y和z用于其重心G的中心的笛卡儿坐标来定义。

它的整体方位可以通过定义与相对于轴x，y和z的链接对象关联的轴

的方位的三个角度以已知的方式来指定。

自然，还需要考虑由接头的限制和由在链接对象10的各个部件或元件11之间物理连接所强加的参数或约束。

定义链接对象10的这些数据和变量以及定义其环境13的参数存储在计算机系统1的数字数据介质3中。

图2B显示了该链接对象可以由在虚拟环境13的底面上移动的虚拟假人10a具体地构建。

在这样的环境下，虚拟假人10a可以通过限定其所有链接元件的多个接头角、其在虚拟底面上的位置、和其相对于虚拟轴 的方位来限定，虚拟轴

垂直所述底面并穿过假人10a的重力中心G。

在传统方式中，例如虚拟假人10a的链接对象10能在虚拟环境13中一系列单元移动来移动，例如为了到达目标13c。

因此，为了产生一个能使链接对象10到达其目标13c的轨道，可以作用在使用预定义步长大小来移动其位置的链接对象10的整体位置，和/或使用的预定义步长大小来改变方位的链接对象10的整体方位，和/或使用接头移动的预定步长大小Δa的链接对象的多个自由度。

为了避免指定链接元件和链接对象10的其它链接元件之间的内部碰撞，有必要限定碰撞标准。

在公知方式中，通过计算两个对象之间的相互作用距离，可以限定任何两个对象之间碰撞的标准。这个碰撞标准也可以提供实现此相互作用距离的若干个点。

应当考虑的是，该相互作用距离可对应于两个对象之间的最小距离或穿透深度。

图3A和图3B示出如何识别链接对象10的一个指定链接元件11c与链接对象10的一个其它链接元件11d之间的相互作用距离。

图3A的例子更具体显示了指定链接元件11c与链接对象10的一个其它链接元件11d之间的最小距离标准，以及实现所述最小距离的点P1和P2。

此外，图3B的例子更具体图示了指定链接元件11c与链接对象10的一个其它链接元件11d之间的穿透深度，实现这个穿透深度的点P1和P2。

因此，计算相互作用距离使得可以提取点P1和另一个点P2，点P1属于链接对象10的指定链接元件11c，以下称为“第一点”，而另一个点P2属于链接对象10的一个其它链接元件11d，以下称为“第二点”。

从该第一和第二点P1和P2，可以定义一个单独的提取向量

在基于计算一个最小距离的模式中(图3A)，提取向量

等于第一点P1的坐标减去第二点P2的坐标。换句话说，第二点P2是提取向量

的起点而第一点P1是提取向量 的终点。

相反，在基于计算穿透深度的模式中(图3B)，提取向量

等于第二点P2的坐标减去第一点P1的坐标。换句话说，第一点P1是提取向量

的起点而第二点P2是提取向量 的终点。

最后，为了避免指定链接元件11c与链接对象10的另一个链接元件11d之间的碰撞，在限定为单独提取向量 的函数并作用于链接对象的自由度的移动之后，可以将指定链接元件11c移开并远离链接对象10的其它链接元件11。

图4示出了一种单独移动，使用最小距离模式，由此单独移动移开指定链接元件11c并远离链接对象10的其它链接元件11，但是自然应该理解的是，当采用穿透深度模式时原理相同。

此单独移动是旋转中的移动，有利于依据其自由度弯曲链接对象10的接头。

应该看到，在形成上述第一点P1所属链接对象10的元件11c以前的接头串的一部分的接头12中每一个接头上，通过旋转中的移动使指定链接元件11c被移开并远离链接对象10的其它链接元件11。在此示例中，第二点P2属于其它链接元件之一，即参考元件11d。

作为示例，如果链接对象是虚拟假人10a，如果指定链接元件11c与链接对象10的其它链接元件11之间的相互作用距离是通过前臂上的第一点P1实现的，则这串接头对应于肘、肩膀、和锁骨。换句话说，接头的旋转移动被计算，以作用于手臂和前臂以前的所有12个接头。否则，如果第一点P1属于上臂，那么这一连串接头就只包括肩膀和锁骨接头。如果第一点P1属于手，那么手臂所有的12个接头将被考虑，即，这一连串接头包括手腕、肘部、肩膀和锁骨。

因此，对一个指定的链接对象10，这一连串接头依靠包括链接对象10中具有第一点P1的元件。

特别是在图4的示例中，可以看到旋转中的接头移动作用于形成一连串接头12a、12b和12c中的一部分的指定接头12a。

接头的这种旋转中的移动作用于指定接头12a，它可以通过实现以下步骤来确定。

一个第一向量

被定义在所述指定接头12a的链接中心与提取向量

的起点间。在此示例中，提取向量 的起点是第二点P2，但它在使用穿透深度模式时应该是第一点P1。

类似地，一个第二向量 被定义在所述指定接头12a的链接中心与提取向量

的终点P1间。

以下，计算一个旋转角

，以便使得第一向量 与第二向量 重合。使用以下公式，通过实现在第一和第二向量 和 之间的向量乘积，可以计算旋转角

$\stackrel{\→}{\mathrm{\θ}}=\frac{\stackrel{\→}{V1}\×\stackrel{\→}{V2}}{V1\·V2}$

该旋转角 被分解成一个或多个绕定义自由度的一个或多个轴的单个弯曲旋角θ_i，其对应于链接对象10的指定接头12a。

在该示例中，旋转角

被分解成绕轴 的三个单独的接头弯曲角θ_i。

借助于上述向量积与指定接头12a的自由度的一个或多个轴之间的一个或多个标积，可以计算单个接头弯曲旋角θ_i。

最后，在所述指定接头上的链接元件被转动通过与所述单个接头角θ_i成比例的一个或多个角α_i。

单个接头角θ_i通过对应于接头的位移步长大小Δa的值来归一化。

在所述指定接头12a上，链接元件被转动通过一个或多个由以下公式所给出的角度α_i：

${\mathrm{\α}}_i={\sin }^{-1}\frac{\stackrel{\→}{x_i\·\mathrm{\θ}}}{\mathrm{\Δa}},i=a,b,c$

自然，必须执行与以上相同的步骤用于所有接头12a，12b和12c，这些接头构成要考虑的一连串接头。

使用由一个最小距离或一个穿透深度计算出的单个提取向量

使得可以避免在指定链接元件11c与链接对象10的其它链接元件11之间的碰撞，从而改善链接对象10的移动精度，同时优化计算量。

本发明利用最小距离或穿透深度的单独计算，以便在离开链接对象10的其它链接元件11的方向移动指定链接元件。

另外，为了避免每个链接元件11与链接对象10的其它链接元件之间的碰撞，对于链接对象10的每一个链接元件11，重复计算相互作用距离、提取第一和第二点、定义提取向量和移开链接元件的前述步骤。

尤其是，指定链接元件11c可以选自组成链接对象10的链接元件11的一个指定子集。

某些链接元件可以相互关联，使得它们的相对移动是相互依赖的，并使得它们不会相互碰撞。在这种情况下，它能够从一个子集中选择指定链接元件，该子集包括呈现相互独立的移动的若干个链接元件。

作为示例，对于假人10a，可以假设腿相互链接，只有手臂可能相互碰撞，或与假人10a的其余部分碰撞。

图5A显示的是对当避免链接对象10的链接元件11之间碰撞时链接对象的移动模型化的主要步骤的流程图。

步骤S0是初始化步骤，其中定义了各种参数。例如初始化一个用于在模型中对脉冲或计算步骤计时的计数器。

类似地，关于位置、方位和接头的单位移动或移动步长Δa也可以在步骤S0中定义。例如，依据接头12的特性，可以分配不同大小的步长。也可以选择优化恒定步长尺寸用于所有沿着链接对象10的轨道和所有接头12。

在步骤S1中，计算链接对象10的单位移动。

步骤S2是一个检测，用以确定是否在指定链接元件与链接对象10的其它链接元件之一之间有碰撞。碰撞标准取决于相互作用距离的值。

换句话说，对于基于最小距离的模式，可以考虑的是，只要最小距离小于或等于一个可以为零的极限最小距离，则已发生碰撞，以便允许链接对象10移动而在指定链接元件与链接对象10的其它链接元件之间不发生碰撞。

相反，在基于穿透深度的模式中，可以考虑，如果所述步长变得大于或等于一个极限穿透深度，则已发生碰撞。

因此，取决于如何选择该值用于所述极限，可以首先允许链接对象10移动而不发生内部碰撞，或其次允许链接对象10移动，且其链接元件之间的碰撞量是有限且可控的。这第二种情况使得可以模型化当链接元件相互接触时它们之间的一定量的适应性。

如果根据在上述步骤S2中使用的标准没有碰撞，那么在步骤S3中，例如在返回所述的步骤S1以前，如在步骤S1中计算的链接对象10的移动显示在计算机1的屏幕7上，以便计算下一个单位移动。

因此，在步骤S3中，提取第一和第二点、定义提取向量、和移开链接元件的步骤都不会被执行。

然而，如果有碰撞，那么在步骤S1计算的单元移动就在步骤S4中被取消。

此后，在步骤S5中，定义为单个提取向量的函数、并作用在链接对象的自由度的移动被计算，以便在循环回到步骤S1以前将指定链接元件向远离链接对象10的其它链接元件的方向移开。

图5B显示了图5A的变型，该变型只在计算模式使用穿透深度时有效。

该图的流程图与图5A的相同，除了步骤S4不再存在。

因此，当在步骤S2中有碰撞时，那么本方法就立即跳到步骤S5，将指定链接元件向远离链接对象的其它链接元件的方向移开，但不取消最近的单位移动，因此允许指定链接元件和链接对象的其它链接元件之间有少量的穿透。

通过“多代理”系统，或任何其他已知的系统，可以使虚拟链接对象10在虚拟环境13中移动。

图8示出能用于模型化链接对象10的移动的多代理系统50的体系结构。该多代理系统50由一组活动元件或“代理”20、21、22、23、30、31、32、33、34和35组成，它们作用于组成链接对象10的被动对象(元件11和接头12)，作为其环境的函数。

定义链接对象10以及它的环境的数据或变量构成共享数据15，由此使得各个代理进行交互。

该多代理系统的结构可以金字塔方式组织为多级或多层，使得在底部的代理有助于更高级上的代理的作用。

在本示例中，多代理系统50呈现一个第一级51、一个第二级52和一个第三级53。

该第一级51示出对链接对象10的作用或整体贡献，并包括了第一整体代理20的贡献和第二整体代理30的贡献，其经由共享的数据15作用于链接对象10。

第一整体代理20作用于链接对象10的位置和方位，第二整体代理30作用于链接对象10的接头12的内部自由度。

第二级52示出由各种类型的代理产生的贡献，它们通过经由共享数据15的交互，导致第一和第二整体代理20和30的贡献的发生。

因此，通过作用于链接对象的整体位置、和/或整体方位、和/或多个自由度的吸引代理，可以移动链接对象10。

此外，通过一个作用于链接对象的多个自由度的内部避免代理，可以向远离链接对象10的其它链接元件11的方向移开指定链接元件。

此外，通过一个作用于链接对象的整体位置、和/或整体方位、和/或多个自由度的避免代理，可以采用已知方式移开链接对象10而远离它的环境。

因此，多代理系统50的第二级52可以包括一个作用于链接对象10的整体位置和/或方位的排斥避免代理2、一个作用于链接对象10的整体位置和/或方位的吸引代理22、一个作用于链接对象10的接头12的内部自由度的动态避免代理31、和一个作用于链接对象10的接头12的内部自由度的动态吸引代理32。

该第三级可包括内部避免代理34和障碍避免代理35，障碍避免代理35通过共享数据15进行交互，以产生动态避免代理31的作用。

障碍避免代理35通过作用于链接对象10的多个自由度，避免链接对象与环境的碰撞。

因此内部避免代理34通过作用于链接对象10的多个自由度，使得可以在链接对象的指定元件与其它元件之间避免发生碰撞或确保不发生过多的穿透。

在最小距离模式中，及当紧密接近时，通过在取消引起碰撞的移动后、向远离链接对象的其它链接元件的方向移动指定链接元件，确保不发生碰撞。

在穿透深度模式中，以及有少量穿透的情况下，可以向远离链接对象的其它链接元件的方向移动指定链接元件，而不取消引起少量穿透的移动。这使得可以模型化链接对象的外部皮肤的适应性。因此，对于假人，可以模型化假人的肉体弹性度。

此外，通过作用于链接对象的位置、和/或方位、和/或多个自由度的操作代理，可以实时地由操作者移动链接对象10。

因此，多代理系统50的第二级52还可以包括一个作用于链接对象10的整体位置、和/或方位的整体操作代理23，和一个作用于链接对象10的接头12的内部自由度的内部操作代理33。

Claims (15)

1、一种以一系列单位移动在虚拟环境(13)中移动虚拟链接对象(10)的方法，链接对象(10)包括通过一组接头(12)连接在一起的一组链接元件(11)，由相对于多个自由度的多个接头角限定链接元件(11)的相对位置，该方法包括以下步骤：

计算链接对象(10)的一个指定链接元件(11c)与其它链接元件(11)之间的相互作用距离；

从所述相互作用距离中提取属于该指定链接元件(11c)的第一点(P1)、以及属于链接对象的其它链接元件(11)之一的第二点(P2)；

由所述第一点和第二点限定单个提取向量 及

以限定为单个提取向量

的函数的移动，通过作用于链接对象(10)的自由度，向远离链接对象的其它链接元件的方向移开指定链接元件(11c)，以便避免指定链接元件(11c)与链接对象的其它链接元件之间的碰撞。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于，对于链接对象(10)的链接元件(11)的每一个，都重复所述计算相互作用距离、提取第一及第二点、限定提取向量

和移开指定链接元件的步骤，以便避免链接对象的每一个链接元件与其它链接元件之间的碰撞。

3、根据权利要求1或2的方法，其特征在于，它还包括以下步骤：在所述一系列单位移动中的每个单位移动后、确定是否在链接对象(10)的指定链接元件(11c)与其它链接元件之间已经发生碰撞。

4、根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，该相互作用距离对应于一穿透深度，使得提取向量

等于第二点(P2)的坐标减第一点(P1)的坐标，该穿透深度使得链接对象(10)能够移动，且在其链接元件之间的碰撞量是有限的和受控制的。

5、根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，该相互作用距离对应于一最小距离，使得提取向量 等于第一点(P1)的坐标减第二点(P2)的坐标，该最小距离使得链接对象(10)能够移动，且在其链接元件之间没有碰撞。

6、根据权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于，它还包括以下步骤：如果在链接对象(10)的指定链接元件(11c)与其它链接元件(11)之间出现碰撞，则取消所述一系列单位移动中最近的单位移动。

7、根据权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于，只要在指定链接元件与链接对象的其它链接元件之间不发生碰撞，则不执行所述提取第一和第二点(P1，P2)、限定提取向量

以及移开指定链接元件(11c)的步骤。

8、根据权利要求1至6中任一项的方法，其特征在于，通过作用于该指定链接元件前属于一连串接头的接头(12)之每一个的接头弯曲移动，该指定链接元件(11c)被移开而远离链接对象(10)的其它链接元件，且该接头弯曲移动作用在所述一连串接头的任一指定接头(12a)上，包括以下步骤：

限定所述指定接头(12a)的链接中心与提取向量 的起点之间的第一向量

限定所述指定接头(12a)的链接中心与提取向量

的终点之间的第二向量

计算使第一向量与第二向量重合的旋转角

通过分解限定对应于所述指定接头的一个或多个自由度的一个或多个轴上的所述旋转角

计算一个或多个单独的接头弯曲角；及

绕所述指定接头(12a)转动链接元件通过与所述单个接头角成正比的一个或多个角。

9、根据权利要求8的方法，其特征在于，借助于第一向量与第二向量之间的向量积来计算该旋转角。

10、根据权利要求8或9的方法，其特征在于，借助于该向量积与该指定接头的自由度的一个或多个轴之间的一个或多个标积，计算所述单个接头角。

11、根据权利要求1至10中任一项的方法，其特征在于，借助于作用于链接对象的多个自由度的内部避免代理(34)，将链接元件移开并远离链接对象的其它链接元件。

12、根据权利要求1至11中任一项的方法，其特征在于，以一整体位置和整体方位在其虚拟环境中指定链接对象，使得借助于作用于链接对象的整体位置、和/或整体方位、和/或多个自由度的吸引代理来移动该链接对象。

13、根据权利要求1至12中任一项的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：借助于作用于该链接对象的位置、和/或方位、和/或多个自由度的操作代理，使操作者实时地移动该链接对象。

14、根据权利要求1至13中任一项的方法，其特征在于，该链接对象是在虚拟环境的底面上移动的虚拟假人(10a)，该假人由虚拟底面上的位置、由相对于垂直于所述底面并穿过该假人的重力中心的垂直轴的方位、以及限定该组链接元件的多个接头角来限定。

15、一种计算机程序，其特征在于它被设计用以在由计算机(1)执行时实现根据权利要求1至14中任一项的方法。

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