如何确保boids 100%避开墙壁

Question

我在试着做机器人的模拟。目前，我有一个他们可以四处漫游的世界，他们必须避开障碍物。我的障碍物被定义为线，我正在使用线相交来查看它前面是否有任何墙，如果有，我就避开它。实际上，在direction angle + FOV和direction angle - FOV有两行代码。如果这两条线中的任何一条发生碰撞，弹体就会转向。我设置的转向条件是，只要这两条线的点积平均值小于direction angle的cos，就继续转向。下面是代码。

for (auto& boid : boids)
        {
            //finding the tow vectors to + and - fov from the direction angle
            olc::vf2d lessFov = { (-std::cos(boid.DirectionAngle() - boid.collisionFov) * boid.collisionSensoryRange) + boid.position.x,
                (-std::sin(boid.DirectionAngle() - boid.collisionFov) * boid.collisionSensoryRange) + boid.position.y};

            olc::vf2d plusFov = { (-std::cos(boid.DirectionAngle() + boid.collisionFov) * boid.collisionSensoryRange) + boid.position.x,
                (-std::sin(boid.DirectionAngle() + boid.collisionFov) * boid.collisionSensoryRange) + boid.position.y };

            for (auto& obs : map.obstacles)
            {
                olc::vf2d intersectionPoint1{};
                olc::vf2d intersectionPoint2{};

                if (checkLineIntersect(lessFov, boid.position, obs.p1, obs.p2, intersectionPoint1) ||
                    checkLineIntersect(plusFov, boid.position, obs.p1, obs.p2, intersectionPoint2))
                {

                    //This is the problem
                    if (boid.position.dot( (intersectionPoint1 + intersectionPoint2) / 2 ) < std::cos(boid.DirectionAngle()))
                        boid.rotationAngle -= elapsedTime * obstacleAvoidancePriority;
                    else
                        boid.rotationAngle += elapsedTime * obstacleAvoidancePriority;
                }
            }

        }

我几乎对它给我的结果感到满意，除了偶尔会有一些boids设法穿过墙壁(这种情况很少见，但也有发生)，比如下面图片中被困在盒子里的那个。它是在外面产卵的，但还是设法进来了。

​

​

我想要一种确保弹体永远不会穿墙的方法。谢谢。

编辑：

我只是注意到在这部分代码中，else子句从未被执行过。这种情况只是我对点积的有限理解而虚构出来的，因为我希望它们不要总是转向同一个方向。

//This is the problem
if (boid.position.dot( (intersectionPoint1 + intersectionPoint2) / 2 ) < std::cos(boid.DirectionAngle()))
    boid.rotationAngle -= elapsedTime * obstacleAvoidancePriority;
else
    boid.rotationAngle += elapsedTime * obstacleAvoidancePriority;

这是我尝试过的另一种方法。

bool i1 = checkLineIntersect(lessFov, boid.position, obs.p1, obs.p2, intersectionPoint1);
bool i2 = checkLineIntersect(plusFov, boid.position, obs.p1, obs.p2, intersectionPoint2);

if (i1 && !i2)
    boid.rotationAngle += elapsedTime * obstacleAvoidancePriority;
else if(i2 && !i1)
    boid.rotationAngle -= elapsedTime * obstacleAvoidancePriority;
else if(i1 || i2)
    if (i1 > i2)
        boid.rotationAngle += elapsedTime * obstacleAvoidancePriority;
    else
        boid.rotationAngle -= elapsedTime * obstacleAvoidancePriority; 

这个确实给了我“转向随机方向”的效果，但有更多的泄漏。

Answer 1

看起来你在比较一个点积和一个cos。前者可以有任何值，后者仅限于[-1,+1]。这是可疑的。

此外，虽然boid.DirectionAngle()没有显式定义，但它看起来是一个绝对角度(相对于坐标系)。因此，cos(boid.DirectionAngle())是沿坐标系x轴的组件。但是左边的点项是独立于坐标系的。这同样令人怀疑。

我可能会建议对点积进行缩放，但数学计算似乎太错误了，无法修复。