一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法
一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，該方法包括以下步驟：(A)使用點線分離法將給定的線段集和/或折線集構建為有向圖G,(B)確定偵測方向，自給定點P構建射線R，計算射線R與有向圖G所有邊的交點，將各個交點以及與各個交點對應的有向圖G的頂點及邊關聯后按特定順序壓入隊列Q，(C)依次取隊列Q隊首q，以q為初始條件使用角度掃描法進行自主超前式偵測，記錄偵測狀態(tài)，分析偵測結果，調整偵測路徑，并將偵測成果記錄在棧S以及有向圖G中，直到發(fā)現封閉區(qū)域或隊列Q變空為止，(D)輸出偵測成果。
【專利說明】一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，尤其是涉及由 給定線段集和/或折線集組成的二維圖形中包圍給定點P最小封閉區(qū)域的發(fā)現方法。
【背景技術】
[0002] 在二維圖形中，搜索出包圍給定點的最小封閉區(qū)域是圖形處理的基礎技術之一， 對于二維封閉區(qū)域的相關計算、二維圖形的自動識別以及后續(xù)相關自動化處理等都有重要 的意義。目前，由于種種原因，已有的搜索包圍給定點最小封閉區(qū)域的方法往往附加很多限 制條件，例如只能在特定軟件環(huán)境內的特定狀態(tài)下才可以使用；或者是算法具有一些缺陷， 不能滿足實際需要，例如求得的封閉區(qū)域會嵌套等。
【發(fā)明內容】
[0003] 本發(fā)明所要解決的技術問題是，提出一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域 發(fā)現方法，在自動將給定的線段集和/或折線集構建為有向圖后，自給定點構建射線，計算 該射線與有向圖所有邊的交點，再將這些交點與有向圖相關頂點及邊建立關聯，之后利用 角度掃描法進行自主超前式偵測，快速精確地獲得偵測成果。
[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方 法，其特征在于 ：
[0005] (A)使用點線分離法將給定的線段集和/或折線集構建為有向圖G，在此，對給定 的線段集和/或折線集沒有限定，不需要干預，自動構建有向圖。
[0006] 在此，使用點線分離法將給定的線段集和/或折線集構建為有向圖G，按以下步驟 進行：
[0007] (AJ創(chuàng)建空的有向圖G。
[0008] (A2)遍歷給定的線段集和/或折線集，對于每一線段或折線，按以下步驟處理相關 數據：
[0009] (Ah)處理端（節(jié)）點：取線段或折線的端（節(jié)）點加入有向圖G頂點集，在此，需 要對重合點進行剔除；
[0010] (A2_2)處理端（節(jié)）點間線段：取線段或依次取組成折線的各線段記為Si，對于每 一線段Si，按以下步驟處理相關數據：
[0011] (A2_2_i)創(chuàng)建交點緩沖區(qū)，用以存儲線段Si與當前有向圖G中所有邊的交點；
[0012] (A2_2_2)計算線段Si與當前有向圖G中所有邊的交點，并存入交點緩沖區(qū)，在此，需 要根據交點的具體情況對有向圖G進行修正；
[0013] (A2_2_3)將線段Si的起終點存入交點緩沖區(qū)并排序，將以交點緩沖區(qū)中相鄰點確定 的線段作為邊直接加入有向圖G ;
[0014] (A2_2_4)清理交點緩沖區(qū)。
[0015] (A3)完成有向圖G的創(chuàng)建。
[0016] (B)確定偵測方向，自給定點P構建射線R，計算射線R與有向圖G所有邊的交點， 將各個交點以及與各個交點對應的有向圖G的頂點及邊關聯后按照射線R方向依次壓入隊 列Q。
[0017] 在此，偵測方向是指后續(xù)的偵測工作是圍繞給定點P按順時針進行還是按逆時針 進行，不同的偵測方向不影響最終的偵測結果，只影響偵測過程中的部分動作及偵測結果 的輸出形式。不失一般性，取偵測方向為圍繞給定點P的順時針方向。
[0018] 在此，自給定點P構建射線R沒有特別要求，不失一般性，可使射線R的方向與平 面直角坐標系中X軸的正向平行。
[0019] 在此，計算射線R與有向圖G所有邊的交點，按以下步驟進行：
[0020] (BJ遍歷有向圖G的所有頂點，對于每一頂點V，按以下步驟處理相關數據：
[0021] (Bh)遍歷過頂點V的所有邊，對于每一邊E，如果射線R與邊L·的交點存在，貝丨J將 該交點與頂點V、邊E建立關聯后壓入隊列Q。
[0022] (B2)對于隊列Q中的元素，按照射線R的方向排序。
[0023] (C)依次取隊列Q隊首q，以q為初始條件使用角度掃描法進行自主超前式偵測， 記錄偵測狀態(tài)，分析偵測結果，調整偵測路徑，并將偵測成果記錄在棧S以及有向圖G中，直 到發(fā)現封閉區(qū)域或隊列Q變空為止。
[0024] 在此，所述角度掃描法是指自當前偵測位置進一步偵測時，通過比較有向圖G中 經過當前偵測位置的可偵測邊與參照邊間的夾角實現的，
[0025] 在此，可偵測邊是指有向圖G中偵測狀態(tài)為白色或灰色的邊。
[0026] 在此，參照邊是指有向圖G中經過當前偵測位置的邊中鄰接點為上一偵測位置的 邊。
[0027] 在此，所述自主超前式偵測是指偵測時不需要干預，一個完整偵測周期將自當前 偵測位置向前方深入兩個偵測位置。
[0028] 在此，在進行自主式超前偵測時，偵測成果包括頂點及邊偵測狀態(tài)、頂點偵測頻 率，并據此自主修正偵測路徑、自主發(fā)現封閉區(qū)域。
[0029] 在此，使用角度掃描法進行自主超前式偵測時，按以下步驟進行：
[0030] (Q判斷：如果隊列Q為空，那么由給定直線集和/或折線集組成的二維圖形中不 存在包圍給定點P的封閉區(qū)域，搜索工作結束；如果隊列Q不為空，有向圖G的頂點及邊均 置白色狀態(tài)，取隊列Q的隊首q ;
[0031] (C2)判斷：如果q不符合搜索方向，那么隊列Q隊首出隊，返回步驟（CJ ;如果q符 合搜索方向，那么清空偵測點集S棧，q對應頂點置為灰色狀態(tài)，q對應頂點的參照邊為空，q 對應頂點和q對應頂點的參照邊組成偵測點壓入棧S，處理偵測狀態(tài)和頂點偵測頻率，確定 偵測起始頂點和起始頂點的參照邊，起始頂點置為灰色狀態(tài)，起始頂點的參照邊置為灰色 狀態(tài)，起始頂點和起始頂點的參照邊組成偵測點壓入棧S，處理偵測狀態(tài)和頂點偵測頻率， 取S的棧頂為當前偵測點si ;
[0032] 在此，如果給定點P、q的對應頂點V、q的對應邊E的鄰接點等三點順次方向與偵 測方向一致，則q符合搜索方向；如果給定點P、q的對應頂點V、q的對應邊E的鄰接點等 三點順次方向與偵測方向不一致，則q不符合搜索方向。
[0033] 在此，偵測起始頂點為q的對應邊E的鄰接點,起始頂點的參照邊為起始頂點的邊 中鄰接點為q的對應頂點V的邊。
[0034] (C3)判斷：如果si為空或者si的頂點為空或si頂點的參照邊為空，那么隊列Q 隊首出隊，返回步驟（Q);如果si不為空并且si的頂點及si頂點的參照邊均不為空，那么 搜尋下一偵測點s2 ;
[0035] 在此，根據偵測點s(n)搜尋下一偵測點s(n+1)時，按以下步驟進行：
[0036] (D將偵測點s(n)的頂點記為P。、偵測點s(n)參照邊的鄰接點記為P s ;
[0037] (C3_2)遍歷有向圖G中經過偵測點s(n)頂點的可偵測邊，對于每條可偵測邊，將其 鄰接點記為P E，搜尋線段PcA與線段Ρ<Λ夾角為不等于〇的最小值時對應的點PE，該PE即 是下一偵測點S (n+1)的頂點；
[0038] (C3_3)有向圖G中經過偵測點s(n+1)頂點的邊中鄰接點為偵測點s (n)頂點的邊，即 是偵測點s(n+1)的參照邊。
[0039] (C4)判斷：如果s2為空，那么si的頂點及si頂點的參照邊均置為黑色狀態(tài)，彈出 棧S，處理偵測狀態(tài)和頂點偵測頻率，取S的棧頂為當前搜索點sl，返回步驟（C 3);如果s2 不為空，那么搜尋s2的下一偵測點s3,執(zhí)行步驟（C5);
[0040] (C5)判斷：如果s3為空，那么s2頂點的參照邊置為黑色狀態(tài)，返回步驟（C 3);如 果s3不為空，執(zhí)行步驟（C6);
[0041] (C6)判斷：如果s3頂點的參照邊不為灰色狀態(tài)，那么s2的頂點以及s2頂點的參 照邊均置灰色狀態(tài)，壓入棧S，處理偵測狀態(tài)和頂點偵測頻率，取S的棧頂為當前偵測點si， 返回步驟（C 3);如果s3頂點的參照邊為灰色狀態(tài)，那么將s2壓入棧S，處理偵測狀態(tài)和頂 點偵測頻率，執(zhí)行步驟（C7);
[0042] (C7)判斷：如果棧S內容不能構成封閉區(qū)域，那么隊列Q隊首出隊，返回步驟（Q); 如果棧S內容能構成封閉區(qū)域，那么輸出該封閉區(qū)域，搜索工作結束。
[0043] (D)輸出偵測成果。
[0044] 在此，當存在包圍給定點P最小封閉區(qū)域時，根據頂點及邊偵測狀態(tài)、頂點偵測頻 率剔除飛刺等無效數據，輸出最小封閉區(qū)域；當不存在包圍給定點P最小封閉區(qū)域時，輸出 相應提示。
[0045] 本發(fā)明的有益效果是：
[0046] (1)由任意給定的線段集和/或折線集組成的二維圖形中，給定任意點P，如果存 在包圍給定點P最小封閉區(qū)域，本發(fā)明可快速、精確地將其搜索出來；如果不存在包圍給定 點P最小封閉區(qū)域，本發(fā)明輸出相應提示。
[0047] (2)可以進行所求封閉區(qū)域的相關計算，如區(qū)域面積及周長等。
[0048] (3)可以進一步進行二維圖形的自動識別以及有關自動化處理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0049] 圖1是表示本發(fā)明的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法的一 例的流程圖。
[0050] 圖2是表示給定線段集和/或折線集組成的二維圖形以及給定點P的一例的圖。
[0051] 圖3是表示由給定的線段集和/或折線集構建為有向圖的一例的圖。
[0052] 圖4是表示本發(fā)明的一種由給定線段集和/或折線集組成的二維圖形中包圍給定 點P最小封閉區(qū)域發(fā)現方法的一實施例的圖。
【具體實施方式】
[0053] 以下參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方 法的實施例。
[0054] 在此，本發(fā)明的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域的發(fā)現方法中，所指 二維圖形是由給定線段集和/或折線集組成的，并且對所給定的線段集和/或折線集沒有 附加條件；所指給定點是與該二維圖形處于同一平面直角坐標系里的任意點。
[0055] 圖1是表示本發(fā)明的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法的一 例的流程圖，說明本發(fā)明的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法的基本處 理步驟。
[0056] 在圖1中，首先由給定的線段集和/或折線集構建有向圖G(步驟S101)。
[0057] 然后，自給定位置P構建射線R (步驟S102)。
[0058] 在此，自給定點P構建射線R沒有特別要求，不失一般性，可使射線R的方向與平 面直角坐標系中X軸的正向平行。
[0059] 然后，計算射線R與有向圖G所有邊的交點，整理后壓入隊列Q(步驟S103)。
[0060] 在此，求出的每個交點都要與有向圖G中相關的頂點及邊關聯后壓入隊列Q。
[0061] 在此，對于隊列Q中的元素，按照射線R的方向排序。
[0062] 然后，依次取隊列Q隊首q，以q為初始條件開始偵測，視情況彈出隊首，直到發(fā)現 封閉區(qū)域或隊列Q變空為止（步驟S104)。
[0063] 在此，使用角度掃描法進行自主超前式偵測，同時分析偵測結果，調整偵測路徑， 并自動記錄偵測成果。
[0064] 然后，輸出偵測成果（步驟S105)。
[0065] 圖2是表示給定線段集和/或折線集組成的二維圖形以及給定點P的一例的圖， 該例僅為說明一般性情況，沒有特定的寓意。
[0066] 在圖2中，給定線段集和折線集包括線段211、折線221、折線222、折線223、折線 224,給定點P位置為201。
[0067] 圖3是表示由給定的線段集和/或折線集構建為有向圖的一例的圖，構建為有向 圖所使用的線段集和折線集為圖2中提供的。
[0068] 在圖3中，有向圖G由頂點（圓圈表示，如301)及邊（兩頂點之間的線段，如311) 組成。
[0069] 圖4是表示本發(fā)明的一種由給定線段集和/或折線集組成的二維圖形中包圍給定 點P最小封閉區(qū)域發(fā)現方法的一實施例的圖，所使用的線段集和折線集以及給定點P為圖 2中提供的。偵測方向為順時針方向。
[0070] 在圖4中，給定點P位置為401，自給定點P構建射線R為402。
[0071] 在圖4中，射線R與有向圖G的交點為411、412、413,并按射線R的方向排序，開始 偵測時，交點411為隊列Q的隊首q。
[0072] 在此，交點411與有向圖G的頂點429、邊441建立關聯，在此，邊441為經過頂點 429的邊中鄰接點為頂點421的邊。
[0073] 在圖4中，當偵測到頂點422時，根據角度掃描法的規(guī)則，本發(fā)明將首先偵測頂點 431、頂點432。由于頂點432不滿足繼續(xù)偵測的條件，故本發(fā)明退回頂點422的位置，繼續(xù) 向頂點423方向偵測。
[0074] 在此，邊451、邊452被置為黑色偵測狀態(tài)，同時頂點431、頂點432彈出棧S。
[0075] 偵測結束時，輸出偵測成果：頂點421、頂點422、頂點423、頂點424、頂點425、頂 點426、頂點427、頂點428、頂點429,封閉區(qū)域的輸出次序是與偵測方向一致的。
[0076] 綜上所述，本發(fā)明的內容并不局限在上述的實施例中，相同領域內的有識之士在 本發(fā)明的技術指導思想之內可以提出其他的實施例，但這種實施例都包括在本發(fā)明的范圍 之內。
【權利要求】
1. 一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，其特征在于，該方法包括以 下步驟： (A) 使用點線分離法將給定的線段集和/或折線集構建為有向圖G ; (B) 確定偵測方向，自給定點P構建射線R，計算射線R與有向圖G所有邊的交點，將 各個交點以及與各個交點對應的有向圖G的頂點及邊關聯后按照射線R方向依次壓入隊列 Q； (C) 依次取隊列Q隊首q，以q為初始條件使用角度掃描法進行自主超前式偵測，同時 分析偵測結果，調整偵測路徑，并將偵測成果記錄在棧S以及有向圖G中，直到發(fā)現封閉區(qū) 域或隊列Q變空為止； (D) 輸出偵測成果。
2. 根據權利要求1所述的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，其特 征在于，所述步驟（A)使用的點線分離法是指在使用給定的線段集和/或折線集構建有向 圖G時，對于每一線段或折線，對端（節(jié)）點的處理與端（節(jié)）點間線段的處理是異步進行 的，同時，對給定的線段集和/或折線集沒有限定，不需要干預，自動構建有向圖。
3. 根據權利要求1所述的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，其特 征在于，所述步驟（B)的確定偵測方向，是指確定后續(xù)的偵測工作是圍繞給定點P順時針進 行還是逆時針進行。
4. 根據權利要求1所述的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，其特 征在于，所述步驟（C)使用的角度掃描法，是指自當前偵測位置進一步偵測時，通過比較有 向圖G中經過當前偵測位置的可偵測邊與參照邊間的夾角實現的，此處所指參照邊是指有 向圖G中經過當前偵測位置的邊中鄰接點為上一偵測位置的邊。
5. 根據權利要求1所述的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，其特 征在于，所述步驟（C)進行的自主超前式偵測是指偵測時不需要干預，一個完整偵測周期 將自當前偵測位置向前方深入兩個偵測位置。
6. 根據權利要求1所述的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，其特 征在于，所述步驟（C)在進行自主式超前偵測時，偵測成果包括頂點及邊偵測狀態(tài)、頂點偵 測頻率，并據此自主修正偵測路徑、自主發(fā)現封閉區(qū)域。
7. 根據權利要求1所述的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，其特 征在于，所述步驟（C)在進行自主式超前偵測時，頂點及邊偵測狀態(tài)包括白色、灰色黑色三 種狀態(tài)，在此，白色對應于未偵測狀態(tài)、灰色對應于已偵測狀態(tài)、黑色對應于偵測后判定為 本輪不再偵測狀態(tài)。
8. 根據權利要求1所述的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，其特 征在于，所述步驟（D)輸出偵測成果，當存在包圍給定點P最小封閉區(qū)域時，輸出成果已經 剔除飛刺的無效數據。
【文檔編號】G06T7/60GK104123738SQ201410385509
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權日:2014年8月6日
【發(fā)明者】柳忠杰, 李德柱 申請人:鐵道第三勘察設計院集團有限公司
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，該方法包括以下步驟：(A)使用點線分離法將給定的線段集和/或折線集構建為有向圖G,(B)確定偵測方向，自給定點P構建射線R，計算射線R與有向圖G所有邊的交點，將各個交點以及與各個交點對應的有向圖G的頂點及邊關聯后按特定順序壓入隊列Q，(C)依次取隊列Q隊首q，以q為初始條件使用角度掃描法進行自主超前式偵測，記錄偵測狀態(tài)，分析偵測結果，調整偵測路徑，并將偵測成果記錄在棧S以及有向圖G中，直到發(fā)現封閉區(qū)域或隊列Q變空為止，(D)輸出偵測成果。
【專利說明】一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，尤其是涉及由 給定線段集和/或折線集組成的二維圖形中包圍給定點P最小封閉區(qū)域的發(fā)現方法。
【背景技術】
[0002] 在二維圖形中，搜索出包圍給定點的最小封閉區(qū)域是圖形處理的基礎技術之一， 對于二維封閉區(qū)域的相關計算、二維圖形的自動識別以及后續(xù)相關自動化處理等都有重要 的意義。目前，由于種種原因，已有的搜索包圍給定點最小封閉區(qū)域的方法往往附加很多限 制條件，例如只能在特定軟件環(huán)境內的特定狀態(tài)下才可以使用；或者是算法具有一些缺陷， 不能滿足實際需要，例如求得的封閉區(qū)域會嵌套等。
【發(fā)明內容】
[0003] 本發(fā)明所要解決的技術問題是，提出一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域 發(fā)現方法，在自動將給定的線段集和/或折線集構建為有向圖后，自給定點構建射線，計算 該射線與有向圖所有邊的交點，再將這些交點與有向圖相關頂點及邊建立關聯，之后利用 角度掃描法進行自主超前式偵測，快速精確地獲得偵測成果。
[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方 法，其特征在于 ：
[0005] (A)使用點線分離法將給定的線段集和/或折線集構建為有向圖G，在此，對給定 的線段集和/或折線集沒有限定，不需要干預，自動構建有向圖。
[0006] 在此，使用點線分離法將給定的線段集和/或折線集構建為有向圖G，按以下步驟 進行：
[0007] (AJ創(chuàng)建空的有向圖G。
[0008] (A2)遍歷給定的線段集和/或折線集，對于每一線段或折線，按以下步驟處理相關 數據：
[0009] (Ah)處理端（節(jié)）點：取線段或折線的端（節(jié)）點加入有向圖G頂點集，在此，需 要對重合點進行剔除；
[0010] (A2_2)處理端（節(jié)）點間線段：取線段或依次取組成折線的各線段記為Si，對于每 一線段Si，按以下步驟處理相關數據：
[0011] (A2_2_i)創(chuàng)建交點緩沖區(qū)，用以存儲線段Si與當前有向圖G中所有邊的交點；
[0012] (A2_2_2)計算線段Si與當前有向圖G中所有邊的交點，并存入交點緩沖區(qū)，在此，需 要根據交點的具體情況對有向圖G進行修正；
[0013] (A2_2_3)將線段Si的起終點存入交點緩沖區(qū)并排序，將以交點緩沖區(qū)中相鄰點確定 的線段作為邊直接加入有向圖G ;
[0014] (A2_2_4)清理交點緩沖區(qū)。
[0015] (A3)完成有向圖G的創(chuàng)建。
[0016] (B)確定偵測方向，自給定點P構建射線R，計算射線R與有向圖G所有邊的交點， 將各個交點以及與各個交點對應的有向圖G的頂點及邊關聯后按照射線R方向依次壓入隊 列Q。
[0017] 在此，偵測方向是指后續(xù)的偵測工作是圍繞給定點P按順時針進行還是按逆時針 進行，不同的偵測方向不影響最終的偵測結果，只影響偵測過程中的部分動作及偵測結果 的輸出形式。不失一般性，取偵測方向為圍繞給定點P的順時針方向。
[0018] 在此，自給定點P構建射線R沒有特別要求，不失一般性，可使射線R的方向與平 面直角坐標系中X軸的正向平行。
[0019] 在此，計算射線R與有向圖G所有邊的交點，按以下步驟進行：
[0020] (BJ遍歷有向圖G的所有頂點，對于每一頂點V，按以下步驟處理相關數據：
[0021] (Bh)遍歷過頂點V的所有邊，對于每一邊E，如果射線R與邊L·的交點存在，貝丨J將 該交點與頂點V、邊E建立關聯后壓入隊列Q。
[0022] (B2)對于隊列Q中的元素，按照射線R的方向排序。
[0023] (C)依次取隊列Q隊首q，以q為初始條件使用角度掃描法進行自主超前式偵測， 記錄偵測狀態(tài)，分析偵測結果，調整偵測路徑，并將偵測成果記錄在棧S以及有向圖G中，直 到發(fā)現封閉區(qū)域或隊列Q變空為止。
[0024] 在此，所述角度掃描法是指自當前偵測位置進一步偵測時，通過比較有向圖G中 經過當前偵測位置的可偵測邊與參照邊間的夾角實現的，
[0025] 在此，可偵測邊是指有向圖G中偵測狀態(tài)為白色或灰色的邊。
[0026] 在此，參照邊是指有向圖G中經過當前偵測位置的邊中鄰接點為上一偵測位置的 邊。
[0027] 在此，所述自主超前式偵測是指偵測時不需要干預，一個完整偵測周期將自當前 偵測位置向前方深入兩個偵測位置。
[0028] 在此，在進行自主式超前偵測時，偵測成果包括頂點及邊偵測狀態(tài)、頂點偵測頻 率，并據此自主修正偵測路徑、自主發(fā)現封閉區(qū)域。
[0029] 在此，使用角度掃描法進行自主超前式偵測時，按以下步驟進行：
[0030] (Q判斷：如果隊列Q為空，那么由給定直線集和/或折線集組成的二維圖形中不 存在包圍給定點P的封閉區(qū)域，搜索工作結束；如果隊列Q不為空，有向圖G的頂點及邊均 置白色狀態(tài)，取隊列Q的隊首q ;
[0031] (C2)判斷：如果q不符合搜索方向，那么隊列Q隊首出隊，返回步驟（CJ ;如果q符 合搜索方向，那么清空偵測點集S棧，q對應頂點置為灰色狀態(tài)，q對應頂點的參照邊為空，q 對應頂點和q對應頂點的參照邊組成偵測點壓入棧S，處理偵測狀態(tài)和頂點偵測頻率，確定 偵測起始頂點和起始頂點的參照邊，起始頂點置為灰色狀態(tài)，起始頂點的參照邊置為灰色 狀態(tài)，起始頂點和起始頂點的參照邊組成偵測點壓入棧S，處理偵測狀態(tài)和頂點偵測頻率， 取S的棧頂為當前偵測點si ;
[0032] 在此，如果給定點P、q的對應頂點V、q的對應邊E的鄰接點等三點順次方向與偵 測方向一致，則q符合搜索方向；如果給定點P、q的對應頂點V、q的對應邊E的鄰接點等 三點順次方向與偵測方向不一致，則q不符合搜索方向。
[0033] 在此，偵測起始頂點為q的對應邊E的鄰接點,起始頂點的參照邊為起始頂點的邊 中鄰接點為q的對應頂點V的邊。
[0034] (C3)判斷：如果si為空或者si的頂點為空或si頂點的參照邊為空，那么隊列Q 隊首出隊，返回步驟（Q);如果si不為空并且si的頂點及si頂點的參照邊均不為空，那么 搜尋下一偵測點s2 ;
[0035] 在此，根據偵測點s(n)搜尋下一偵測點s(n+1)時，按以下步驟進行：
[0036] (D將偵測點s(n)的頂點記為P。、偵測點s(n)參照邊的鄰接點記為P s ;
[0037] (C3_2)遍歷有向圖G中經過偵測點s(n)頂點的可偵測邊，對于每條可偵測邊，將其 鄰接點記為P E，搜尋線段PcA與線段Ρ<Λ夾角為不等于〇的最小值時對應的點PE，該PE即 是下一偵測點S (n+1)的頂點；
[0038] (C3_3)有向圖G中經過偵測點s(n+1)頂點的邊中鄰接點為偵測點s (n)頂點的邊，即 是偵測點s(n+1)的參照邊。
[0039] (C4)判斷：如果s2為空，那么si的頂點及si頂點的參照邊均置為黑色狀態(tài)，彈出 棧S，處理偵測狀態(tài)和頂點偵測頻率，取S的棧頂為當前搜索點sl，返回步驟（C 3);如果s2 不為空，那么搜尋s2的下一偵測點s3,執(zhí)行步驟（C5);
[0040] (C5)判斷：如果s3為空，那么s2頂點的參照邊置為黑色狀態(tài)，返回步驟（C 3);如 果s3不為空，執(zhí)行步驟（C6);
[0041] (C6)判斷：如果s3頂點的參照邊不為灰色狀態(tài)，那么s2的頂點以及s2頂點的參 照邊均置灰色狀態(tài)，壓入棧S，處理偵測狀態(tài)和頂點偵測頻率，取S的棧頂為當前偵測點si， 返回步驟（C 3);如果s3頂點的參照邊為灰色狀態(tài)，那么將s2壓入棧S，處理偵測狀態(tài)和頂 點偵測頻率，執(zhí)行步驟（C7);
[0042] (C7)判斷：如果棧S內容不能構成封閉區(qū)域，那么隊列Q隊首出隊，返回步驟（Q); 如果棧S內容能構成封閉區(qū)域，那么輸出該封閉區(qū)域，搜索工作結束。
[0043] (D)輸出偵測成果。
[0044] 在此，當存在包圍給定點P最小封閉區(qū)域時，根據頂點及邊偵測狀態(tài)、頂點偵測頻 率剔除飛刺等無效數據，輸出最小封閉區(qū)域；當不存在包圍給定點P最小封閉區(qū)域時，輸出 相應提示。
[0045] 本發(fā)明的有益效果是：
[0046] (1)由任意給定的線段集和/或折線集組成的二維圖形中，給定任意點P，如果存 在包圍給定點P最小封閉區(qū)域，本發(fā)明可快速、精確地將其搜索出來；如果不存在包圍給定 點P最小封閉區(qū)域，本發(fā)明輸出相應提示。
[0047] (2)可以進行所求封閉區(qū)域的相關計算，如區(qū)域面積及周長等。
[0048] (3)可以進一步進行二維圖形的自動識別以及有關自動化處理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0049] 圖1是表示本發(fā)明的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法的一 例的流程圖。
[0050] 圖2是表示給定線段集和/或折線集組成的二維圖形以及給定點P的一例的圖。
[0051] 圖3是表示由給定的線段集和/或折線集構建為有向圖的一例的圖。
[0052] 圖4是表示本發(fā)明的一種由給定線段集和/或折線集組成的二維圖形中包圍給定 點P最小封閉區(qū)域發(fā)現方法的一實施例的圖。
【具體實施方式】
[0053] 以下參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方 法的實施例。
[0054] 在此，本發(fā)明的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域的發(fā)現方法中，所指 二維圖形是由給定線段集和/或折線集組成的，并且對所給定的線段集和/或折線集沒有 附加條件；所指給定點是與該二維圖形處于同一平面直角坐標系里的任意點。
[0055] 圖1是表示本發(fā)明的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法的一 例的流程圖，說明本發(fā)明的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法的基本處 理步驟。
[0056] 在圖1中，首先由給定的線段集和/或折線集構建有向圖G(步驟S101)。
[0057] 然后，自給定位置P構建射線R (步驟S102)。
[0058] 在此，自給定點P構建射線R沒有特別要求，不失一般性，可使射線R的方向與平 面直角坐標系中X軸的正向平行。
[0059] 然后，計算射線R與有向圖G所有邊的交點，整理后壓入隊列Q(步驟S103)。
[0060] 在此，求出的每個交點都要與有向圖G中相關的頂點及邊關聯后壓入隊列Q。
[0061] 在此，對于隊列Q中的元素，按照射線R的方向排序。
[0062] 然后，依次取隊列Q隊首q，以q為初始條件開始偵測，視情況彈出隊首，直到發(fā)現 封閉區(qū)域或隊列Q變空為止（步驟S104)。
[0063] 在此，使用角度掃描法進行自主超前式偵測，同時分析偵測結果，調整偵測路徑， 并自動記錄偵測成果。
[0064] 然后，輸出偵測成果（步驟S105)。
[0065] 圖2是表示給定線段集和/或折線集組成的二維圖形以及給定點P的一例的圖， 該例僅為說明一般性情況，沒有特定的寓意。
[0066] 在圖2中，給定線段集和折線集包括線段211、折線221、折線222、折線223、折線 224,給定點P位置為201。
[0067] 圖3是表示由給定的線段集和/或折線集構建為有向圖的一例的圖，構建為有向 圖所使用的線段集和折線集為圖2中提供的。
[0068] 在圖3中，有向圖G由頂點（圓圈表示，如301)及邊（兩頂點之間的線段，如311) 組成。
[0069] 圖4是表示本發(fā)明的一種由給定線段集和/或折線集組成的二維圖形中包圍給定 點P最小封閉區(qū)域發(fā)現方法的一實施例的圖，所使用的線段集和折線集以及給定點P為圖 2中提供的。偵測方向為順時針方向。
[0070] 在圖4中，給定點P位置為401，自給定點P構建射線R為402。
[0071] 在圖4中，射線R與有向圖G的交點為411、412、413,并按射線R的方向排序，開始 偵測時，交點411為隊列Q的隊首q。
[0072] 在此，交點411與有向圖G的頂點429、邊441建立關聯，在此，邊441為經過頂點 429的邊中鄰接點為頂點421的邊。
[0073] 在圖4中，當偵測到頂點422時，根據角度掃描法的規(guī)則，本發(fā)明將首先偵測頂點 431、頂點432。由于頂點432不滿足繼續(xù)偵測的條件，故本發(fā)明退回頂點422的位置，繼續(xù) 向頂點423方向偵測。
[0074] 在此，邊451、邊452被置為黑色偵測狀態(tài)，同時頂點431、頂點432彈出棧S。
[0075] 偵測結束時，輸出偵測成果：頂點421、頂點422、頂點423、頂點424、頂點425、頂 點426、頂點427、頂點428、頂點429,封閉區(qū)域的輸出次序是與偵測方向一致的。
[0076] 綜上所述，本發(fā)明的內容并不局限在上述的實施例中，相同領域內的有識之士在 本發(fā)明的技術指導思想之內可以提出其他的實施例，但這種實施例都包括在本發(fā)明的范圍 之內。
【權利要求】
1. 一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，其特征在于，該方法包括以 下步驟： (A) 使用點線分離法將給定的線段集和/或折線集構建為有向圖G ; (B) 確定偵測方向，自給定點P構建射線R，計算射線R與有向圖G所有邊的交點，將 各個交點以及與各個交點對應的有向圖G的頂點及邊關聯后按照射線R方向依次壓入隊列 Q； (C) 依次取隊列Q隊首q，以q為初始條件使用角度掃描法進行自主超前式偵測，同時 分析偵測結果，調整偵測路徑，并將偵測成果記錄在棧S以及有向圖G中，直到發(fā)現封閉區(qū) 域或隊列Q變空為止； (D) 輸出偵測成果。
2. 根據權利要求1所述的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，其特 征在于，所述步驟（A)使用的點線分離法是指在使用給定的線段集和/或折線集構建有向 圖G時，對于每一線段或折線，對端（節(jié)）點的處理與端（節(jié)）點間線段的處理是異步進行 的，同時，對給定的線段集和/或折線集沒有限定，不需要干預，自動構建有向圖。
3. 根據權利要求1所述的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，其特 征在于，所述步驟（B)的確定偵測方向，是指確定后續(xù)的偵測工作是圍繞給定點P順時針進 行還是逆時針進行。
4. 根據權利要求1所述的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，其特 征在于，所述步驟（C)使用的角度掃描法，是指自當前偵測位置進一步偵測時，通過比較有 向圖G中經過當前偵測位置的可偵測邊與參照邊間的夾角實現的，此處所指參照邊是指有 向圖G中經過當前偵測位置的邊中鄰接點為上一偵測位置的邊。
5. 根據權利要求1所述的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，其特 征在于，所述步驟（C)進行的自主超前式偵測是指偵測時不需要干預，一個完整偵測周期 將自當前偵測位置向前方深入兩個偵測位置。
6. 根據權利要求1所述的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，其特 征在于，所述步驟（C)在進行自主式超前偵測時，偵測成果包括頂點及邊偵測狀態(tài)、頂點偵 測頻率，并據此自主修正偵測路徑、自主發(fā)現封閉區(qū)域。
7. 根據權利要求1所述的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，其特 征在于，所述步驟（C)在進行自主式超前偵測時，頂點及邊偵測狀態(tài)包括白色、灰色黑色三 種狀態(tài)，在此，白色對應于未偵測狀態(tài)、灰色對應于已偵測狀態(tài)、黑色對應于偵測后判定為 本輪不再偵測狀態(tài)。
8. 根據權利要求1所述的一種二維圖形中包圍給定點的最小封閉區(qū)域發(fā)現方法，其特 征在于，所述步驟（D)輸出偵測成果，當存在包圍給定點P最小封閉區(qū)域時，輸出成果已經 剔除飛刺的無效數據。
【文檔編號】G06T7/60GK104123738SQ201410385509
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權日:2014年8月6日
【發(fā)明者】柳忠杰, 李德柱 申請人:鐵道第三勘察設計院集團有限公司
相關技術
網友詢問留言
已有0條留言
- 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊！
1