[发明专利]一种二维图形中包围给定点的最小封闭区域发现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种二维图形中包围给定点的最小封闭区域发现方法，尤其是涉及由给定线段集和/或折线集组成的二维图形中包围给定点P最小封闭区域的发现方法。

背景技术

在二维图形中，搜索出包围给定点的最小封闭区域是图形处理的基础技术之一，对于二维封闭区域的相关计算、二维图形的自动识别以及后续相关自动化处理等都有重要的意义。目前，由于种种原因，已有的搜索包围给定点最小封闭区域的方法往往附加很多限制条件，例如只能在特定软件环境内的特定状态下才可以使用；或者是算法具有一些缺陷，不能满足实际需要，例如求得的封闭区域会嵌套等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种二维图形中包围给定点的最小封闭区域发现方法，在自动将给定的线段集和/或折线集构建为有向图后，自给定点构建射线，计算该射线与有向图所有边的交点，再将这些交点与有向图相关顶点及边建立关联，之后利用角度扫描法进行自主超前式侦测，快速精确地获得侦测成果。

为了解决上述问题，本发明的一种二维图形中包围给定点的最小封闭区域发现方法，其特征在于：

(A)使用点线分离法将给定的线段集和/或折线集构建为有向图G，在此，对给定的线段集和/或折线集没有限定，不需要干预，自动构建有向图。

在此，使用点线分离法将给定的线段集和/或折线集构建为有向图G，按以下步骤进行：

(A₁)创建空的有向图G。

(A₂)遍历给定的线段集和/或折线集，对于每一线段或折线，按以下步骤处理相关数据：

(A_2-1)处理端(节)点：取线段或折线的端(节)点加入有向图G顶点集，在此，需要对重合点进行剔除；

(A_2-2)处理端(节)点间线段：取线段或依次取组成折线的各线段记为S_i，对于每一线段S_i，按以下步骤处理相关数据：

(A_2-2-1)创建交点缓冲区，用以存储线段S_i与当前有向图G中所有边的交点；

(A_2-2-2)计算线段S_i与当前有向图G中所有边的交点，并存入交点缓冲区，在此，需要根据交点的具体情况对有向图G进行修正；

(A_2-2-3)将线段S_i的起终点存入交点缓冲区并排序，将以交点缓冲区中相邻点确定的线段作为边直接加入有向图G；

(A_2-2-4)清理交点缓冲区。

(A₃)完成有向图G的创建。

(B)确定侦测方向，自给定点P构建射线R，计算射线R与有向图G所有边的交点，将各个交点以及与各个交点对应的有向图G的顶点及边关联后按照射线R方向依次压入队列Q。

在此，侦测方向是指后续的侦测工作是围绕给定点P按顺时针进行还是按逆时针进行，不同的侦测方向不影响最终的侦测结果，只影响侦测过程中的部分动作及侦测结果的输出形式。不失一般性，取侦测方向为围绕给定点P的顺时针方向。

在此，自给定点P构建射线R没有特别要求，不失一般性，可使射线R的方向与平面直角坐标系中X轴的正向平行。

在此，计算射线R与有向图G所有边的交点，按以下步骤进行：

(B₁)遍历有向图G的所有顶点，对于每一顶点V，按以下步骤处理相关数据：

(B_1-1)遍历过顶点V的所有边，对于每一边E，如果射线R与边E的交点存在，则将该交点与顶点V、边E建立关联后压入队列Q。

(B₂)对于队列Q中的元素，按照射线R的方向排序。

(C)依次取队列Q队首q，以q为初始条件使用角度扫描法进行自主超前式侦测，记录侦测状态，分析侦测结果，调整侦测路径，并将侦测成果记录在栈S以及有向图G中，直到发现封闭区域或队列Q变空为止。

在此，所述角度扫描法是指自当前侦测位置进一步侦测时，通过比较有向图G中经过当前侦测位置的可侦测边与参照边间的夹角实现的，

在此，可侦测边是指有向图G中侦测状态为白色或灰色的边。

在此，参照边是指有向图G中经过当前侦测位置的边中邻接点为上一侦测位置的边。

在此，所述自主超前式侦测是指侦测时不需要干预，一个完整侦测周期将自当前侦测位置向前方深入两个侦测位置。