判断单点是否在封闭区域内的快捷判别方法与流程

本发明涉及一种判断单点是否在封闭区域内的快捷判别方法，属于计算机图像处理领域。

背景技术：

对于移动机器人，需要判断当前位置是否在指定的封闭区域内。比如，割草机器人判断自己是否处在草坪区域，是否超出工作区域。这个问题可以抽象为单点与封闭区域的相互关系。目前常采用射线法，具体为求解从该点发出的射线与多边形各边的交点，当交点数为奇数，则在内部，否则就在外部。这种方法用画图法来求解非常直观有效。但是在在计算机系统内，封闭区域是以边界上的离散点的形式来表述的，离散点之间存在长短不一的间隙，这种情况下计算射线与离散点集之间的交点就很复杂，不利于计算机实现。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提出一种判断单点是否在封闭区域内的快捷判别方法，采用单点到边界点的向量在圆周上的角度分布进行判别，算法简单有效，易于计算机实现。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

判断单点是否在封闭区域内的快捷判别方法，包括单点p(x，y)，以及由一组边界点a={(x1,y1)，(x2,y2)，(x3,y3)…..(xi,yi)….}组成的封闭区域，所述的快捷判别方法包括以下步骤：

(1)计算单点p到边界点(xi,yi)的向量i的角度；

(2)搜索向量i所在角度范围[-k，+k]是否存在的向量j，其中，k为阈值范围；

(3)如果不存在满足步骤(2)的向量j，则单点p在封闭区域内；否则，单点p不在封闭区域内。

实施本发明的积极效果是：1、采用单点到边界点的向量在圆周上的角度分布进行判断，计算量小，易于计算机实现；2、随着边界点个数的增加，判据的准确度大大提高。

附图说明

图1是点位于封闭区域内部的情况；

图2是点位于封闭区域外部的情况。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明：

参照图1-2，判断单点是否在封闭区域内的快捷判别方法，包括单点p(x，y)，以及由一组边界点a={(x1,y1)，(x2,y2)，(x3,y3)…..(xi,yi)….}组成的封闭区域。点p(x，y)为任意点，边界点a为封闭区域的边界点组成的数组。

所述的快捷判别方法包括以下步骤：

(1)计算单点p到边界点(xi,yi)的向量i的角度；

点到点的向量角度代表这个向量的方向。

(2)搜索向量i所在角度范围[-k，+k]是否存在的向量j，其中，k为阈值范围；

(3)如果不存在满足步骤(2)的向量j，则单点p在封闭区域内；否则，单点p不在封闭区域内。

那么总可以找到一个边界点，从这个边界点引出的向量，单次穿过封闭区域的边界，没有其他相交点，因此会满足步骤(2)；相反，如果点p处于封闭区域的外部，从点p到边界点的向量会多次穿过封闭区域的边界，因此找不到满足步骤(2)的点。

技术特征：

1.判断单点是否在封闭区域内的快捷判别方法，包括单点p(x，y)，以及由一组边界点a={(x1,y1)，(x2,y2)，(x3,y3)…..(xi,yi)….}组成的封闭区域，其特征在于：所述的快捷判别方法包括以下步骤：

(1)计算单点p到边界点(xi,yi)的向量i的角度；

(2)搜索向量i所在角度范围[-k，+k]是否存在的向量j，其中，k为阈值范围；

(3)如果不存在满足步骤(2)的向量j，则单点p在封闭区域内；否则，单点p不在封闭区域内。

技术总结
本发明公开一种判断单点是否在封闭区域内的快捷判别方法，包括单点 P(x，y)，以及由一组边界点A={(x1,y1)，(x2,y2) ，(x3,y3)…..(xi,yi)….}组成的封闭区域，所述的快捷判别方法包括以下步骤：计算单点 P到边界点的向量i的角度；搜索向量i所在角度范围[θi‑k，θi+k]是否存在向量j；如果不存在满足步骤(2)的向量j，则单点 P在封闭区域内；否则，单点 P不在封闭区域内。该方案算法简单，运算速度快，可用于快速判断一个位置是否在指定封闭区域内。

技术研发人员：刘瑜
受保护的技术使用者：杭州晶一智能科技有限公司
技术研发日：2019.11.18
技术公布日：2020.05.12