一种平面点集高效凸包算法

《一种平面点集高效凸包算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、一种平面点集的高效凸包算法刘凯1，夏苗1，杨晓梅1*（1.四川大学电气信息学院，四川成都610065）摘要：凸包问题是计算几何的基本问题之一。为了实时计算平面点集的凸包，近年来许多学者提出了很多优秀的算法，但依然不能满足实际中的实时性需求，因此，本文提出了一种简单但高效快速的凸包算法。根据凸包点的定义，凸包点必然位于平面点集的边缘；本算法根据凸包点的定义，能够快速地筛选出极少量的凸包点的候选点集，这是本算法的核心优势。然后，使用本文另外提出的一种简单易于实现的改进的Graham扫描算法，或者使用其他任何已有的凸包检测方法，就能够十分快速而准确地计算出点集的凸包。经典的Graham扫描算法使用

2、一个基点来计算凸包，所提出的改进的算法则是根据凸包候选点的分布情况，将点集分成四个子块，也就是使用四个基点分别在每块中进行凸包检测，最后将每个子块中的检测结果进行合并，得到最终的完整凸包。实验中，采用一组公开的动物骨骼点云数据作为一次测试集。在凸包计算完全正确的情况下，当点数约为30万左右时，本算法的计算时间比其他算法减少2.22倍；当点数约为300万个点时，本算法的计算时间减少比其他方法减少5.42倍。点数越多，所提出算法就表现出越明显的优势。关键词：凸包，预处理算法，改进的Graham扫描算法，平面点集中图分类号：TP311.1AnEffective2DConvexHullAlgorit

3、hmKaiLiu1,MiaoXia1,XiaomeiYang1*(1.SchoolofElectronicEngineeringandInformation,SichuanUniv.,Chengdu610065)Abstract:Convexhullisoneoftheessentialissuesincomputationalgeometricofplanarpointsset.Traditionalconvexhullmethodscannotmeettheincreasingdemandthatlargemountsofpointsmustbeprocessedwithinashort

4、timeinpracticalengineering.Therefore,asimplebuteffectiveandtime-savingapproachcombinedofapreconditioningalgorithmandaconvexhullbuildalgorithmisproposedbythispaper.Accordingtothedefinitionofconvexhull,thekeypointsofconvexhullmustlocateontheborderoftheplanarpointsset.Soatinynumberofthesespecialpoints

5、canbefoundoutthroughthepreconditioningalgorithmonthebasesoftheconvexhulldefinition.Furthermore,thepreconditioningalgorithmisthecorealgorithmofthisarticle.Afterthepreprocessingprocedure,animprovedGrahamconvexhullbuildingalgorithmwhichissimplebuteasilytobeachievedisappliedtocalculatethefinalconvexhul

6、laccuratelyandeffectively,oranyotherconvexhullmethodscanbeadopted.TraditionalGrahamscanalgorithmbuildsconvexhullwithonebasepoint,whiletheimprovedGrahamscanalgorithmdividesthepointssetintofoursubpartsandgeneratesfourbasepoints.Thesefourbasepointsareusedtobuildthesub-convexhullinitsownsubpart.Asaresu

7、lt,anintegratedconvexhullisgeneratedfromthefoursub-convexhulls.Anexperimentemployingagroupofpublicanimalskeletons,provedthatcomparedwithtraditionalmethods,thetimecouldbereducedatleast2.22timesbyouralgorithm