【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及民航空域規(guī)劃、空中交通管制和飛行程序的，尤其涉及一種基于包絡(luò)線運(yùn)算原理的凹凸多邊形去尖角外擴(kuò)方法，還涉及一種基于包絡(luò)線運(yùn)算原理的凹凸多邊形去尖角外擴(kuò)裝置。
技術(shù)介紹
1、不規(guī)則凹凸多邊形去尖角外擴(kuò)可分為等距外擴(kuò)和非等距外擴(kuò)兩種方式，在非等距外擴(kuò)中，又可分為各點(diǎn)外擴(kuò)距離不同的不等距外擴(kuò)和分區(qū)域不同距離的不等距外擴(kuò)(主要應(yīng)用于民航空管領(lǐng)域最低監(jiān)視引導(dǎo)高度(mva)緩沖區(qū)的繪制)。
2、目前國內(nèi)外對于凹凸多邊形的等距外擴(kuò)算法，大體歸納為四類。
3、基于向量的多邊形等距拓展法。該方法將根據(jù)向量將多邊形每條邊依次外擴(kuò)平移，但在外凸點(diǎn)、內(nèi)凹點(diǎn)的頂點(diǎn)位置會出現(xiàn)斷連或自交現(xiàn)象，在圓弧邊外擴(kuò)內(nèi)縮時(shí)無法通過向量實(shí)現(xiàn)，只能通過半徑變化來繪制，容易出現(xiàn)切點(diǎn)異常等現(xiàn)象。
4、等邊矩偏移法。具體如三角剖分法、voronoi圖法等，該方法類似于基于多邊形的外擴(kuò)，先對每條邊做外擴(kuò)偏移，不同的是偏移后用圓弧段連接斷開的外擴(kuò)線，最后檢查自交、刪除無效環(huán)，在自交和無效環(huán)判斷上計(jì)算量龐大且準(zhǔn)確率極低。
5、基于像素處理的膨脹算法。該算法在每個(gè)像素位置與二值圖像對應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行特定的邏輯運(yùn)算，缺點(diǎn)是運(yùn)算結(jié)果是輸出的圖像對應(yīng)的像素，無法形成有效數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行后續(xù)的邏輯計(jì)算。
6、基于輪廓上的所有點(diǎn)繪圓法。該方法首先將所有點(diǎn)以外擴(kuò)距離為半徑做圓，得到圓弧的點(diǎn)集合，將所有點(diǎn)集合運(yùn)算判斷最外側(cè)邊界的點(diǎn)集合，可以實(shí)現(xiàn)凹凸多邊形去尖角的等距外擴(kuò)，但由于多邊形，尤其是復(fù)雜多邊形的輪廓點(diǎn)較多，如果所需精度較高，所有圓
7、綜上所述，這些等距外擴(kuò)的算法繪制精度較低，往往出現(xiàn)自交或漏交現(xiàn)象，同時(shí)由于運(yùn)算量過大，繪制效率普遍偏低、對于民航空域和其他生產(chǎn)工作中應(yīng)用而言，可操作性和穩(wěn)定性等方面都存在不足。
8、對于不規(guī)則凹凸多邊形各點(diǎn)外擴(kuò)距離不同的不等距外擴(kuò)，由于應(yīng)用場景較少，國內(nèi)外相關(guān)研究匱乏，一般采用等距外擴(kuò)來近似繪制，難以精確實(shí)現(xiàn)。
9、對于分區(qū)域不同外擴(kuò)距離的不等距外擴(kuò)，在目前民航空管領(lǐng)域mva緩沖區(qū)繪制應(yīng)用中，通常使用繪圖工具autocad手動繪制，缺乏體系化的算法解決方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供了一種基于包絡(luò)線運(yùn)算原理的凹凸多邊形去尖角外擴(kuò)方法，其實(shí)現(xiàn)了等距外擴(kuò)、兩種類型非等距外擴(kuò)的精確計(jì)算和繪制，解決了現(xiàn)有凹凸多邊形等距外擴(kuò)算法中精確性不足、實(shí)用性不強(qiáng)、效率過低等問題，并填補(bǔ)了非等距外擴(kuò)算法的空白，同時(shí)為mva緩沖區(qū)繪制提供了自動化繪制解決方案。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：這種基于包絡(luò)線運(yùn)算原理的凹凸多邊形去尖角外擴(kuò)方法，其包括以下步驟：
3、(1)判斷多邊形各點(diǎn)凹凸性；
4、(2)確定各點(diǎn)外擴(kuò)距離d，d＝{d1，d2......dn}，若等距外擴(kuò)則
5、d1＝d2＝...＝dn；若各點(diǎn)外擴(kuò)距離不同的不等距外擴(kuò)，各點(diǎn)d值不全部相同；若分區(qū)域不同距離的不等距外擴(kuò)，則將不規(guī)則多邊形根據(jù)區(qū)域切割成兩個(gè)不規(guī)則子多邊形，其外擴(kuò)距離分別是d1,d2,且
6、d1≠d2；
7、(3)外擴(kuò)后點(diǎn)邊界算法，所有凹點(diǎn)根據(jù)相鄰兩條邊平移d距離后的延長線交點(diǎn)獲取外擴(kuò)后的頂點(diǎn)，如果存在連續(xù)兩個(gè)凹點(diǎn)，判斷相鄰三條外擴(kuò)連線是否有交點(diǎn)，有則以交點(diǎn)為外擴(kuò)凹點(diǎn)，原有兩外擴(kuò)凹點(diǎn)取消，所有凸點(diǎn)為圓心，d為半徑做圓，計(jì)算得到圓周上根據(jù)精度分割的點(diǎn)集合，以實(shí)現(xiàn)去尖角的目的；
8、(4)凹凸多邊形等距外擴(kuò)繪制算法，參考尋找凸包jarvis步進(jìn)算法，基于包絡(luò)線運(yùn)算原理進(jìn)行改進(jìn)，并以改進(jìn)的迭代算法依次查找下一個(gè)最外側(cè)點(diǎn)完成閉環(huán)；
9、(5)分區(qū)域不等距外擴(kuò)繪制算法，提出先用多圖形拆分算法拆分圖形，再用多圖形疊加算法和外輪廓的迭代算法計(jì)算得到圖形最外側(cè)邊界點(diǎn)集合。
10、本專利技術(shù)的有益技術(shù)效果為：實(shí)現(xiàn)了等距外擴(kuò)、兩種類型非等距外擴(kuò)的精確計(jì)算和繪制，解決了現(xiàn)有凹凸多邊形等距外擴(kuò)算法中精確性不足、實(shí)用性不強(qiáng)、效率過低等問題，并填補(bǔ)了非等距外擴(kuò)算法的空白，同時(shí)為mva緩沖區(qū)繪制、飛行程序保護(hù)區(qū)繪制等提供了自動化繪制解決方案。
11、還提供了一種基于包絡(luò)線運(yùn)算原理的凹凸多邊形去尖角外擴(kuò)裝置，其包括：
12、判斷凹凸性模塊，其配置來判斷多邊形各點(diǎn)凹凸性；
13、確定外擴(kuò)距離模塊，其配置來確定各點(diǎn)外擴(kuò)距離d，d＝{d1，
14、d2......dn}，若等距外擴(kuò)則d1＝d2＝...＝dn；若各點(diǎn)外擴(kuò)距離不同的不等距外擴(kuò)，各點(diǎn)d值不全部相同；若分區(qū)域不同距離的不等距外
15、擴(kuò)，則將不規(guī)則多邊形根據(jù)區(qū)域切割成兩個(gè)不規(guī)則子多邊形，其外擴(kuò)距離分別是d1,d2,且d1≠d2；
16、外擴(kuò)后點(diǎn)邊界獲取模塊，其配置來獲取外擴(kuò)后點(diǎn)邊界，所有凹點(diǎn)根據(jù)相鄰兩條邊平移d距離后的延長線交點(diǎn)獲取外擴(kuò)后的頂點(diǎn)，如果存在連續(xù)兩個(gè)凹點(diǎn)，判斷相鄰三條外擴(kuò)連線是否有交點(diǎn)，有則以交點(diǎn)為外擴(kuò)凹點(diǎn)，原有兩外擴(kuò)凹點(diǎn)取消，所有凸點(diǎn)為圓心，d為半徑做圓，計(jì)算得到圓周上根據(jù)精度分割的點(diǎn)集合，以實(shí)現(xiàn)去尖角的目的；
17、等距外擴(kuò)繪制模塊，其配置來進(jìn)行凹凸多邊形等距外擴(kuò)繪制，參考尋找凸包jarvis步進(jìn)算法，基于包絡(luò)線運(yùn)算原理進(jìn)行改進(jìn)，并以改進(jìn)的迭代算法依次查找下一個(gè)最外側(cè)點(diǎn)完成閉環(huán)；
18、分區(qū)域不等距外擴(kuò)繪制模塊，其配置來進(jìn)行凹凸多邊形不等距外擴(kuò)繪制，提出先用多圖形拆分算法拆分圖形，再用多圖形疊加算法和外輪廓的迭代算法計(jì)算得到圖形最外側(cè)邊界點(diǎn)集合。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.基于包絡(luò)線運(yùn)算原理的凹凸多邊形去尖角外擴(kuò)方法，其特征在于：其包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于包絡(luò)線運(yùn)算原理的凹凸多邊形去尖角外擴(kuò)方法，其特征在于：所述步驟(1)包括以下分步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于包絡(luò)線運(yùn)算原理的凹凸多邊形去尖角外擴(kuò)方法，其特征在于：所述步驟(4)包括以下分步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于包絡(luò)線運(yùn)算原理的凹凸多邊形去尖角外擴(kuò)方法，其特征在于：所述步驟(4.2)中，如果下一點(diǎn)是凹點(diǎn)，則f(Xn)直接連接下一點(diǎn)；如果是圓弧上的點(diǎn)，全按凹點(diǎn)邏輯；如果下一點(diǎn)是凸點(diǎn)，則以凸點(diǎn)為圓心，外擴(kuò)距離為半徑做圓，查找圓弧上的最外側(cè)點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于包絡(luò)線運(yùn)算原理的凹凸多邊形去尖角外擴(kuò)方法，其特征在于：所述步驟(5)包括以下分步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于包絡(luò)線運(yùn)算原理的凹凸多邊形去尖角外擴(kuò)方法，其特征在于：所述步驟(5)包括以下分步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于包絡(luò)線運(yùn)算原理的凹凸多邊形去尖角外擴(kuò)方法，其特征在于：所述步驟(5)包括以下分步驟：
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【技術(shù)特征摘要】
1.基于包絡(luò)線運(yùn)算原理的凹凸多邊形去尖角外擴(kuò)方法，其特征在于：其包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于包絡(luò)線運(yùn)算原理的凹凸多邊形去尖角外擴(kuò)方法，其特征在于：所述步驟(1)包括以下分步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于包絡(luò)線運(yùn)算原理的凹凸多邊形去尖角外擴(kuò)方法，其特征在于：所述步驟(4)包括以下分步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于包絡(luò)線運(yùn)算原理的凹凸多邊形去尖角外擴(kuò)方法，其特征在于：所述步驟(4.2)中，如果下一點(diǎn)是凹點(diǎn)，則f(xn)直接連接下一點(diǎn)；如果是圓弧上的點(diǎn)，全按凹點(diǎn)邏輯；如果下...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：于榮權(quán)，陳咪娜，白楊，王立興，黃瑩，兆珺，
申請(專利權(quán))人：民航數(shù)據(jù)通信有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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