多连通多边形的内部Voronoi图的顶点和边数的上界

多边形的Voronoi图在路径规划、碰撞检测等方面有着广泛的应用,其顶点和边数在这些应用算法的复杂度分析方面起着重要作用.Held证明了一个简单多边形的内部Voronoi图最多有n+k-2个顶点和2(n+k)-3条边,其中n和k分别是多边形的顶点和内尖点数.但其结论不能适用于多连通多边形.对多连通多边形进行研究,通过将其Voronoi图转化为有根树,并利用有根树的性质,给出了其内部Voronoi图的顶点和边数上界的估计,并对Voronoi区域的边界所包含顶点和边数的平均值进行了讨论."SDU数字博物馆"系统所采用的基于Voronoi图的可见性算法的复杂度分析,就利用了所得出的结论.     

基于凸片段分解和格网的点在多边形中的可见边检测

检测点在多边形中的可见边是计算几何中的一种基本计算,文中对此提出一种加速算法.首先对多边形进行凸片段分解,以利用点在凸多边形中可见边的快速计算;然后利用格网结构实现由近及远的计算,避免处理被遮挡的凸片段.该算法可基于格网结构方便地进行并行处理,并可统一处理含空洞和不含空洞的多边形,其预处理时间复杂度为O(n),空间复杂度也是很低的O(n),而检测的时间复杂度在O(logn)～O(n)之间自适应变化,其中n为多边形的边数.     

用(t)的广义连接图求有障碍时的最短路径

在有障碍时求两点间的最短路径是VLSI设计、机器人设计等领域中的基本问题,连接图是研究此问题的基本工具.现有算法构造的最好的连接图GF是基于自由区的概念而设计的,其顶数和边数分别为O(t)和O(tlogt),其中t为障碍的极边数.提出了广义自由区和极大正规划分的概念,在此基础上得到广义连接图GG,用来表征广义自由区之间的邻接情况,其顶数和边数均为()(t),且具有平面图的性质.同时还提出了基于扫描线的极大正规划分构造算法,其时间复杂度为O(tlogt);并提出规范路径的概念,以及采用"不改向"启发式策略的A*算法在广义连接图GG中寻找两点间的最短路径,算法的时间复杂度由基于GF的现有算法的O(tlogt)降低到()(t).     

用（）(t)的广义连接图求有障碍时的最短路径

在有障碍时求两点间的最短路径是VLSI设计、机器人设计等领域中的基本问题,连接图是研究此问题的基本工具.现有算法构造的最好的连接图GF是基于自由区的概念而设计的,其顶数和边数分别为O(t)和O(tlogt),其中t为障碍的极边数.提出了广义自由区和极大正规划分的概念,在此基础上得到广义连接图GG,用来表征广义自由区之间的邻接情况,其顶数和边数均为()(t),且具有平面图的性质.同时还提出了基于扫描线的极大正规划分构造算法,其时间复杂度为O(tlogt);并提出规范路径的概念,以及采用"不改向"启发式策略的A*算法在广义连接图GG中寻找两点间的最短路径,算法的时间复杂度由基于GF的现有算法的O(tlogt)降低到()(t).     

多边形外部Voronoi 图顶点和边数的上界

在对多边形P的外部Voronoi图的性质进行研究的基础上,将其表示成树结构并利用树结构的性质给出了其所含Voronoi顶点和边数的上界n+s+2×h-r-t-2和2×n+2×s+3×h-r-t-3,其中,h,n和s分别是P的边界、边和凸顶点的数目;t和r分别是位于P的凸包上的顶点和边数.同时,给出了每一个Voronoi区域所包含顶点和边数的平均值估计.文中工作在基于多边形外部Voronoi图的碰撞检测算法的复杂度分析方面有着重要作用.     

用Θ(t)的广义连接图求有障碍时的最短路径

在有障碍时求两点间的最短路径是VLSI设计、机器人设计等领域中的基本问题，连接图是研究此问题的基本工具，现有算法构造的最好的连接图GF是基于自由区的概念而设计的，其顶数和边数分别为O（t)和O（tologt)，其中t为障碍的极边数，提出了广义自由区和极大正规划分的概念，在此基础上得到广义连接图GG，用来表征广义自由区之间的邻接情况，其顶数和边数均为Θ（t)，且具有平面图的性质，同时还提出了基于扫描线的极大正规划分构造算法，其时间复杂度为O(tlogt)；并提出规范路径的概念；以及采用“不改向”启发式策略的A^*算法在广义连接图GG中寻找两点间的最短路径，算法的时间复杂度由于GF的现有算法的O(tlogt)降低到Θ（t)。     

基于Voronoi图的定性路径推理

动态空间知识的表示与推理是定性空间推理研究的重要内容.基于Voronoi图及其动态变化,提出运动路径定性表示与推理方法.先根据Voronoi图空间邻近关系定义Voronoi图生成子空间关系,进一步定义定性位置及概念邻域,并应用概念相邻的定性位置序列给出定性路径表示.再由动态Voronoi图的边集变化和给出的概念邻域中定性位置间最短路径的启发式算法,设计并实现具有观察者角度的定性路径推理算法.最后,实验分析并验证该方法的有效性.     

平面上可相交凸多边形的Voronoi图

传统的多边形的Voronoi图存在不能相交的问题,以至于无法将其应用于计算机视觉、生态学等领域中的多边形相交情况.为了解决多边形相交情况下的最邻近空间划分问题,提出了可相交凸多边形的Voronoi图.首先定义可相交凸多边形的Voronoi图;然后阐述相交多边形特有的Voronoi边的区域化现象,证明了其发生的充要条件,进一步揭示了相交多边形与不相交多边形之间的关系;最后提出Voronoi图的生成算法,并用代码实现.实验结果表明,该算法能够有效地解决多边形相交的问题,突破了不能相交的限制,为计算机视觉、生态学等领域的实际应用提供了理论基础.     

基于Voronoi图的定性路径

定性路径是定性空间推理的一个基本概念。给出了一个基于Voronoi图的定性路径表示与推理方法。该方法应用Voronoi图的邻近关系来表示定性位置和定性路径,即用运动点所在Voronoi区域的邻域来表示定性位置,用运动点所经过的定性位置序列来表示定性路径。设计并实现了一个定性路径推理算法,基于初始Voronoi图及不同时刻所有Voronoi区域的边数来动态更新Voronoi图邻近关系,可识别出运动点并找出定性路径。实验结果表明,该方法是可行的。     

多边形序列的最短路径算法

给定平面上一个含k个简单多边形的序列及一个起点p和一个终点q,近似地计算一条最短路径使得它开始于p点,然后按指定的次序访问每个多边形,最后终止于q点.如果多边形是两两不相交且是非凸的,那么此问题至今还没有算法解.应用一种R算法,给出复杂性为κ(ε)·O(n)的一种近似算法,这里n是给定多边形的顶点总数,函数κ(ε)定义为L0与L的差与ε的商,其中L0是初始路径长度,L是最优路径长度,ε是计算精确度.给定的R算法稍作修改也能用来近似地解决3个NP完全或NP困难的三维欧几里德最短路径问题(ESP).它们的复杂性均为κ(ε)·O(k),这里k是含有所给定的障碍物的堆的层数.