我需要一个基本函数来求点到线段的最短距离。你可以随意用任何你想要的语言来编写解决方案;我可以把它翻译成什么我正在使用(Javascript)。
编辑:线段由两个端点定义。线段AB由两点A (x1,y1)和B (x2,y2)定义。我要求的是这条线段到点C (x3,y3)的距离。我的几何技能生疏了,所以我看到的例子让我很困惑,我很遗憾地承认。
我需要一个基本函数来求点到线段的最短距离。你可以随意用任何你想要的语言来编写解决方案;我可以把它翻译成什么我正在使用(Javascript)。
编辑:线段由两个端点定义。线段AB由两点A (x1,y1)和B (x2,y2)定义。我要求的是这条线段到点C (x3,y3)的距离。我的几何技能生疏了,所以我看到的例子让我很困惑,我很遗憾地承认。
当前回答
请参见以下网站中的Matlab几何工具箱: http://people.sc.fsu.edu/~jburkardt/m_src/geometry/geometry.html
按Ctrl +f,输入“segment”,查找线段相关函数。函数“segment_point_dist_2d.”和segment_point_dist_3d。M "是你需要的。
几何代码有C版本、c++版本、FORTRAN77版本、FORTRAN90版本和MATLAB版本。
其他回答
省道和颤振的解决方法:
import 'dart:math' as math;
class Utils {
static double shortestDistance(Point p1, Point p2, Point p3){
double px = p2.x - p1.x;
double py = p2.y - p1.y;
double temp = (px*px) + (py*py);
double u = ((p3.x - p1.x)*px + (p3.y - p1.y)* py) /temp;
if(u>1){
u=1;
}
else if(u<0){
u=0;
}
double x = p1.x + u*px;
double y = p1.y + u*py;
double dx = x - p3.x;
double dy = y - p3.y;
double dist = math.sqrt(dx*dx+dy*dy);
return dist;
}
}
class Point {
double x;
double y;
Point(this.x, this.y);
}
in R
#distance beetween segment ab and point c in 2D space
getDistance_ort_2 <- function(a, b, c){
#go to complex numbers
A<-c(a[1]+1i*a[2],b[1]+1i*b[2])
q=c[1]+1i*c[2]
#function to get coefficients of line (ab)
getAlphaBeta <- function(A)
{ a<-Re(A[2])-Re(A[1])
b<-Im(A[2])-Im(A[1])
ab<-as.numeric()
ab[1] <- -Re(A[1])*b/a+Im(A[1])
ab[2] <-b/a
if(Im(A[1])==Im(A[2])) ab<- c(Im(A[1]),0)
if(Re(A[1])==Re(A[2])) ab <- NA
return(ab)
}
#function to get coefficients of line ortogonal to line (ab) which goes through point q
getAlphaBeta_ort<-function(A,q)
{ ab <- getAlphaBeta(A)
coef<-c(Re(q)/ab[2]+Im(q),-1/ab[2])
if(Re(A[1])==Re(A[2])) coef<-c(Im(q),0)
return(coef)
}
#function to get coordinates of interception point
#between line (ab) and its ortogonal which goes through point q
getIntersection_ort <- function(A, q){
A.ab <- getAlphaBeta(A)
q.ab <- getAlphaBeta_ort(A,q)
if (!is.na(A.ab[1])&A.ab[2]==0) {
x<-Re(q)
y<-Im(A[1])}
if (is.na(A.ab[1])) {
x<-Re(A[1])
y<-Im(q)
}
if (!is.na(A.ab[1])&A.ab[2]!=0) {
x <- (q.ab[1] - A.ab[1])/(A.ab[2] - q.ab[2])
y <- q.ab[1] + q.ab[2]*x}
xy <- x + 1i*y
return(xy)
}
intersect<-getIntersection_ort(A,q)
if ((Mod(A[1]-intersect)+Mod(A[2]-intersect))>Mod(A[1]-A[2])) {dist<-min(Mod(A[1]-q),Mod(A[2]-q))
} else dist<-Mod(q-intersect)
return(dist)
}
我制作了一个交互式Desmos图来演示如何实现这一点:
https://www.desmos.com/calculator/kswrm8ddum
红点是A点,绿点是B点,C点是蓝色点。 您可以拖动图形中的点来查看值的变化。 左边的值“s”是线段的参数(即s = 0表示点A, s = 1表示点B)。 值“d”是第三点到经过A和B的直线的距离。
编辑:
有趣的小见解:坐标(s, d)是坐标系中第三点C的坐标,AB是单位x轴,单位y轴垂直于AB。
这个答案是基于公认答案的JavaScript解决方案。 它主要只是格式更好,函数名更长,当然函数语法更短,因为它是在ES6 + CoffeeScript中。
JavaScript版本(ES6)
distanceSquared = (v, w)=> Math.pow(v.x - w.x, 2) + Math.pow(v.y - w.y, 2);
distance = (v, w)=> Math.sqrt(distanceSquared(v, w));
distanceToLineSegmentSquared = (p, v, w)=> {
l2 = distanceSquared(v, w);
if (l2 === 0) {
return distanceSquared(p, v);
}
t = ((p.x - v.x) * (w.x - v.x) + (p.y - v.y) * (w.y - v.y)) / l2;
t = Math.max(0, Math.min(1, t));
return distanceSquared(p, {
x: v.x + t * (w.x - v.x),
y: v.y + t * (w.y - v.y)
});
}
distanceToLineSegment = (p, v, w)=> {
return Math.sqrt(distanceToLineSegmentSquared(p, v));
}
CoffeeScript版本
distanceSquared = (v, w)-> (v.x - w.x) ** 2 + (v.y - w.y) ** 2
distance = (v, w)-> Math.sqrt(distanceSquared(v, w))
distanceToLineSegmentSquared = (p, v, w)->
l2 = distanceSquared(v, w)
return distanceSquared(p, v) if l2 is 0
t = ((p.x - v.x) * (w.x - v.x) + (p.y - v.y) * (w.y - v.y)) / l2
t = Math.max(0, Math.min(1, t))
distanceSquared(p, {
x: v.x + t * (w.x - v.x)
y: v.y + t * (w.y - v.y)
})
distanceToLineSegment = (p, v, w)->
Math.sqrt(distanceToLineSegmentSquared(p, v, w))
公认的答案行不通 (例如,0,0和(-10,2,10,2)之间的距离应为2)。
下面是工作代码:
def dist2line2(x,y,line):
x1,y1,x2,y2=line
vx = x1 - x
vy = y1 - y
ux = x2-x1
uy = y2-y1
length = ux * ux + uy * uy
det = (-vx * ux) + (-vy * uy) #//if this is < 0 or > length then its outside the line segment
if det < 0:
return (x1 - x)**2 + (y1 - y)**2
if det > length:
return (x2 - x)**2 + (y2 - y)**2
det = ux * vy - uy * vx
return det**2 / length
def dist2line(x,y,line): return math.sqrt(dist2line2(x,y,line))