Kürzester Abstand zwischen einem Punkt und einem Liniensegment
https://stackoverflow.com/questions/849211
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21-08-2019 - |
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Ich brauche eine grundlegende Funktion den kürzesten Abstand zwischen einem Punkt und einem Liniensegment zu finden. Fühlen Sie sich frei, um die Lösung in jeder Sprache zu schreiben, die Sie wünschen; Ich kann es in übersetzen, was ich verwende (Javascript).
EDIT: Mein Liniensegment durch zwei Endpunkte definiert ist. So ist mein Liniensegment AB durch die zwei Punkte A (x1,y1) und B (x2,y2) definiert. Ich versuche, den Abstand zwischen dem Liniensegment und einem Punkt C (x3,y3) zu finden. Meine Geometrie Fähigkeiten sind rostig, so dass die Beispiele, die ich gesehen habe, sind verwirrend, muss ich leider zugeben.
Lösung
Eli, der Code, den Sie entschieden haben auf, ist falsch. Ein Punkt in der Nähe der Linie, auf die das Segment aus einem Ende des Segments aber weit liegt würde in der Nähe des Segments falsch beurteilt werden Update:.. Die falsche Antwort erwähnt ist nicht mehr die akzeptierten ein
Hier einige richtige Code in C ++. Sie geht von einer 2D-Vektor class vec2 {float x,y;} Klasse, im Wesentlichen mit Operatoren hinzuzufügen, subract, Zunder, usw., und ein Abstand und Punktproduktfunktion (das heißt x1 x2 + y1 y2).
float minimum_distance(vec2 v, vec2 w, vec2 p) {
// Return minimum distance between line segment vw and point p
const float l2 = length_squared(v, w); // i.e. |w-v|^2 - avoid a sqrt
if (l2 == 0.0) return distance(p, v); // v == w case
// Consider the line extending the segment, parameterized as v + t (w - v).
// We find projection of point p onto the line.
// It falls where t = [(p-v) . (w-v)] / |w-v|^2
// We clamp t from [0,1] to handle points outside the segment vw.
const float t = max(0, min(1, dot(p - v, w - v) / l2));
const vec2 projection = v + t * (w - v); // Projection falls on the segment
return distance(p, projection);
}
EDIT: Ich brauchte eine Implementierung Javascript, so ist es hier, ohne Abhängigkeiten (oder Kommentare, aber es ist ein direkter Anschluss der oben). Die Punkte werden dargestellt als Objekte mit x und y Attribute.
function sqr(x) { return x * x }
function dist2(v, w) { return sqr(v.x - w.x) + sqr(v.y - w.y) }
function distToSegmentSquared(p, v, w) {
var l2 = dist2(v, w);
if (l2 == 0) return dist2(p, v);
var 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 dist2(p, { x: v.x + t * (w.x - v.x),
y: v.y + t * (w.y - v.y) });
}
function distToSegment(p, v, w) { return Math.sqrt(distToSegmentSquared(p, v, w)); }
EDIT 2:. Ich brauchte eine Java-Version, aber noch wichtiger ist, ich brauchte es in 3D statt 2d
float dist_to_segment_squared(float px, float py, float pz, float lx1, float ly1, float lz1, float lx2, float ly2, float lz2) {
float line_dist = dist_sq(lx1, ly1, lz1, lx2, ly2, lz2);
if (line_dist == 0) return dist_sq(px, py, pz, lx1, ly1, lz1);
float t = ((px - lx1) * (lx2 - lx1) + (py - ly1) * (ly2 - ly1) + (pz - lz1) * (lz2 - lz1)) / line_dist;
t = constrain(t, 0, 1);
return dist_sq(px, py, pz, lx1 + t * (lx2 - lx1), ly1 + t * (ly2 - ly1), lz1 + t * (lz2 - lz1));
}
Andere Tipps
Hier ist der einfachste vollständige Code in Javascript.
x, y ist der Zielpunkt und x1, y1 bis x2, y2 ist Ihr Liniensegment.
AKTUALISIERT: fix für 0 Länge Leitungsproblem von Kommentaren.
function pDistance(x, y, x1, y1, x2, y2) {
var A = x - x1;
var B = y - y1;
var C = x2 - x1;
var D = y2 - y1;
var dot = A * C + B * D;
var len_sq = C * C + D * D;
var param = -1;
if (len_sq != 0) //in case of 0 length line
param = dot / len_sq;
var xx, yy;
if (param < 0) {
xx = x1;
yy = y1;
}
else if (param > 1) {
xx = x2;
yy = y2;
}
else {
xx = x1 + param * C;
yy = y1 + param * D;
}
var dx = x - xx;
var dy = y - yy;
return Math.sqrt(dx * dx + dy * dy);
}
Dies ist eine Implementierung für ENDLICHE LINE BEREICHE, soweit sie nicht unendliche Linien wie die meisten anderen Funktionen, hier zu sein scheinen (das ist, warum ich das gemacht).
Umsetzung der Theorie von Paul Bourke .
Python:
def dist(x1, y1, x2, y2, x3, y3): # x3,y3 is the point
px = x2-x1
py = y2-y1
norm = px*px + py*py
u = ((x3 - x1) * px + (y3 - y1) * py) / float(norm)
if u > 1:
u = 1
elif u < 0:
u = 0
x = x1 + u * px
y = y1 + u * py
dx = x - x3
dy = y - y3
# Note: If the actual distance does not matter,
# if you only want to compare what this function
# returns to other results of this function, you
# can just return the squared distance instead
# (i.e. remove the sqrt) to gain a little performance
dist = (dx*dx + dy*dy)**.5
return dist
AS3:
public static function segmentDistToPoint(segA:Point, segB:Point, p:Point):Number
{
var p2:Point = new Point(segB.x - segA.x, segB.y - segA.y);
var something:Number = p2.x*p2.x + p2.y*p2.y;
var u:Number = ((p.x - segA.x) * p2.x + (p.y - segA.y) * p2.y) / something;
if (u > 1)
u = 1;
else if (u < 0)
u = 0;
var x:Number = segA.x + u * p2.x;
var y:Number = segA.y + u * p2.y;
var dx:Number = x - p.x;
var dy:Number = y - p.y;
var dist:Number = Math.sqrt(dx*dx + dy*dy);
return dist;
}
Java
private double shortestDistance(float x1,float y1,float x2,float y2,float x3,float y3)
{
float px=x2-x1;
float py=y2-y1;
float temp=(px*px)+(py*py);
float u=((x3 - x1) * px + (y3 - y1) * py) / (temp);
if(u>1){
u=1;
}
else if(u<0){
u=0;
}
float x = x1 + u * px;
float y = y1 + u * py;
float dx = x - x3;
float dy = y - y3;
double dist = Math.sqrt(dx*dx + dy*dy);
return dist;
}
In meiner Frage Thread wie kürzesten 2D-Abstand zwischen einem Punkt und einem Liniensegment in allen Fällen, in C zu berechnen, C # / .NET 2.0 oder Java? wurde ich gefragt Antwort einer C # hier zu setzen, wenn ich einen finden: so ist es hier, modifiziert von http: //www.topcoder. com / tc d1 = Tutorien & d2 = Geometrie1 & module = Static :
//Compute the dot product AB . BC
private double DotProduct(double[] pointA, double[] pointB, double[] pointC)
{
double[] AB = new double[2];
double[] BC = new double[2];
AB[0] = pointB[0] - pointA[0];
AB[1] = pointB[1] - pointA[1];
BC[0] = pointC[0] - pointB[0];
BC[1] = pointC[1] - pointB[1];
double dot = AB[0] * BC[0] + AB[1] * BC[1];
return dot;
}
//Compute the cross product AB x AC
private double CrossProduct(double[] pointA, double[] pointB, double[] pointC)
{
double[] AB = new double[2];
double[] AC = new double[2];
AB[0] = pointB[0] - pointA[0];
AB[1] = pointB[1] - pointA[1];
AC[0] = pointC[0] - pointA[0];
AC[1] = pointC[1] - pointA[1];
double cross = AB[0] * AC[1] - AB[1] * AC[0];
return cross;
}
//Compute the distance from A to B
double Distance(double[] pointA, double[] pointB)
{
double d1 = pointA[0] - pointB[0];
double d2 = pointA[1] - pointB[1];
return Math.Sqrt(d1 * d1 + d2 * d2);
}
//Compute the distance from AB to C
//if isSegment is true, AB is a segment, not a line.
double LineToPointDistance2D(double[] pointA, double[] pointB, double[] pointC,
bool isSegment)
{
double dist = CrossProduct(pointA, pointB, pointC) / Distance(pointA, pointB);
if (isSegment)
{
double dot1 = DotProduct(pointA, pointB, pointC);
if (dot1 > 0)
return Distance(pointB, pointC);
double dot2 = DotProduct(pointB, pointA, pointC);
if (dot2 > 0)
return Distance(pointA, pointC);
}
return Math.Abs(dist);
}
Ich bin @SO nicht zu beantworten, aber Fragen stellen, damit ich hoffe ich nicht bekommen Millionen nach unten Stimmen aus irgendwelchen Gründen, aber die Konstruktion Kritiker. Ich wollte nur (und wurde ermutigt) von jemandem anderen Ideen zu teilen, da die Lösungen in diesem Thread sind entweder mit einer exotischen Sprache (Fortran, Mathematica) oder als fehlerhaft von jemandem getaggt. Der einzige nützliche eine (durch Grumdrig) für mich ist mit C ++ geschrieben und niemand getaggt es defekt. Aber es ist die Methoden fehlt (dot etc.), die genannt werden.
F #, wird der Abstand von dem Punkt c zum Liniensegment zwischen a b und ist gegeben durch:
let pointToLineSegmentDistance (a: Vector, b: Vector) (c: Vector) =
let d = b - a
let s = d.Length
let lambda = (c - a) * d / s
let p = (lambda |> max 0.0 |> min s) * d / s
(a + p - c).Length
Die Vektor d Punkte aus a entlang des Liniensegments b. Das Skalarprodukt von d/s mit c-a gibt den Parameter des Punktes der größten Annäherung zwischen der unendlichen Linie und dem Punkt c. Die min und max Funktion werden verwendet, diesen Parameter auf den Bereich 0..s einzuklemmen, so dass der Punkt zwischen a und b liegt. Schließlich ist die Länge von a+p-c ist der Abstand von c zum nächstgelegenen Punkt auf dem Liniensegment.
Beispiel für die Verwendung:
pointToLineSegmentDistance (Vector(0.0, 0.0), Vector(1.0, 0.0)) (Vector(-1.0, 1.0))
In Mathematica
Es verwendet eine parametrische Beschreibung des Segments und projiziert den Punkt in die Leitung durch das Segment definiert. Als Parameter von 0 bis 1 in dem Segment geht, wenn der Vorsprung außerhalb dieser Grenzen liegt, berechnen wir den Abstand zu dem entsprechenden enpoint anstelle der geraden Linie, die normal zu dem Segment.
Clear["Global`*"];
distance[{start_, end_}, pt_] :=
Module[{param},
param = ((pt - start).(end - start))/Norm[end - start]^2; (*parameter. the "."
here means vector product*)
Which[
param < 0, EuclideanDistance[start, pt], (*If outside bounds*)
param > 1, EuclideanDistance[end, pt],
True, EuclideanDistance[pt, start + param (end - start)] (*Normal distance*)
]
];
Plotten Ergebnis:
Plot3D[distance[{{0, 0}, {1, 0}}, {xp, yp}], {xp, -1, 2}, {yp, -1, 2}]
Plot diese Punkte näher als ein Ausblendgrenze :
Konturdiagramm:
Für alle Interessierten, hier ist eine triviale Umwandlung von Joshuas Javascript-Code in Objective-C:
- (double)distanceToPoint:(CGPoint)p fromLineSegmentBetween:(CGPoint)l1 and:(CGPoint)l2
{
double A = p.x - l1.x;
double B = p.y - l1.y;
double C = l2.x - l1.x;
double D = l2.y - l1.y;
double dot = A * C + B * D;
double len_sq = C * C + D * D;
double param = dot / len_sq;
double xx, yy;
if (param < 0 || (l1.x == l2.x && l1.y == l2.y)) {
xx = l1.x;
yy = l1.y;
}
else if (param > 1) {
xx = l2.x;
yy = l2.y;
}
else {
xx = l1.x + param * C;
yy = l1.y + param * D;
}
double dx = p.x - xx;
double dy = p.y - yy;
return sqrtf(dx * dx + dy * dy);
}
brauchte ich diese Lösung mit MKMapPoint zu arbeiten, damit ich es für den Fall, jemand teilen sonst braucht. Nur einige geringfügige Änderung und dies wird die Entfernung in Metern zurück:
- (double)distanceToPoint:(MKMapPoint)p fromLineSegmentBetween:(MKMapPoint)l1 and:(MKMapPoint)l2
{
double A = p.x - l1.x;
double B = p.y - l1.y;
double C = l2.x - l1.x;
double D = l2.y - l1.y;
double dot = A * C + B * D;
double len_sq = C * C + D * D;
double param = dot / len_sq;
double xx, yy;
if (param < 0 || (l1.x == l2.x && l1.y == l2.y)) {
xx = l1.x;
yy = l1.y;
}
else if (param > 1) {
xx = l2.x;
yy = l2.y;
}
else {
xx = l1.x + param * C;
yy = l1.y + param * D;
}
return MKMetersBetweenMapPoints(p, MKMapPointMake(xx, yy));
}
Hey, Ich schrieb dies gestern. Es ist in Actionscript 3.0, die im Grunde Javascript ist, wenn Sie nicht die gleiche Klasse Point haben könnten.
//st = start of line segment
//b = the line segment (as in: st + b = end of line segment)
//pt = point to test
//Returns distance from point to line segment.
//Note: nearest point on the segment to the test point is right there if we ever need it
public static function linePointDist( st:Point, b:Point, pt:Point ):Number
{
var nearestPt:Point; //closest point on seqment to pt
var keyDot:Number = dot( b, pt.subtract( st ) ); //key dot product
var bLenSq:Number = dot( b, b ); //Segment length squared
if( keyDot <= 0 ) //pt is "behind" st, use st
{
nearestPt = st
}
else if( keyDot >= bLenSq ) //pt is "past" end of segment, use end (notice we are saving twin sqrts here cuz)
{
nearestPt = st.add(b);
}
else //pt is inside segment, reuse keyDot and bLenSq to get percent of seqment to move in to find closest point
{
var keyDotToPctOfB:Number = keyDot/bLenSq; //REM dot product comes squared
var partOfB:Point = new Point( b.x * keyDotToPctOfB, b.y * keyDotToPctOfB );
nearestPt = st.add(partOfB);
}
var dist:Number = (pt.subtract(nearestPt)).length;
return dist;
}
Außerdem gibt es eine ziemlich vollständige und gut lesbare Diskussion des Problems hier: notejot.com
Für die Faulen, hier ist mein Objective-C-Port @ Grumdrig Lösung oben:
CGFloat sqr(CGFloat x) { return x*x; }
CGFloat dist2(CGPoint v, CGPoint w) { return sqr(v.x - w.x) + sqr(v.y - w.y); }
CGFloat distanceToSegmentSquared(CGPoint p, CGPoint v, CGPoint w)
{
CGFloat l2 = dist2(v, w);
if (l2 == 0.0f) return dist2(p, v);
CGFloat t = ((p.x - v.x) * (w.x - v.x) + (p.y - v.y) * (w.y - v.y)) / l2;
if (t < 0.0f) return dist2(p, v);
if (t > 1.0f) return dist2(p, w);
return dist2(p, CGPointMake(v.x + t * (w.x - v.x), v.y + t * (w.y - v.y)));
}
CGFloat distanceToSegment(CGPoint point, CGPoint segmentPointV, CGPoint segmentPointW)
{
return sqrtf(distanceToSegmentSquared(point, segmentPointV, segmentPointW));
}
konnte nicht widerstehen es in Python Codierung :)
from math import sqrt, fabs
def pdis(a, b, c):
t = b[0]-a[0], b[1]-a[1] # Vector ab
dd = sqrt(t[0]**2+t[1]**2) # Length of ab
t = t[0]/dd, t[1]/dd # unit vector of ab
n = -t[1], t[0] # normal unit vector to ab
ac = c[0]-a[0], c[1]-a[1] # vector ac
return fabs(ac[0]*n[0]+ac[1]*n[1]) # Projection of ac to n (the minimum distance)
print pdis((1,1), (2,2), (2,0)) # Example (answer is 1.414)
Das Gleiche gilt für Fortran :)
real function pdis(a, b, c)
real, dimension(0:1), intent(in) :: a, b, c
real, dimension(0:1) :: t, n, ac
real :: dd
t = b - a ! Vector ab
dd = sqrt(t(0)**2+t(1)**2) ! Length of ab
t = t/dd ! unit vector of ab
n = (/-t(1), t(0)/) ! normal unit vector to ab
ac = c - a ! vector ac
pdis = abs(ac(0)*n(0)+ac(1)*n(1)) ! Projection of ac to n (the minimum distance)
end function pdis
program test
print *, pdis((/1.0,1.0/), (/2.0,2.0/), (/2.0,0.0/)) ! Example (answer is 1.414)
end program test
Hier ist eine vollständigere Rechtschreibung aus Grumdrig Lösung. Diese Version auch gibt den nächsten Punkt selbst.
#include "stdio.h"
#include "math.h"
class Vec2
{
public:
float _x;
float _y;
Vec2()
{
_x = 0;
_y = 0;
}
Vec2( const float x, const float y )
{
_x = x;
_y = y;
}
Vec2 operator+( const Vec2 &v ) const
{
return Vec2( this->_x + v._x, this->_y + v._y );
}
Vec2 operator-( const Vec2 &v ) const
{
return Vec2( this->_x - v._x, this->_y - v._y );
}
Vec2 operator*( const float f ) const
{
return Vec2( this->_x * f, this->_y * f );
}
float DistanceToSquared( const Vec2 p ) const
{
const float dX = p._x - this->_x;
const float dY = p._y - this->_y;
return dX * dX + dY * dY;
}
float DistanceTo( const Vec2 p ) const
{
return sqrt( this->DistanceToSquared( p ) );
}
float DotProduct( const Vec2 p ) const
{
return this->_x * p._x + this->_y * p._y;
}
};
// return minimum distance between line segment vw and point p, and the closest point on the line segment, q
float DistanceFromLineSegmentToPoint( const Vec2 v, const Vec2 w, const Vec2 p, Vec2 * const q )
{
const float distSq = v.DistanceToSquared( w ); // i.e. |w-v|^2 ... avoid a sqrt
if ( distSq == 0.0 )
{
// v == w case
(*q) = v;
return v.DistanceTo( p );
}
// consider the line extending the segment, parameterized as v + t (w - v)
// we find projection of point p onto the line
// it falls where t = [(p-v) . (w-v)] / |w-v|^2
const float t = ( p - v ).DotProduct( w - v ) / distSq;
if ( t < 0.0 )
{
// beyond the v end of the segment
(*q) = v;
return v.DistanceTo( p );
}
else if ( t > 1.0 )
{
// beyond the w end of the segment
(*q) = w;
return w.DistanceTo( p );
}
// projection falls on the segment
const Vec2 projection = v + ( ( w - v ) * t );
(*q) = projection;
return p.DistanceTo( projection );
}
float DistanceFromLineSegmentToPoint( float segmentX1, float segmentY1, float segmentX2, float segmentY2, float pX, float pY, float *qX, float *qY )
{
Vec2 q;
float distance = DistanceFromLineSegmentToPoint( Vec2( segmentX1, segmentY1 ), Vec2( segmentX2, segmentY2 ), Vec2( pX, pY ), &q );
(*qX) = q._x;
(*qY) = q._y;
return distance;
}
void TestDistanceFromLineSegmentToPoint( float segmentX1, float segmentY1, float segmentX2, float segmentY2, float pX, float pY )
{
float qX;
float qY;
float d = DistanceFromLineSegmentToPoint( segmentX1, segmentY1, segmentX2, segmentY2, pX, pY, &qX, &qY );
printf( "line segment = ( ( %f, %f ), ( %f, %f ) ), p = ( %f, %f ), distance = %f, q = ( %f, %f )\n",
segmentX1, segmentY1, segmentX2, segmentY2, pX, pY, d, qX, qY );
}
void TestDistanceFromLineSegmentToPoint()
{
TestDistanceFromLineSegmentToPoint( 0, 0, 1, 1, 1, 0 );
TestDistanceFromLineSegmentToPoint( 0, 0, 20, 10, 5, 4 );
TestDistanceFromLineSegmentToPoint( 0, 0, 20, 10, 30, 15 );
TestDistanceFromLineSegmentToPoint( 0, 0, 20, 10, -30, 15 );
TestDistanceFromLineSegmentToPoint( 0, 0, 10, 0, 5, 1 );
TestDistanceFromLineSegmentToPoint( 0, 0, 0, 10, 1, 5 );
}
Betrachten Sie diese Änderung Grumdrig Antwort oben. Viele Male werden Sie feststellen, dass Punkt Unschärfen schwebenden Probleme verursachen können. Ich verwende die Doppelte in der Version unten, aber Sie können leicht zu Schwimmern ändern. Der wichtige Teil ist, dass es ein Epsilon verwendet die „Slop“ zu behandeln. Darüber hinaus werden Sie wollen oft wissen, wo die Kreuzung passiert ist, oder wenn es überhaupt passiert ist. Wenn die zurück t <0,0 oder> 1,0 ist, kam es zu keiner Kollision. Doch selbst wenn keine Kollision aufgetreten ist, oft Sie wollen wissen, wo der nächste Punkt auf dem Segment P ist, und somit verwende ich QX und QY diesen Ort zurückzukehren.
double PointSegmentDistanceSquared( double px, double py,
double p1x, double p1y,
double p2x, double p2y,
double& t,
double& qx, double& qy)
{
static const double kMinSegmentLenSquared = 0.00000001; // adjust to suit. If you use float, you'll probably want something like 0.000001f
static const double kEpsilon = 1.0E-14; // adjust to suit. If you use floats, you'll probably want something like 1E-7f
double dx = p2x - p1x;
double dy = p2y - p1y;
double dp1x = px - p1x;
double dp1y = py - p1y;
const double segLenSquared = (dx * dx) + (dy * dy);
if (segLenSquared >= -kMinSegmentLenSquared && segLenSquared <= kMinSegmentLenSquared)
{
// segment is a point.
qx = p1x;
qy = p1y;
t = 0.0;
return ((dp1x * dp1x) + (dp1y * dp1y));
}
else
{
// Project a line from p to the segment [p1,p2]. By considering the line
// extending the segment, parameterized as p1 + (t * (p2 - p1)),
// we find projection of point p onto the line.
// It falls where t = [(p - p1) . (p2 - p1)] / |p2 - p1|^2
t = ((dp1x * dx) + (dp1y * dy)) / segLenSquared;
if (t < kEpsilon)
{
// intersects at or to the "left" of first segment vertex (p1x, p1y). If t is approximately 0.0, then
// intersection is at p1. If t is less than that, then there is no intersection (i.e. p is not within
// the 'bounds' of the segment)
if (t > -kEpsilon)
{
// intersects at 1st segment vertex
t = 0.0;
}
// set our 'intersection' point to p1.
qx = p1x;
qy = p1y;
// Note: If you wanted the ACTUAL intersection point of where the projected lines would intersect if
// we were doing PointLineDistanceSquared, then qx would be (p1x + (t * dx)) and qy would be (p1y + (t * dy)).
}
else if (t > (1.0 - kEpsilon))
{
// intersects at or to the "right" of second segment vertex (p2x, p2y). If t is approximately 1.0, then
// intersection is at p2. If t is greater than that, then there is no intersection (i.e. p is not within
// the 'bounds' of the segment)
if (t < (1.0 + kEpsilon))
{
// intersects at 2nd segment vertex
t = 1.0;
}
// set our 'intersection' point to p2.
qx = p2x;
qy = p2y;
// Note: If you wanted the ACTUAL intersection point of where the projected lines would intersect if
// we were doing PointLineDistanceSquared, then qx would be (p1x + (t * dx)) and qy would be (p1y + (t * dy)).
}
else
{
// The projection of the point to the point on the segment that is perpendicular succeeded and the point
// is 'within' the bounds of the segment. Set the intersection point as that projected point.
qx = p1x + (t * dx);
qy = p1y + (t * dy);
}
// return the squared distance from p to the intersection point. Note that we return the squared distance
// as an optimization because many times you just need to compare relative distances and the squared values
// works fine for that. If you want the ACTUAL distance, just take the square root of this value.
double dpqx = px - qx;
double dpqy = py - qy;
return ((dpqx * dpqx) + (dpqy * dpqy));
}
}
Eine Zeile Lösung mit arctangents:
Die Idee ist, bewegen A auf (0, 0) und drehen sich im Uhrzeigersinn Dreieck machen C lag auf der X-Achse, wenn dies geschieht, Mit dem wird der Abstand sein.
- ein Winkel = Atan (Cy - Ay, Cx - Ax);
- b Winkel = Atan (By - Ay, Bx - Ax);
- AB length = Sqrt ((Bx - Ax) ^ 2 + (By - Ay) ^ 2)
- Von = Sin (Bangle - aAngle) * ABLength
C #
public double Distance(Point a, Point b, Point c)
{
// normalize points
Point cn = new Point(c.X - a.X, c.Y - a.Y);
Point bn = new Point(b.X - a.X, b.Y - a.Y);
double angle = Math.Atan2(bn.Y, bn.X) - Math.Atan2(cn.Y, cn.X);
double abLength = Math.Sqrt(bn.X*bn.X + bn.Y*bn.Y);
return Math.Sin(angle)*abLength;
}
Eine Zeile C # (umgerechnet in SQL werden)
double distance = Math.Sin(Math.Atan2(b.Y - a.Y, b.X - a.X) - Math.Atan2(c.Y - a.Y, c.X - a.X)) * Math.Sqrt((b.X - a.X) * (b.X - a.X) + (b.Y - a.Y) * (b.Y - a.Y))
Ich gehe davon aus Sie den kürzestem Abstand zwischen dem Punkt und einem Liniensegment finden wollen; Um dies zu tun, müssen Sie die Linie (linea) finden, die zu Ihrem Liniensegment (lineB) senkrecht ist, die durch Ihren Punkt geht, bestimmt die Kreuzung zwischen dieser Linie (linea) und Ihrer Linie, die durch Ihr Liniensegment (lineB) geht ; wenn dieser Punkt zwischen den beiden Punkten des Liniensegments ist, dann ist der Abstand der Abstand zwischen dem Punkt und dem Punkt, den Sie gerade gefunden, welche die Kreuzung von LINEA und lineB ist; wenn der Punkt nicht zwischen den beiden Punkten des Liniensegments ist, müssen Sie den Abstand zwischen Ihrem Punkt und die näher an beiden Enden des Liniensegments zu erhalten; Dies kann durch den quadratischen Abstand leicht durchgeführt wird zwischen dem Punkt und den beiden Punkten des Liniensegmentes (eine Quadratwurzel zu vermeiden); je nachdem, was näher ist, die Quadratwurzel aus, dass man nehmen.
Grumdrig des C ++ / JavaScript-Implementierung war sehr nützlich für mich, so habe ich eine Python direkten Anschluss zur Verfügung gestellt, die ich verwende. Der vollständige Code ist hier .
class Point(object):
def __init__(self, x, y):
self.x = float(x)
self.y = float(y)
def square(x):
return x * x
def distance_squared(v, w):
return square(v.x - w.x) + square(v.y - w.y)
def distance_point_segment_squared(p, v, w):
# Segment length squared, |w-v|^2
d2 = distance_squared(v, w)
if d2 == 0:
# v == w, return distance to v
return distance_squared(p, v)
# Consider the line extending the segment, parameterized as v + t (w - v).
# We find projection of point p onto the line.
# It falls where t = [(p-v) . (w-v)] / |w-v|^2
t = ((p.x - v.x) * (w.x - v.x) + (p.y - v.y) * (w.y - v.y)) / d2;
if t < 0:
# Beyond v end of the segment
return distance_squared(p, v)
elif t > 1.0:
# Beyond w end of the segment
return distance_squared(p, w)
else:
# Projection falls on the segment.
proj = Point(v.x + t * (w.x - v.x), v.y + t * (w.y - v.y))
# print proj.x, proj.y
return distance_squared(p, proj)
Matlab-Code, mit eingebauten „Selbsttest“, wenn sie die Funktion ohne Argumente aufrufen:
function r = distPointToLineSegment( xy0, xy1, xyP )
% r = distPointToLineSegment( xy0, xy1, xyP )
if( nargin < 3 )
selfTest();
r=0;
else
vx = xy0(1)-xyP(1);
vy = xy0(2)-xyP(2);
ux = xy1(1)-xy0(1);
uy = xy1(2)-xy0(2);
lenSqr= (ux*ux+uy*uy);
detP= -vx*ux + -vy*uy;
if( detP < 0 )
r = norm(xy0-xyP,2);
elseif( detP > lenSqr )
r = norm(xy1-xyP,2);
else
r = abs(ux*vy-uy*vx)/sqrt(lenSqr);
end
end
function selfTest()
%#ok<*NASGU>
disp(['invalid args, distPointToLineSegment running (recursive) self-test...']);
ptA = [1;1]; ptB = [-1;-1];
ptC = [1/2;1/2]; % on the line
ptD = [-2;-1.5]; % too far from line segment
ptE = [1/2;0]; % should be same as perpendicular distance to line
ptF = [1.5;1.5]; % along the A-B but outside of the segment
distCtoAB = distPointToLineSegment(ptA,ptB,ptC)
distDtoAB = distPointToLineSegment(ptA,ptB,ptD)
distEtoAB = distPointToLineSegment(ptA,ptB,ptE)
distFtoAB = distPointToLineSegment(ptA,ptB,ptF)
figure(1); clf;
circle = @(x, y, r, c) rectangle('Position', [x-r, y-r, 2*r, 2*r], ...
'Curvature', [1 1], 'EdgeColor', c);
plot([ptA(1) ptB(1)],[ptA(2) ptB(2)],'r-x'); hold on;
plot(ptC(1),ptC(2),'b+'); circle(ptC(1),ptC(2), 0.5e-1, 'b');
plot(ptD(1),ptD(2),'g+'); circle(ptD(1),ptD(2), distDtoAB, 'g');
plot(ptE(1),ptE(2),'k+'); circle(ptE(1),ptE(2), distEtoAB, 'k');
plot(ptF(1),ptF(2),'m+'); circle(ptF(1),ptF(2), distFtoAB, 'm');
hold off;
axis([-3 3 -3 3]); axis equal;
end
end
Und jetzt auch meine Lösung ...... (Javascript)
Es ist sehr schnell, weil ich versuche, alle Math.pow Funktionen zu vermeiden.
Wie Sie am Ende der Funktion sehen kann ich den Abstand der Linie.
Code ist aus dem lib http://www.draw2d.org / graphiti / jsdoc / #! / example
/**
* Static util function to determine is a point(px,py) on the line(x1,y1,x2,y2)
* A simple hit test.
*
* @return {boolean}
* @static
* @private
* @param {Number} coronaWidth the accepted corona for the hit test
* @param {Number} X1 x coordinate of the start point of the line
* @param {Number} Y1 y coordinate of the start point of the line
* @param {Number} X2 x coordinate of the end point of the line
* @param {Number} Y2 y coordinate of the end point of the line
* @param {Number} px x coordinate of the point to test
* @param {Number} py y coordinate of the point to test
**/
graphiti.shape.basic.Line.hit= function( coronaWidth, X1, Y1, X2, Y2, px, py)
{
// Adjust vectors relative to X1,Y1
// X2,Y2 becomes relative vector from X1,Y1 to end of segment
X2 -= X1;
Y2 -= Y1;
// px,py becomes relative vector from X1,Y1 to test point
px -= X1;
py -= Y1;
var dotprod = px * X2 + py * Y2;
var projlenSq;
if (dotprod <= 0.0) {
// px,py is on the side of X1,Y1 away from X2,Y2
// distance to segment is length of px,py vector
// "length of its (clipped) projection" is now 0.0
projlenSq = 0.0;
} else {
// switch to backwards vectors relative to X2,Y2
// X2,Y2 are already the negative of X1,Y1=>X2,Y2
// to get px,py to be the negative of px,py=>X2,Y2
// the dot product of two negated vectors is the same
// as the dot product of the two normal vectors
px = X2 - px;
py = Y2 - py;
dotprod = px * X2 + py * Y2;
if (dotprod <= 0.0) {
// px,py is on the side of X2,Y2 away from X1,Y1
// distance to segment is length of (backwards) px,py vector
// "length of its (clipped) projection" is now 0.0
projlenSq = 0.0;
} else {
// px,py is between X1,Y1 and X2,Y2
// dotprod is the length of the px,py vector
// projected on the X2,Y2=>X1,Y1 vector times the
// length of the X2,Y2=>X1,Y1 vector
projlenSq = dotprod * dotprod / (X2 * X2 + Y2 * Y2);
}
}
// Distance to line is now the length of the relative point
// vector minus the length of its projection onto the line
// (which is zero if the projection falls outside the range
// of the line segment).
var lenSq = px * px + py * py - projlenSq;
if (lenSq < 0) {
lenSq = 0;
}
return Math.sqrt(lenSq)<coronaWidth;
};
codiert in T-SQL
der Punkt (@px, @py) und das Liniensegment verläuft von (@ax, @ay) bis (@bx, @by)
create function fn_sqr (@NumberToSquare decimal(18,10))
returns decimal(18,10)
as
begin
declare @Result decimal(18,10)
set @Result = @NumberToSquare * @NumberToSquare
return @Result
end
go
create function fn_Distance(@ax decimal (18,10) , @ay decimal (18,10), @bx decimal(18,10), @by decimal(18,10))
returns decimal(18,10)
as
begin
declare @Result decimal(18,10)
set @Result = (select dbo.fn_sqr(@ax - @bx) + dbo.fn_sqr(@ay - @by) )
return @Result
end
go
create function fn_DistanceToSegmentSquared(@px decimal(18,10), @py decimal(18,10), @ax decimal(18,10), @ay decimal(18,10), @bx decimal(18,10), @by decimal(18,10))
returns decimal(18,10)
as
begin
declare @l2 decimal(18,10)
set @l2 = (select dbo.fn_Distance(@ax, @ay, @bx, @by))
if @l2 = 0
return dbo.fn_Distance(@px, @py, @ax, @ay)
declare @t decimal(18,10)
set @t = ((@px - @ax) * (@bx - @ax) + (@py - @ay) * (@by - @ay)) / @l2
if (@t < 0)
return dbo.fn_Distance(@px, @py, @ax, @ay);
if (@t > 1)
return dbo.fn_Distance(@px, @py, @bx, @by);
return dbo.fn_Distance(@px, @py, @ax + @t * (@bx - @ax), @ay + @t * (@by - @ay))
end
go
create function fn_DistanceToSegment(@px decimal(18,10), @py decimal(18,10), @ax decimal(18,10), @ay decimal(18,10), @bx decimal(18,10), @by decimal(18,10))
returns decimal(18,10)
as
begin
return sqrt(dbo.fn_DistanceToSegmentSquared(@px, @py , @ax , @ay , @bx , @by ))
end
go
--example execution for distance from a point at (6,1) to line segment that runs from (4,2) to (2,1)
select dbo.fn_DistanceToSegment(6, 1, 4, 2, 2, 1)
--result = 2.2360679775
--example execution for distance from a point at (-3,-2) to line segment that runs from (0,-2) to (-2,1)
select dbo.fn_DistanceToSegment(-3, -2, 0, -2, -2, 1)
--result = 2.4961508830
--example execution for distance from a point at (0,-2) to line segment that runs from (0,-2) to (-2,1)
select dbo.fn_DistanceToSegment(0,-2, 0, -2, -2, 1)
--result = 0.0000000000
Sieht aus wie fast alle anderen auf Stackoverflow beigetragen hat, eine Antwort (23 Antworten bisher), also hier ist mein Beitrag für C #. Dies ist vor allem auf der Grundlage der Antwort von M. Katz, der wiederum auf der Antwort anhand von Grumdrig.
public struct MyVector
{
private readonly double _x, _y;
// Constructor
public MyVector(double x, double y)
{
_x = x;
_y = y;
}
// Distance from this point to another point, squared
private double DistanceSquared(MyVector otherPoint)
{
double dx = otherPoint._x - this._x;
double dy = otherPoint._y - this._y;
return dx * dx + dy * dy;
}
// Find the distance from this point to a line segment (which is not the same as from this
// point to anywhere on an infinite line). Also returns the closest point.
public double DistanceToLineSegment(MyVector lineSegmentPoint1, MyVector lineSegmentPoint2,
out MyVector closestPoint)
{
return Math.Sqrt(DistanceToLineSegmentSquared(lineSegmentPoint1, lineSegmentPoint2,
out closestPoint));
}
// Same as above, but avoid using Sqrt(), saves a new nanoseconds in cases where you only want
// to compare several distances to find the smallest or largest, but don't need the distance
public double DistanceToLineSegmentSquared(MyVector lineSegmentPoint1,
MyVector lineSegmentPoint2, out MyVector closestPoint)
{
// Compute length of line segment (squared) and handle special case of coincident points
double segmentLengthSquared = lineSegmentPoint1.DistanceSquared(lineSegmentPoint2);
if (segmentLengthSquared < 1E-7f) // Arbitrary "close enough for government work" value
{
closestPoint = lineSegmentPoint1;
return this.DistanceSquared(closestPoint);
}
// Use the magic formula to compute the "projection" of this point on the infinite line
MyVector lineSegment = lineSegmentPoint2 - lineSegmentPoint1;
double t = (this - lineSegmentPoint1).DotProduct(lineSegment) / segmentLengthSquared;
// Handle the two cases where the projection is not on the line segment, and the case where
// the projection is on the segment
if (t <= 0)
closestPoint = lineSegmentPoint1;
else if (t >= 1)
closestPoint = lineSegmentPoint2;
else
closestPoint = lineSegmentPoint1 + (lineSegment * t);
return this.DistanceSquared(closestPoint);
}
public double DotProduct(MyVector otherVector)
{
return this._x * otherVector._x + this._y * otherVector._y;
}
public static MyVector operator +(MyVector leftVector, MyVector rightVector)
{
return new MyVector(leftVector._x + rightVector._x, leftVector._y + rightVector._y);
}
public static MyVector operator -(MyVector leftVector, MyVector rightVector)
{
return new MyVector(leftVector._x - rightVector._x, leftVector._y - rightVector._y);
}
public static MyVector operator *(MyVector aVector, double aScalar)
{
return new MyVector(aVector._x * aScalar, aVector._y * aScalar);
}
// Added using ReSharper due to CodeAnalysis nagging
public bool Equals(MyVector other)
{
return _x.Equals(other._x) && _y.Equals(other._y);
}
public override bool Equals(object obj)
{
if (ReferenceEquals(null, obj)) return false;
return obj is MyVector && Equals((MyVector) obj);
}
public override int GetHashCode()
{
unchecked
{
return (_x.GetHashCode()*397) ^ _y.GetHashCode();
}
}
public static bool operator ==(MyVector left, MyVector right)
{
return left.Equals(right);
}
public static bool operator !=(MyVector left, MyVector right)
{
return !left.Equals(right);
}
}
Und hier ist ein kleines Testprogramm.
public static class JustTesting
{
public static void Main()
{
Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
stopwatch.Start();
for (int i = 0; i < 10000000; i++)
{
TestIt(1, 0, 0, 0, 1, 1, 0.70710678118654757);
TestIt(5, 4, 0, 0, 20, 10, 1.3416407864998738);
TestIt(30, 15, 0, 0, 20, 10, 11.180339887498949);
TestIt(-30, 15, 0, 0, 20, 10, 33.541019662496844);
TestIt(5, 1, 0, 0, 10, 0, 1.0);
TestIt(1, 5, 0, 0, 0, 10, 1.0);
}
stopwatch.Stop();
TimeSpan timeSpan = stopwatch.Elapsed;
}
private static void TestIt(float aPointX, float aPointY,
float lineSegmentPoint1X, float lineSegmentPoint1Y,
float lineSegmentPoint2X, float lineSegmentPoint2Y,
double expectedAnswer)
{
// Katz
double d1 = DistanceFromPointToLineSegment(new MyVector(aPointX, aPointY),
new MyVector(lineSegmentPoint1X, lineSegmentPoint1Y),
new MyVector(lineSegmentPoint2X, lineSegmentPoint2Y));
Debug.Assert(d1 == expectedAnswer);
/*
// Katz using squared distance
double d2 = DistanceFromPointToLineSegmentSquared(new MyVector(aPointX, aPointY),
new MyVector(lineSegmentPoint1X, lineSegmentPoint1Y),
new MyVector(lineSegmentPoint2X, lineSegmentPoint2Y));
Debug.Assert(Math.Abs(d2 - expectedAnswer * expectedAnswer) < 1E-7f);
*/
/*
// Matti (optimized)
double d3 = FloatVector.DistanceToLineSegment(new PointF(aPointX, aPointY),
new PointF(lineSegmentPoint1X, lineSegmentPoint1Y),
new PointF(lineSegmentPoint2X, lineSegmentPoint2Y));
Debug.Assert(Math.Abs(d3 - expectedAnswer) < 1E-7f);
*/
}
private static double DistanceFromPointToLineSegment(MyVector aPoint,
MyVector lineSegmentPoint1, MyVector lineSegmentPoint2)
{
MyVector closestPoint; // Not used
return aPoint.DistanceToLineSegment(lineSegmentPoint1, lineSegmentPoint2,
out closestPoint);
}
private static double DistanceFromPointToLineSegmentSquared(MyVector aPoint,
MyVector lineSegmentPoint1, MyVector lineSegmentPoint2)
{
MyVector closestPoint; // Not used
return aPoint.DistanceToLineSegmentSquared(lineSegmentPoint1, lineSegmentPoint2,
out closestPoint);
}
}
Wie Sie sehen können, habe ich versucht, den Unterschied zwischen der Verwendung der Version zu messen, die die Sqrt () -Methode und die normale Version vermeidet. Meine Tests zeigen, man kann vielleicht etwa 2,5% sparen, aber ich bin nicht einmal sicher, dass - die Variationen innerhalb der einzelnen Testläufe der gleichen Größenordnung waren. Ich habe auch versucht, die von Matti veröffentlichte Version Messung (plus eine offensichtliche Optimierung), und diese Version scheint etwa 4% langsamer als die Version auf Katz / Grumdrig Code basiert.
Edit:. Übrigens, ich habe auch versucht, ein Verfahren gemessen, die den Abstand zu einer unendlichen Linie findet (kein Liniensegment) ein Kreuzprodukt mit (und ein Sqrt ()), und es ist ca. 32% schneller
Hier ist devnullicus der C ++ Version C # konvertiert. Für meine Umsetzung brauchte ich den Schnittpunkt kennen und fand seine Lösung gut zu funktionieren.
public static bool PointSegmentDistanceSquared(PointF point, PointF lineStart, PointF lineEnd, out double distance, out PointF intersectPoint)
{
const double kMinSegmentLenSquared = 0.00000001; // adjust to suit. If you use float, you'll probably want something like 0.000001f
const double kEpsilon = 1.0E-14; // adjust to suit. If you use floats, you'll probably want something like 1E-7f
double dX = lineEnd.X - lineStart.X;
double dY = lineEnd.Y - lineStart.Y;
double dp1X = point.X - lineStart.X;
double dp1Y = point.Y - lineStart.Y;
double segLenSquared = (dX * dX) + (dY * dY);
double t = 0.0;
if (segLenSquared >= -kMinSegmentLenSquared && segLenSquared <= kMinSegmentLenSquared)
{
// segment is a point.
intersectPoint = lineStart;
t = 0.0;
distance = ((dp1X * dp1X) + (dp1Y * dp1Y));
}
else
{
// Project a line from p to the segment [p1,p2]. By considering the line
// extending the segment, parameterized as p1 + (t * (p2 - p1)),
// we find projection of point p onto the line.
// It falls where t = [(p - p1) . (p2 - p1)] / |p2 - p1|^2
t = ((dp1X * dX) + (dp1Y * dY)) / segLenSquared;
if (t < kEpsilon)
{
// intersects at or to the "left" of first segment vertex (lineStart.X, lineStart.Y). If t is approximately 0.0, then
// intersection is at p1. If t is less than that, then there is no intersection (i.e. p is not within
// the 'bounds' of the segment)
if (t > -kEpsilon)
{
// intersects at 1st segment vertex
t = 0.0;
}
// set our 'intersection' point to p1.
intersectPoint = lineStart;
// Note: If you wanted the ACTUAL intersection point of where the projected lines would intersect if
// we were doing PointLineDistanceSquared, then intersectPoint.X would be (lineStart.X + (t * dx)) and intersectPoint.Y would be (lineStart.Y + (t * dy)).
}
else if (t > (1.0 - kEpsilon))
{
// intersects at or to the "right" of second segment vertex (lineEnd.X, lineEnd.Y). If t is approximately 1.0, then
// intersection is at p2. If t is greater than that, then there is no intersection (i.e. p is not within
// the 'bounds' of the segment)
if (t < (1.0 + kEpsilon))
{
// intersects at 2nd segment vertex
t = 1.0;
}
// set our 'intersection' point to p2.
intersectPoint = lineEnd;
// Note: If you wanted the ACTUAL intersection point of where the projected lines would intersect if
// we were doing PointLineDistanceSquared, then intersectPoint.X would be (lineStart.X + (t * dx)) and intersectPoint.Y would be (lineStart.Y + (t * dy)).
}
else
{
// The projection of the point to the point on the segment that is perpendicular succeeded and the point
// is 'within' the bounds of the segment. Set the intersection point as that projected point.
intersectPoint = new PointF((float)(lineStart.X + (t * dX)), (float)(lineStart.Y + (t * dY)));
}
// return the squared distance from p to the intersection point. Note that we return the squared distance
// as an optimization because many times you just need to compare relative distances and the squared values
// works fine for that. If you want the ACTUAL distance, just take the square root of this value.
double dpqX = point.X - intersectPoint.X;
double dpqY = point.Y - intersectPoint.Y;
distance = ((dpqX * dpqX) + (dpqY * dpqY));
}
return true;
}
Hier wird mit Swift
/* Distance from a point (p1) to line l1 l2 */
func distanceFromPoint(p: CGPoint, toLineSegment l1: CGPoint, and l2: CGPoint) -> CGFloat {
let A = p.x - l1.x
let B = p.y - l1.y
let C = l2.x - l1.x
let D = l2.y - l1.y
let dot = A * C + B * D
let len_sq = C * C + D * D
let param = dot / len_sq
var xx, yy: CGFloat
if param < 0 || (l1.x == l2.x && l1.y == l2.y) {
xx = l1.x
yy = l1.y
} else if param > 1 {
xx = l2.x
yy = l2.y
} else {
xx = l1.x + param * C
yy = l1.y + param * D
}
let dx = p.x - xx
let dy = p.y - yy
return sqrt(dx * dx + dy * dy)
}
finden Sie in der Matlab GEOMETRIE Toolbox in der folgenden Website: http://people.sc.fsu.edu/~jburkardt/m_src /geometry/geometry.html
ctrl + f und Typ "Segment" Liniensegment bezogene Funktionen zu finden. die Funktionen „segment_point_dist_2d.m“ und „segment_point_dist_3d.m“ sind, was Sie brauchen.
Die Geometrie-Codes sind in einer C-Version und eine C ++ Version und eine FORTRAN77 Version und eine FORTRAN90 Version und eine MATLAB-Version.
AutoHotkeys Version basiert auf Joshuas Javascript:
plDist(x, y, x1, y1, x2, y2) {
A:= x - x1
B:= y - y1
C:= x2 - x1
D:= y2 - y1
dot:= A*C + B*D
sqLen:= C*C + D*D
param:= dot / sqLen
if (param < 0 || ((x1 = x2) && (y1 = y2))) {
xx:= x1
yy:= y1
} else if (param > 1) {
xx:= x2
yy:= y2
} else {
xx:= x1 + param*C
yy:= y1 + param*D
}
dx:= x - xx
dy:= y - yy
return sqrt(dx*dx + dy*dy)
}
Haben Sie nicht sieht eine Java-Implementierung hier, so dass ich die Javascript-Funktion aus der akzeptierten Antwort auf Java-Code übersetzt:
static double sqr(double x) {
return x * x;
}
static double dist2(DoublePoint v, DoublePoint w) {
return sqr(v.x - w.x) + sqr(v.y - w.y);
}
static double distToSegmentSquared(DoublePoint p, DoublePoint v, DoublePoint w) {
double l2 = dist2(v, w);
if (l2 == 0) return dist2(p, v);
double t = ((p.x - v.x) * (w.x - v.x) + (p.y - v.y) * (w.y - v.y)) / l2;
if (t < 0) return dist2(p, v);
if (t > 1) return dist2(p, w);
return dist2(p, new DoublePoint(
v.x + t * (w.x - v.x),
v.y + t * (w.y - v.y)
));
}
static double distToSegment(DoublePoint p, DoublePoint v, DoublePoint w) {
return Math.sqrt(distToSegmentSquared(p, v, w));
}
static class DoublePoint {
public double x;
public double y;
public DoublePoint(double x, double y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
}
WPF-Version:
public class LineSegment
{
private readonly Vector _offset;
private readonly Vector _vector;
public LineSegment(Point start, Point end)
{
_offset = (Vector)start;
_vector = (Vector)(end - _offset);
}
public double DistanceTo(Point pt)
{
var v = (Vector)pt - _offset;
// first, find a projection point on the segment in parametric form (0..1)
var p = (v * _vector) / _vector.LengthSquared;
// and limit it so it lays inside the segment
p = Math.Min(Math.Max(p, 0), 1);
// now, find the distance from that point to our point
return (_vector * p - v).Length;
}
}
C #
Angepasst von @Grumdrig
public static double MinimumDistanceToLineSegment(this Point p,
Line line)
{
var v = line.StartPoint;
var w = line.EndPoint;
double lengthSquared = DistanceSquared(v, w);
if (lengthSquared == 0.0)
return Distance(p, v);
double t = Math.Max(0, Math.Min(1, DotProduct(p - v, w - v) / lengthSquared));
var projection = v + t * (w - v);
return Distance(p, projection);
}
public static double Distance(Point a, Point b)
{
return Math.Sqrt(DistanceSquared(a, b));
}
public static double DistanceSquared(Point a, Point b)
{
var d = a - b;
return DotProduct(d, d);
}
public static double DotProduct(Point a, Point b)
{
return (a.X * b.X) + (a.Y * b.Y);
}
Hier ist der Code, den ich schreibe endete. Dieser Code geht davon aus, dass ein Punkt in der Form von {x:5, y:7} definiert ist. Beachten Sie, dass dies nicht der absolute effizienteste Weg ist, aber es ist die einfachste und am einfachsten zu verstehen Code, den ich tun konnte.
// a, b, and c in the code below are all points
function distance(a, b)
{
var dx = a.x - b.x;
var dy = a.y - b.y;
return Math.sqrt(dx*dx + dy*dy);
}
function Segment(a, b)
{
var ab = {
x: b.x - a.x,
y: b.y - a.y
};
var length = distance(a, b);
function cross(c) {
return ab.x * (c.y-a.y) - ab.y * (c.x-a.x);
};
this.distanceFrom = function(c) {
return Math.min(distance(a,c),
distance(b,c),
Math.abs(cross(c) / length));
};
}
Die obige Funktion funktioniert nicht auf vertikale Linien. Hier ist eine Funktion, die funktioniert prima! Linie mit den Punkten P1, P2. und CheckPoint ist p;
public float DistanceOfPointToLine2(PointF p1, PointF p2, PointF p)
{
// (y1-y2)x + (x2-x1)y + (x1y2-x2y1)
//d(P,L) = --------------------------------
// sqrt( (x2-x1)pow2 + (y2-y1)pow2 )
double ch = (p1.Y - p2.Y) * p.X + (p2.X - p1.X) * p.Y + (p1.X * p2.Y - p2.X * p1.Y);
double del = Math.Sqrt(Math.Pow(p2.X - p1.X, 2) + Math.Pow(p2.Y - p1.Y, 2));
double d = ch / del;
return (float)d;
}
Hier ist die gleiche Sache wie die C ++ Antwort, aber portiert pascal. Die Reihenfolge der Punktparameter geändert hat meinen Code zu entsprechen, ist aber das gleiche.
function Dot(const p1, p2: PointF): double;
begin
Result := p1.x * p2.x + p1.y * p2.y;
end;
function SubPoint(const p1, p2: PointF): PointF;
begin
result.x := p1.x - p2.x;
result.y := p1.y - p2.y;
end;
function ShortestDistance2(const p,v,w : PointF) : double;
var
l2,t : double;
projection,tt: PointF;
begin
// Return minimum distance between line segment vw and point p
//l2 := length_squared(v, w); // i.e. |w-v|^2 - avoid a sqrt
l2 := Distance(v,w);
l2 := MPower(l2,2);
if (l2 = 0.0) then begin
result:= Distance(p, v); // v == w case
exit;
end;
// Consider the line extending the segment, parameterized as v + t (w - v).
// We find projection of point p onto the line.
// It falls where t = [(p-v) . (w-v)] / |w-v|^2
t := Dot(SubPoint(p,v),SubPoint(w,v)) / l2;
if (t < 0.0) then begin
result := Distance(p, v); // Beyond the 'v' end of the segment
exit;
end
else if (t > 1.0) then begin
result := Distance(p, w); // Beyond the 'w' end of the segment
exit;
end;
//projection := v + t * (w - v); // Projection falls on the segment
tt.x := v.x + t * (w.x - v.x);
tt.y := v.y + t * (w.y - v.y);
result := Distance(p, tt);
end;
%Matlab solution by Tim from Cody
function ans=distP2S(x0,y0,x1,y1,x2,y2)
% Point is x0,y0
z=complex(x0-x1,y0-y1);
complex(x2-x1,y2-y1);
abs(z-ans*min(1,max(0,real(z/ans))));
