- 在Halcon中，distance_ss算子用于计算两条线段之间的最短距离。
该距离是通过以下方式计算的：首先找到两条线段的最短距离，这可能是两个线段的端点到另一条线段的距离，或者两条线段的交点之间的距离。
一、任务描述
我们可以通过几何计算来实现这一功能。
首先，我们需要计算两条线段之间的最短距离，可以通过以下几个步骤来实现：
- 计算两条线段的端点之间的距离。
- 判断两条线段是否相交，如果相交，距离为0。
- 计算一条线段的端点到另一条线段的距离。
二、公式和思路
- 对于两条线段：
第一条线段由点 (x1, y1) 和 (x2, y2) 定义。
第二条线段由点 (x3, y3) 和 (x4, y4) 定义。 - 我们需要做以下几步来计算最短距离：
- 计算两条线段是否相交。如果相交，距离就是0。
- 计算一条线段的端点到另一条线段的垂直距离。
- 计算两条线段的端点之间的直线距离，并选择最小的那个作为两条线段的最短距离。
三、程序
using OpenCvSharp;
using System;
namespace OpenCVSharpExample
{
public class DistanceSS
{
/// <summary>
/// 计算两条线段之间的最短距离
/// </summary>
/// <param name="p1">第一条线段的第一个端点</param>
/// <param name="p2">第一条线段的第二个端点</param>
/// <param name="p3">第二条线段的第一个端点</param>
/// <param name="p4">第二条线段的第二个端点</param>
/// <returns>两条线段之间的最短距离</returns>
public static double CalculateDistance(Point p1, Point p2, Point p3, Point p4)
{
// 计算两条线段之间的最短距离
return Math.Min(
Math.Min(DistancePointToLine(p1, p3, p4), DistancePointToLine(p2, p3, p4)),
Math.Min(DistancePointToLine(p3, p1, p2), DistancePointToLine(p4, p1, p2))
);
}
/// <summary>
/// 计算点到线段的最短距离
/// </summary>
/// <param name="p">点</param>
/// <param name="p1">线段的第一个端点</param>
/// <param name="p2">线段的第二个端点</param>
/// <returns>点到线段的最短距离</returns>
private static double DistancePointToLine(Point p, Point p1, Point p2)
{
double dx = p2.X - p1.X;
double dy = p2.Y - p1.Y;
if (dx == 0 && dy == 0)
{
// 如果线段的两个端点重合，返回点到该点的距离
return Math.Sqrt((p.X - p1.X) * (p.X - p1.X) + (p.Y - p1.Y) * (p.Y - p1.Y));
}
// 计算点到线段的垂足
double t = ((p.X - p1.X) * dx + (p.Y - p1.Y) * dy) / (dx * dx + dy * dy);
t = Math.Max(0, Math.Min(1, t)); // 限制t的范围在[0, 1]之间
// 计算点到线段的垂直距离
double px = p1.X + t * dx;
double py = p1.Y + t * dy;
return Math.Sqrt((p.X - px) * (p.X - px) + (p.Y - py) * (p.Y - py));
}
public static void Main()
{
// 创建四个点，表示两条线段
Point p1 = new Point(10, 10);
Point p2 = new Point(20, 10);
Point p3 = new Point(10, 20);
Point p4 = new Point(20, 20);
// 计算两条线段之间的最短距离
double distance = CalculateDistance(p1, p2, p3, p4);
// 输出结果
Console.WriteLine($"两条线段之间的最短距离是: {distance}");
}
}
}
四、代码解析
1、CalculateDistance 方法：
- 该方法接受四个 Point 类型的参数：p1, p2 表示第一条线段的两个端点，p3, p4 表示第二条线段的两个端点。
- 它计算两条线段之间的最短距离，方法是分别计算每个端点到另一条线段的距离，然后返回其中最小的距离。
- 通过 DistancePointToLine 方法来计算一个点到一条线段的距离。
2、DistancePointToLine 方法：
- 该方法计算一个点 p 到由 p1 和 p2 定义的线段的最短距离。
- 首先计算点到线段的垂足的投影位置，然后计算点到线段的垂直距离。
- 如果线段的两个端点重合，直接返回点到该端点的距离。
3、Main 函数：
- 创建了四个点，表示两条线段。
- 调用 CalculateDistance 方法计算这两条线段之间的最短距离，并输出结果。
五、资料
技能拾荒者《5-OpenCVSharp 中实现 Halcon 的 distance_ss算子（计算两条线段间的距离）》
https://blog.csdn.net/weixin_45590420/article/details/143873917
