一种适用于任意两多边形之间的内靠接临界多边形的计算方法技术

本发明专利技术提供了一种适用于任意两多边形之间的内靠接临界多边形的计算方法，首先，该方法通过判定多边形的各个角顶点(矢量边)与另一多边形各条矢量边(角顶点)的接触情况，计算产生初始的矢量线段集合；然后，利用初始矢量线段的交点分割矢量线段；最后，采用“最小旋转角”策略筛选合适的矢量线段来合成得到内靠接临界多边形(包括特殊的退化点和退化线)，即为这两个多边形之间的内靠接临界多边形(集合)。该发明专利技术通过矢量线段合成方法计算形状任意的两个多边形之间的内靠接临界多边形，不仅能够降低计算内靠接临界多边形的时间复杂度，同时能够提高内靠接临界多边形计算方法的准确性及适用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于任意两多边形之间的内靠接临界多边形的计算方法
本专利技术涉及二维坐标系统中几何多边形之间的内靠接临界多边形计算
，特别是不规则多边形之间的内靠接临界多边形的快速和准确的计算技术。
技术介绍
内靠接临界多边形计算问题广泛存在于钣金、服装、木材、皮革、石材、玻璃等不规则原材料下料加工作业中，例如现代制造业中的钣金切割、服装裁剪、木材加工、皮革切割等下料作业，都需要采用专业的技术手段先在原材料上对需要加工或裁切的部件进行靠接排放，以获得满意的原材料利用率，这就需要计算各个部件相对于原材料的内靠接多边形，使得各个部件能够以较高的利用率摆放在原材料内部。这些技术应用所涉及的科学问题在理论上称为二维排样优化问题，其研究内容是根据给定的原材料以及需加工的部件需求，确定部件在原材料上的最佳排放方案，以获得最佳的材料利用率。由于问题具有组合特性和几何特性，其计算难度很大。特别是在涉及不规则部件摆放在不规则原材料上，由于部件和原材料轮廓的不规则和任意性，问题的计算复杂度急剧增加，给优化问题的求解带来极大困难。其中，如何确定不规则部件与不规则原材料之间的位置关系是基础性问题。目前，原材料下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于任意两多边形之间的内靠接临界多边形的计算方法，其特征在于，对于给定的任意形状的两个多边形A、B，计算多边形B相对多边形A的内靠接临界多边形，计算方法具体包括如下步骤：S1、将多边形A的表示方向进行反向处理；S2、判断一个多边形B的各个角顶点与另一个多边形A各个矢量边的接触情况，并且判断一个多边形B的各个矢量边与另一个多边形A的各个角顶点的接触情况，生成两个多边形的各个角顶点与各条矢量边之间能接触的所有“角顶点‑矢量边”组合；S3、多边形B的参考点选取，多边形B轮廓边上的任意一个点，包括其角顶点和矢量边上的点，均可选为参考点；S4、计算产生初始的矢量线段集合，利用步骤S2得到的能接触的...

【技术特征摘要】
1.一种适用于任意两多边形之间的内靠接临界多边形的计算方法，其特征在于，对于给定的任意形状的两个多边形A、B，计算多边形B相对多边形A的内靠接临界多边形，计算方法具体包括如下步骤：S1、将多边形A的表示方向进行反向处理；S2、判断一个多边形B的各个角顶点与另一个多边形A各个矢量边的接触情况，并且判断一个多边形B的各个矢量边与另一个多边形A的各个角顶点的接触情况，生成两个多边形的各个角顶点与各条矢量边之间能接触的所有“角顶点-矢量边”组合；S3、多边形B的参考点选取，多边形B轮廓边上的任意一个点，包括其角顶点和矢量边上的点，均可选为参考点；S4、计算产生初始的矢量线段集合，利用步骤S2得到的能接触的“角顶点-矢量边”组合以及步骤S3选取的参考点，让多边形B的各个角顶点在A的能接触的矢量边上移动，并且让多边形B的各个矢量边在A的能接触的角顶点上移动，以上参考点的移动将产生矢量线段；产生的所有矢量线段构成初始的矢量线段集合，两个多边形之间的内靠接临界多边形必定包含在上述方式产生的矢量线段之中；S5、矢量线段的分割处理，此步骤对在步骤S4中计算产生初始的矢量线段进行分割处理；S6、滤除矢量线段集合中无效的矢量线段，得到后面合成内靠接临界多边形时所需的矢量线段集合；S7、通过筛选矢量线段合成内靠接临界多边形；S8、计算内靠接临界多边形可能存在的退化情形，包括退化点和退化线两种情形。2.根据权利要求1所述的一种适用于任意两多边形之间的内靠接临界多边形的计算方法，其特征在于步骤S2中判定一个多边形的各个角顶点与另一个多边形各个矢量边是否接触的方法为：若角顶点的出边相对于其入边逆时针转过的角度大于180度，则判断角顶点和矢量边不可能接触；若不大于180度，且该矢量边位于角顶点的入边与出边反向延长线所构成的逆时针方向夹角区域内，则判断为两者能接触；通过此步骤，可计算获得两个多边形的各个角顶点与各条矢量边之间能接触的所有“角顶点-矢量边”组合。3.根据权利要求1所述的一种适用于任意两多边形之间的内靠接临界多边形的计算方法，其特征在于步骤S4中产生初始的矢量线段集合的获取包括两个部分：(1)、针对多边形B的角顶点与多边形A的矢量边的每个能接触“角顶点-矢量边”组合，先平移多边形B使其在组合中的角顶点与A中对应矢量边的起点重合，然后沿矢量边方向平移多边形B，直到该角顶点到达该矢量边的终点位置，且多边形B在平移过程中始终保持其角顶点与该矢量边相接触，此过程中多边形B的参考点的移动将产生一条矢量线段，通过这一计算，可产生一组基于多边形B角顶点和多边形A矢量边的能接触“角顶点-矢量边”组合的矢量线段；(2)、针对多边形A的角顶点与多边形B的矢量边的每个能接触“角顶点-矢量边”组合，先平移多边形B使其在该组合中的矢量边的起点与A中对应的角顶点重合，然后沿该矢量边的反方向平移多边形B，直到该矢量边的终点到达角顶点位置，且多边形B在平移过程中始终保持其矢量边与该角顶点相接触，此过程中多边形B的参考点的移动也将产生一条矢量线段，通过这一计算，可产生一组基于多边形A角顶点和多边形B矢量边的能接触“角顶点-矢量边”组合的矢量线段；其中上述两部分计算得到的两组矢量线段构成本算法所需的初始的矢量线段集合。4.根据权利要求1所述的一种适用于任意两多边形之间的内靠接临界多边形的计算方法，其特征在于步骤S5的矢量线段分割处理包括两种情形：①若矢量线段之间存在相交，其中两线段重合或部分重合，以及一线段的端点与另一线段的端点重合不在此范畴内，则计算出它们的交点，并用交点分割该交点所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海明，吴忻生，徐将将，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44