一种计算两条线段匹配度的改进方法技术

本发明专利技术涉及一种计算两条线段匹配度的改进方法，包括待匹配线段和被匹配线段，该方法包括以下步骤：(1)计算待匹配线段和被匹配线段之间的等效距离，等效距离为被匹配线段和待匹配线段的四个端点构造的一个包含线段上全部点的闭合图形的面积，再除以被匹配线段的长度，得到的商；(2)通过步骤(1)得出的等效距离来判断匹配度。本发明专利技术利用两个线段构造一个等效距离，且只有等效距离这一个判别量来判断两线段是否匹配，放弃原有的多重判别量如夹角、距离、统计量等，计算简单，计算量小。计算量小。计算量小。

【技术实现步骤摘要】
一种计算两条线段匹配度的改进方法


[0001]本专利技术属于计算机视觉技术
，具体涉及一种计算两条线段匹配度的改进方法。

技术介绍

[0002]为了计算线段间的匹配度，目前已知的方法主要分为两种：第一种方法基于线段方向向量，尝试根据向量计算来得到匹配度，把夹角足够小、距离足够近的两条线段标注为匹配；第二种方法基于统计计算，尝试利用构成两条线段的全部数据点来构造一条直线，把这条合并直线真的能够被称为直线的两条线段标注为匹配(判断标准如chi
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square检测，等)。
[0003]这两种方法都有其优势，例如第一种方法的计算量小，第二种方法可靠性好等。但两种方法的缺陷也在这里：对于第一种方法，计算夹角并不难，但考虑到两条平行直线的距离很好计算，但这里是非平行线段，所以计算距离就显得比较复杂：如果采用中点距，则十字交叉的两条线段会被误标注为匹配；如果采用两个端点距的平均数，则可能会退化为中点距；如果采用最大端点距，则可能遗漏匹配线段(如两条长度相差很大的匹配线段对)。对于第二种方法，问题在于计算量偏大，由于需要进行计算检测，则需要考虑全部数据点，构造判别量的计算代价因而大大增加；同时，在这样的判定过程中，很多时候判断标准是一个经验过程，根据经验来设定一个阈值来和判别量进行比较，进而决定是否标注为匹配，这就会引入一些不确定的因素。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种计算两条线段匹配度的改进方法，只有等效距离这一个判别量，放弃原有的多重判别量如夹角、距离、统计量等，计算简单，计算量小。
[0005]为解决以上技术问题，本专利技术采取的一种技术方案是：
[0006]一种计算两条线段匹配度的改进方法，包括待匹配线段和被匹配线段，该方法包括以下步骤：
[0007](1)计算待匹配线段和被匹配线段之间的等效距离，等效距离为被匹配线段和待匹配线段的四个端点构造的一个包含线段上全部点的闭合图形的面积，再除以被匹配线段的长度，得到的商；
[0008](2)通过步骤(1)得出的等效距离来判断匹配度；
[0009]步骤(1)具体包括如下步骤：
[0010](1.1)确定待匹配线段和被匹配线段是否平行，如果平行，计算两线段构成的梯形的面积，转步骤(1.8)；如果不平行，转步骤(1.2)；
[0011](1.2)计算两线段所在直线的交点及交点的相对坐标，根据相对坐标分为依次的交点在线外、交点在端点和交点在线内的三类，判断相对坐标是否同时属于第一类或第三
类，如果是，转步骤(1.3)，如果不是，转步骤(1.6)；
[0012](1.3)判断两线段是否相交，如果是，以两线段作为对角线，转步骤(1.5)，如果不是，转步骤(1.4)；
[0013](1.4)为两线段的端点排序，左下先于右上，交换两线段的右上端点，得到两条对角线，转步骤(1.5)；
[0014](1.5)利用两条对角线计算四边形面积，转步骤(1.8)
[0015](1.6)判断两个相对坐标是否分别是第一类和第三类，如果是，转步骤(1.7)，如果不是，以一条线段为底、从另一条线段中计算高，计算三角形面积，转步骤(1.8)；
[0016](1.7)计算以第一类交点所在线段为底，以第三类交点所在线段的两端点为两个顶点计算两个同底三角形的面积之和，转步骤(1.8)；
[0017](1.8)以得到的面积除以被匹配线段长，商即为等效距离。
[0018]优选地，步骤(1.2)中，对每条线段，以线段左下侧的端点为原点，另一端点为正方向建立数轴，以线段长度为单位长度，计算交点在数轴上的相对坐标，记为v，其中，第一类代表交点在线外，满足v∈(
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∞，0)∪(1，+∞)，第二类代表交点位于端点，满足v∈{0，1}，第三类代表交点在线内，满足v∈(0，1)。
[0019]优选地，步骤(2)的具体方法为：如果等效距离低于预先设定的阈值，则判定待匹配线段和被匹配线段存在匹配关系或潜在匹配关系；如果等效距离超过阈值，则判定待匹配线段和被匹配线段不匹配。
[0020]进一步优选地，阈值的设定参考两个线段集坐标系之间的位移的误差、激光测据误差或地图的栅格尺寸。
[0021]优选地，该方法还包括步骤(3)设定一个警戒阈值，等效距离超过警戒阈值的待匹配线段被彻底从被匹配线段的候选匹配线段集合中剔除。
[0022]由于以上技术方案的采用，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：
[0023]1、本专利技术是计算线段集匹配算法的基础，是对现有计算方法的一种简化，利用两个线段构造一个等效距离，且只有等效距离这一个判别量来判断两线段是否匹配，放弃原有的多重判别量如夹角、距离、统计量等；
[0024]2、本专利技术计算两非平行线段之间的距离而不引入现有基于方向向量的方法的概念不明和多重判别量问题；
[0025]3、本专利技术计算两非平行线段之间的距离而不引入现有基于统计计算的方法的大计算量和经验判定标准的问题；
[0026]4、本专利技术等效距离的计算过程仅仅需要计算一个四边形的面积，计算简单，计算量小。
附图说明
[0027]图1为计算等效距离的流程图；
[0028]图2为两条线段构成四边形的第一种布局示意图；
[0029]图3为两条线段构成四边形的第二种布局示意图；
[0030]图4为两条线段构成三角形的第一种布局示意图；
[0031]图5为两条线段构成三角形的第二种布局示意图；
[0032]图6为两条线段构成三角形的第三种布局示意图；
[0033]图7为两条线段构成三角形的第四种布局示意图。
[0034]其中，布局示意图中的水平线均为被匹配线段。
具体实施方式
[0035]以下结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0036]对于线段匹配度问题，尽管本专利技术考虑的是两条线段之间的匹配度，实际上更多考虑的是一条线段和另一线段集合中每条线段的匹配度。为了叙述方便，把这一条线段称为被匹配线段，把另一线段集合中的每条线段称为待匹配线段。对每条被匹配线段，本专利技术利用这条被匹配线段和每条待匹配线段的四个端点构造一个包含线段上全部点的闭合图形(四边形或三角形)，计算其面积，再除以被匹配线段的长度，得到的商具有长度量纲，这就是待匹配线段的等效距离，流程图如附图1所示。
[0037]本专利技术一种计算两条线段匹配度的改进方法，包括待匹配线段和被匹配线段，该方法包括以下步骤：
[0038](1)计算待匹配线段和被匹配线段之间的等效距离，等效距离为被匹配线段和待匹配线段的四个端点构造的一个包含线段上全部点的闭合图形的面积，再除以被匹配线段的长度，得到的商；
[0039]步骤(1)具体包括如下步骤：
[0040](1.1)确定待匹配线段和被匹配线段是否平行，如果平行，计算两线段构成的梯形的面积，转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算两条线段匹配度的改进方法，其特征在于：包括待匹配线段和被匹配线段，该方法包括以下步骤：(1)计算待匹配线段和被匹配线段之间的等效距离，所述等效距离为被匹配线段和待匹配线段的四个端点构造的一个包含线段上全部点的闭合图形的面积，再除以被匹配线段的长度，得到的商；(2)通过步骤(1)得出的等效距离来判断匹配度；步骤(1)具体包括如下步骤：(1.1)确定待匹配线段和被匹配线段是否平行，如果平行，计算两线段构成的梯形的面积，转步骤(1.8)；如果不平行，转步骤(1.2)；(1.2)计算两线段所在直线的交点及交点的相对坐标，根据相对坐标分为依次的交点在线外、交点在端点和交点在线内的三类，判断相对坐标是否同时属于第一类或第三类，如果是，转步骤(1.3)，如果不是，转步骤(1.6)；(1.3)判断两线段是否相交，如果是，以两线段作为对角线，转步骤(1.5)，如果不是，转步骤(1.4)；(1.4)为两线段的端点排序，左下先于右上，交换两线段的右上端点，得到两条对角线，转步骤(1.5)；(1.5)利用两条对角线计算四边形面积，转步骤(1.8)(1.6)判断两个相对坐标是否分别是第一类和第三类，如果是，转步骤(1.7)，如果不是，以一条线段为底、从另一条线段中计算高，计算三角形面积，转步骤(1.8)；(1.7)计算以第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张二阳，翟冬灵，
申请(专利权)人：苏州寻迹智行机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：