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有關鏈結距離與測地線距離之計算幾何問題研究
Thesis

有關鏈結距離與測地線距離之計算幾何問題研究

林榮賜
Masters, National Tsing Hua University
1988

Abstract

計算幾何學鏈結距離測地線距離鏈結路徑測地線路徑弱可見性多邊形三角化問題 CALCULATION-GEOMETRYLINK-DISTANCEGEODESIC-DISTANCELINK-PATHGEODESIC-PATHWEAKLY-VISIBLE-POLYGONTRIANGULATION
最近在計算機幾何學的研究,已經開始注意到非歐氏幾何學的距離觀念,其中鏈結距離(link distance )和測地線距離(geodesic distance )是最引起注意的兩個主題。所謂兩點的鏈結距離是指聯結兩點的所有路徑中,直線最少的個數,此路徑則稱為該兩點的鏈結路徑(link path )。鏈結距離有它多方面的實用性,例如在機器人的路徑規劃中,對機器人而言,直線移動是件容易的事,但轉彎則需較大的花費,所以當機器人要從某一位置移動到另一位置時,它會選擇走該兩點的鏈結路徑。另外一個我們所探討的主題是 測地線距離,所謂兩點的測地線距離是指聯結兩點的所有路徑中,該路徑直線段長度總和最少者,此路徑我們稱為該兩點的測地線路徑(geode-sic path),為了避開環境中不可超越的障礙物和花費代價最少,測地線路徑是最佳的選擇。圍繞在這兩種新的距離觀念上,我們可以賦予一些基本的名詞敨多新的概念,如直徑(diameter),半徑(radius),中心(center)等等。在這篇論文中我們要探討一個特別的多邊形稱為〞弱可見性多邊形〞(weakly visible polygon),並且針對這一種多邊形找到幾個線性時間的演算法,來解所謂的三角化問題(triangu-lation),鏈結中心(link center )和鏈結半徑(link radius )問題,另外我們也提出一個0(klogn+n )的演算法來解測地線直徑(geodesic diameter )問題,這裡的 n是多邊形的頂點個數,k 則是凸點個數。最後我們要介紹一個新的直徑問題:在一個有n 個頂點的一般多邊形內部撒下m 個點,求這m 個點的測地線直徑。我們找到三個方法,其中第三個方法有最小的複雜度0(nloglogn+mlogn+mlogm)。

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