可以给一个matlab的代码,一个任意多边形区域内部有障碍物,采用梯形分解法分割成若干个小梯形单元,并展示分割后的图像,输出坐标点

时间: 2024-03-09 12:48:47 浏览: 27
当您说“任意多边形区域内部有障碍物”,我猜测您想要的是一个障碍物分割算法。以下是一个实现多边形区域障碍物分割的Matlab代码: ``` function [traps, trapvertices] = trapezoid_decomposition(poly, obs) % poly: polygon represented as a list of vertices % obs: list of obstacles represented as polygons (each obstacle is also represented as a list of vertices) % Combine the polygon and obstacles into a single list of vertices all_vertices = [poly]; for i = 1:length(obs) all_vertices = [all_vertices; obs{i}]; end % Compute the convex hull of all vertices hull_indices = convhull(all_vertices(:,1), all_vertices(:,2)); hull_vertices = all_vertices(hull_indices,:); % Split the hull into trapezoids [tmap, tvertices] = trapezoidal_map(hull_vertices); % Remove trapezoids that intersect with obstacles traps = {}; trapvertices = {}; for i = 1:length(tvertices) trap = tvertices{i}; if ~trap_intersects_obstacle(trap, obs) traps{end+1} = tmap(trap(1), trap(2), trap(3), trap(4)); trapvertices{end+1} = trap; end end % Plot the trapezoids figure; hold on; for i = 1:length(trapvertices) trap = trapvertices{i}; plot([trap(1), trap(2)], [trap(3), trap(4)], 'k-'); end axis equal; end function [tmap, tvertices] = trapezoidal_map(vertices) % Compute the trapezoidal map of a polygon represented as a list of vertices % tmap: a 2D array representing the trapezoidal map (each entry is a trapezoid ID) % tvertices: list of vertices of each trapezoid % Compute the bounding box of the polygon xmin = min(vertices(:,1)); xmax = max(vertices(:,1)); ymin = min(vertices(:,2)); ymax = max(vertices(:,2)); % Create a bounding box trapezoid bbox = [xmin, xmax, ymin, ymax]; % Initialize the trapezoidal map tmap = zeros(2, 2); tvertices = {bbox}; tmap(1,1) = 1; % For each vertex, insert it into the trapezoidal map for i = 1:size(vertices, 1) [tmap, tvertices] = insert_vertex(vertices(i,:), tmap, tvertices); end end function [tmap, tvertices] = insert_vertex(vertex, tmap, tvertices) % Insert a vertex into the trapezoidal map % Find the trapezoids that contain the vertex [traps, trapvertices] = find_trapezoids_containing_vertex(vertex, tvertices); % If the vertex lies on an edge, split the edge into two trapezoids if length(traps) == 1 % Find the edge that contains the vertex trap = traps{1}; trap_vertex_indices = find(all(trapvertices{1} == repmat(vertex, size(trapvertices{1}, 1), 1), 2)); assert(length(trap_vertex_indices) == 1); if trap_vertex_indices == 1 % vertex lies on left edge righttrap = trap; lefttrap = [trap(1), tmap(1, trap(1), trap(3), trap(4)), trap(3), trap(4)]; tmap(1, trap(1), trap(3), trap(4)) = length(tvertices) + 1; tvertices{end+1} = lefttrap; elseif trap_vertex_indices == 2 % vertex lies on right edge lefttrap = trap; righttrap = [tmap(2, trap(1), trap(3), trap(4)), trap(2), trap(3), trap(4)]; tmap(2, trap(1), trap(3), trap(4)) = length(tvertices) + 1; tvertices{end+1} = righttrap; else % vertex lies on top or bottom edge, which is not split return; end % Update the trapezoidal map tmap(1, lefttrap(1), lefttrap(3), lefttrap(4)) = length(tvertices); tmap(2, righttrap(1), righttrap(3), righttrap(4)) = length(tvertices) - 1; else % vertex lies inside a trapezoid % Split the trapezoid into four smaller trapezoids trap = traps{1}; trap_vertex_indices = find(all(trapvertices{1} == repmat(vertex, size(trapvertices{1}, 1), 1), 2)); assert(length(trap_vertex_indices) == 0); lefttop = [trap(1), tmap(1, trap(1), trap(3), trap(4)), trap(3), vertex(2)]; leftbottom = [trap(1), lefttop(2), vertex(2), trap(4)]; righttop = [tmap(2, trap(1), trap(3), trap(4)), trap(2), trap(3), vertex(2)]; rightbottom = [righttop(1), trap(2), vertex(2), trap(4)]; % Update the trapezoidal map tmap(1, lefttop(1), lefttop(3), lefttop(4)) = length(tvertices) + 1; tmap(1, leftbottom(1), leftbottom(3), leftbottom(4)) = length(tvertices) + 2; tmap(2, righttop(1), righttop(3), righttop(4)) = length(tvertices) + 3; tmap(2, rightbottom(1), rightbottom(3), rightbottom(4)) = length(tvertices) + 2; tvertices{end+1} = lefttop; tvertices{end+1} = leftbottom; tvertices{end+1} = righttop; tvertices{end+1} = rightbottom; end end function [traps, trapvertices] = find_trapezoids_containing_vertex(vertex, tvertices) % Find the trapezoids that contain a vertex traps = {}; trapvertices = {}; for i = 1:length(tvertices) trap = tvertices{i}; if vertex(1) > trap(1) && vertex(1) < trap(2) && vertex(2) > trap(3) && vertex(2) < trap(4) traps{end+1} = trap; trapvertices{end+1} = [trap(1), trap(2), trap(3), trap(4)]; end end end function intersects = trap_intersects_obstacle(trap, obs) % Check if a trapezoid intersects with any obstacles for i = 1:length(obs) poly = obs{i}; if poly_trapezoid_intersection(poly, trap) intersects = true; return; end end intersects = false; end function intersection = poly_trapezoid_intersection(poly, trap) % Check if a polygon intersects with a trapezoid % Check if any of the vertices of the polygon lie inside the trapezoid for i = 1:size(poly, 1) vertex = poly(i,:); if vertex(1) > trap(1) && vertex(1) < trap(2) && vertex(2) > trap(3) && vertex(2) < trap(4) intersection = true; return; end end % Check if any of the edges of the polygon intersect with the trapezoid for i = 1:size(poly, 1) edge = [poly(i,:), poly(mod(i,size(poly,1))+1,:)]; if edge_trapezoid_intersection(edge, trap) intersection = true; return; end end intersection = false; end function intersection = edge_trapezoid_intersection(edge, trap) % Check if an edge intersects with a trapezoid % Check if the edge intersects with the top or bottom edge of the trapezoid x1 = edge(1); x2 = edge(3); y = edge(2); if (x1 < trap(2) && x2 > trap(1) && y >= trap(4)) || (x1 < trap(2) && x2 > trap(1) && y <= trap(3)) intersection = true; return; end % Check if the edge intersects with the left or right edge of the trapezoid y1 = edge(2); y2 = edge(4); x = edge(1); if (y1 < trap(4) && y2 > trap(3) && x >= trap(2)) || (y1 < trap(4) && y2 > trap(3) && x <= trap(1)) intersection = true; return; end intersection = false; end ``` 使用方法: 1.定义一个多边形和障碍物 ``` poly = [0 0; 1 0; 1 1; 0 1]; obs = {[0.3 0.3; 0.5 0.3; 0.5 0.5; 0.3 0.5]}; ``` 2.运行分割算法 ``` [traps, trapvertices] = trapezoid_decomposition(poly, obs); ``` 3. 输出分割后的梯形单元坐标点 ``` for i = 1:length(trapvertices) trap = trapvertices{i}; fprintf('Trapezoid %d: (%f,%f) - (%f,%f) - (%f,%f) - (%f,%f)\n', i, trap(1), trap(3), trap(2), trap(3), trap(2), trap(4), trap(1), trap(4)); end ``` 希望这个代码能够满足您的需求!

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