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python - 找到点和线段(不是线)之间的最短距离

coder 2023-08-19 原文

我有一组线段(不是线)，(A1，B1)，(A2，B2)， (A3, B3)，其中A,B是线段的终点。每个 A 和 B 都有 (x,y) 坐标。

问题: 我需要知道 point O 和 line segments 之间的最短距离，如在代码行中实现的所示 figure 所示。我真正能看懂的代码不是伪代码就是Python。

代码:我试图用这段代码解决问题，不幸的是，它不能正常工作。

def dist(A, B, O):
    A_ = complex(*A)
    B_ = complex(*B)
    O_= complex(*O)
    OA = O_ - A_
    OB = O_ - B_
    return min(OA, OB)
# coordinates are given
A1, B1 = [1, 8], [6,4]
A2, B2 = [3,1], [5,2]
A3, B3 = [2,3], [2, 1]
O = [2, 5]
A = [A1, A2, A3]
B = [B1, B2, B3]
print [ dist(i, j, O)  for i, j in zip(A, B)]

提前致谢。

最佳答案

您可以矢量化这些操作并获得更好的性能，而不是使用 for 循环。这是我的解决方案，可让您使用矢量化计算来计算从单个点到多个线段的距离。

def lineseg_dists(p, a, b):
    """Cartesian distance from point to line segment

    Edited to support arguments as series, from:
    https://stackoverflow.com/a/54442561/11208892

    Args:
        - p: np.array of single point, shape (2,) or 2D array, shape (x, 2)
        - a: np.array of shape (x, 2)
        - b: np.array of shape (x, 2)
    """
    # normalized tangent vectors
    d_ba = b - a
    d = np.divide(d_ba, (np.hypot(d_ba[:, 0], d_ba[:, 1])
                           .reshape(-1, 1)))

    # signed parallel distance components
    # rowwise dot products of 2D vectors
    s = np.multiply(a - p, d).sum(axis=1)
    t = np.multiply(p - b, d).sum(axis=1)

    # clamped parallel distance
    h = np.maximum.reduce([s, t, np.zeros(len(s))])

    # perpendicular distance component
    # rowwise cross products of 2D vectors  
    d_pa = p - a
    c = d_pa[:, 0] * d[:, 1] - d_pa[:, 1] * d[:, 0]

    return np.hypot(h, c)

还有一些测试:

p = np.array([0, 0])
a = np.array([[ 1,  1],
              [-1,  0],
              [-1, -1]])
b = np.array([[ 2,  2],
              [ 1,  0],
              [ 1, -1]])

print(lineseg_dists(p, a, b))

p = np.array([[0, 0],
              [1, 1],
              [0, 2]])

print(lineseg_dists(p, a, b))

>>> [1.41421356 0.         1.        ]
    [1.41421356 1.         3.        ]

关于python - 找到点和线段(不是线)之间的最短距离，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/27161533/

到点pythoncodesectionstrongnumpyintersectioneuclidean-distanceline-intersection

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