基于相伴方法的平面域曲线边界中轴线计算

摘要

从生成中轴线的几何学原理出发,应用微分几何学中的活动标架和相伴曲线方法,将两条边界曲线与其中轴线建立起法向等距映射关系,形成两对相伴曲线,进而建立起平面域曲线边界中轴变换的几何学模型.研究了边界曲线与其中轴线的位置对应关系、尺度变换关系及微分不变量之间的内在联系,在此基础上,利用已知的边界曲线和初始值,提出一种计算中轴线的跟踪算法.算法直接使用准确的自由曲线描述边界,克服了多边形逼近算法的拓扑结果奇异性;同时不需要迭代,计算效率高,可以实现中轴线的精确快速计算.