网格最短路径算法(Dijkstra & Fast Marching)(转)
Dijkstra算法是计算图中节点之间最短路径的经典算法,网上关于Dijkstra算法原理介绍比较多,这里不再多讲。值得一提的是,当图中节点之间的权重都为1时,Dijkstra算法就变化为一般意义上的广度优先搜索算法(Breadth-first search algorithm)。
Dijkstra算法流程如下:

Dijkstra算法流程

在介绍Fast marching算法之前先提下Eikonal方程,Eikonal方程属于非线性偏微分方程,可以认为是一种近似波动方程,它的形式如下:

Eikonal方程解u(x)的物理含义是从源点x0以速度f(x)到达计算域Ω内x点所需要消耗的最短时间。当f(x) = 1的特殊情况下,方程解就代表计算域Ω内的距离场。
[Sethian et al. 1999]提出的Fast marching算法是一种求解Eikonal方程的数值方法。下面首先以二维正交栅格(栅格间距为h)为例,将方程左边的梯度项用一阶近似代替后可以得到:
max(U – UA, U – UB, 0)2 + max(U – UC, U – UD, 0)2 = h2/f(x)2
假设UA = min(UA, UB),UC = min(UC, UD),那么:
(U – UA)2 + (U – UC)2 = h2/f(x)2
当||UA – UC || ≤ h/f(x)时,
。
当||UA – UC || > h/f(x)时,U = min(UA, UC) + h/f(x)。

Fast marching算法也可以用于计算三角网格上的测地距离。对于三角面片x1x2x,
,因此,Eikonal方程可以近似变为如下二次方程:
(aTQa)U(x)2 + (2aTQb)U(x) + bTQb = 1/f(x)2,
其中:a = [1;1],b = –[Ux1;Ux2],M = [x – x1; x – x2],Q = (MMT) –1。通过求解上式方程可以得到x点的测地距离。
Fast marching算法流程如下:

Fast marching算法流程

Dijkstra算法和Fast marching算法思想相似,不同之处在于Dijkstra算法利用节点之间的欧式距离进行更新,而Fast marching算法利用由Eikonal方程化简得到的近似偏微分方程进行更新。



参考文献:
[1] J. A. Sethian, A. Vladimirsky. Fast methods for the eikonal and related Hamilton-Jacobi equations on unstructured meshes. (1999). Proceedings of the National Academy of Sciences, 97(11), 5699-5703.
http://www.cnblogs.com/shushen/p/5381753.html
网格最短路径算法(Dijkstra & Fast Marching)(转)的更多相关文章
- 最短路径算法Dijkstra和A*
在设计基于地图的游戏,特别是isometric斜45度视角游戏时,几乎必须要用到最短路径算法.Dijkstra算法是寻找当前最优路径(距离原点最近),如果遇到更短的路径,则修改路径(边松弛). Ast ...
- 最短路径算法-Dijkstra算法的应用之单词转换(词梯问题)(转)
一,问题描述 在英文单词表中,有一些单词非常相似,它们可以通过只变换一个字符而得到另一个单词.比如:hive-->five:wine-->line:line-->nine:nine- ...
- 有向有权图的最短路径算法--Dijkstra算法
Dijkstra算法 1.定义概览 Dijkstra(迪杰斯特拉)算法是典型的单源最短路径算法,用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径.主要特点是以起始点为中心向外层层扩展,直到扩展到终点为止.Di ...
- 网格最短路径算法(Dijkstra & Fast Marching)
Dijkstra算法是计算图中节点之间最短路径的经典算法,网上关于Dijkstra算法原理介绍比较多,这里不再多讲.值得一提的是,当图中节点之间的权重都为1时,Dijkstra算法就变化为一般意义上的 ...
- 带权图的最短路径算法(Dijkstra)实现
一,介绍 本文实现带权图的最短路径算法.给定图中一个顶点,求解该顶点到图中所有其他顶点的最短路径 以及 最短路径的长度.在决定写这篇文章之前,在网上找了很多关于Dijkstra算法实现,但大部分是不带 ...
- 最短路径算法——Dijkstra,Bellman-Ford,Floyd-Warshall,Johnson
根据DSqiu的blog整理出来 :http://dsqiu.iteye.com/blog/1689163 PS:模板是自己写的,如有错误欢迎指出~ 本文内容框架: §1 Dijkstra算法 §2 ...
- 最短路径算法——Dijkstra算法
在路由选择算法中都要用到求最短路径算法.最出名的求最短路径算法有两个,即Bellman-Ford算法和Dijkstra算法.这两种算法的思路不同,但得出的结果是相同的. 下面只介绍Dijkstra算法 ...
- 最短路径算法——Dijkstra算法与Floyd算法
转自:https://www.cnblogs.com/smile233/p/8303673.html 最短路径 ①在非网图中,最短路径是指两顶点之间经历的边数最少的路径. AE:1 ADE:2 ...
- 最短路径算法-Dijkstra
Dijkstra是解决单源最短路径的一般方法,属于一种贪婪算法. 所谓单源最短路径是指在一个赋权有向图中,从某一点出发,到另一点的最短路径. 以python代码为例,实现Dijkstra算法 1.数据 ...
随机推荐
- Duanxx的C++学习: 使用类没有被定义 原因及解决方法
今天,随着C++写的神经网络算法.我发现了一个很令人费解的问题,下面的描述一般地描述,例如: 我有两个类ClassA和ClassB,它们分别有成员变量a.b; ClassA有一个函数是这种:Funct ...
- 不容错过的UI设计素材大合集
免费PSD素材 TETHR by InVision 这是出自InVision的8款PSD文件,其中包含了100个模板和超过500个UI控件.来自InVision和UI8的设计师一同协作完成了这套UI ...
- LEAVE LIST-PROCESSING和LEAVE TO LIST-PROCESSING事件的作用
START-OF-SELECTION. MESSAGE '屏幕报错' TYPE 'S' DISPLAY LIKE 'E'. LEAVE LIST-PROCESSING. 这样子的话 报错会返回包选择屏 ...
- python 默认编码( UnicodeDecodeError: 'ascii' codec can't decode)
python在安装时,默认的编码是ascii,当程序中出现非ascii编码时,python的处理常常会报这样的错UnicodeDecodeError: 'ascii' codec can't deco ...
- box-sizing:content-box
box-sizing:content-box 规定两个并排的带边框的框:
- Redis:安装、配置、操作和简单代码实例(C语言Client端)
Redis:安装.配置.操作和简单代码实例(C语言Client端) - hj19870806的专栏 - 博客频道 - CSDN.NET Redis:安装.配置.操作和简单代码实例(C语言Client端 ...
- 使用malloc分别分配2KB,6KB的内存空间,打印指针地址
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<malloc.h> i ...
- 关于ListCtrol自绘的技巧
一.给控件添加排序功能report风格的list控件很多情况下都需要支持排序功能,而且最好支持按不同列进行排序.CListCtrl的类方法SortItems支持排序功能,但是在排序过程中,两个数据真正 ...
- Python基础 2----Python 基础语法
1 模块导入原理 1 模块是包含函数,类,变量的独立的Python文件 2 导入系统的模块 比如我在家目录下创建一个m.py的文件,我们导入了许多的系统模块,比如time,string等等.这边就类似 ...
- jsonp和事件发布监听
模拟jsonp var id = 0; function JSONP(url,param,cb){ var callbackName = "json_" + id++; var a ...