distance_segment_segment — 3D geometry op

• 数据种类:primitive → measurement

• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.distance_segment_segment(p0, p1, q0, q1)(要直接调用实现,import match3d; match3d.distance_segment_segment(p0, p1, q0, q1);从台账取用则 ops3d.get("distance_segment_segment"))

• 经台账调用的返回值: fullseye.ledger.distance_segment_segment(...) 只返回声明的 out 类型 measurement 的值(底层函数还会返回辅助信息)。需要被丢弃的部分时,使用 fullseye.ledger.distance_segment_segment.raw(...),或直接调用 match3d.distance_segment_segment。

用法

有限线段之间的最短距离及其最近点对。→ (distance, cp, cq)。

distance_line_line 是无限直线之间的距离,因此对分离的 2 条线段也可能返回 0(实测: 对 (0,0,0)-(1,0,0) 与 (5,0,0)-(6,0,0) 为 0.0,真值为 4.0)。手脚、机器人连杆、管道、工具都是有限的,因此在安全距离或干涉判定中使用无限直线版会低估危险(在 poc_safety_clearance 的实测中, 对同样 2 条线段低估了 87.6 %)。

Args:

p0, p1: 线段 1 的端点 (3,)。若 p0 == p1 则视为点。

q0, q1: 线段 2 的端点 (3,)。

Returns:

(distance, cp, cq): 最短距离 float,以及线段 1 侧、线段 2 侧的最近点

(3,)。distance == 0 表示 2 条线段相交(或接触)。

★经由台账(fullseye.ledger.distance_segment_segment)只返回声明的 out 类型

distance。也需要最近点时请用

fullseye.ledger.distance_segment_segment.raw(...)。

Raises:

ValueError: 端点无法转换为 (3,),或非有限时。

平行、退化(坍缩为点的线段)的情况也通过分支正确处理(Ericson, *Real-Time Collision Detection*, §5.1.9 的 clamped closest-point 法)。胶囊体(芯线 + 半径) 之间的距离为 distance - r1 - r2,干涉即其为负。

Reference (public): C. Ericson, *Real-Time Collision Detection*, Morgan Kaufmann 2005, §5.1.9 "Closest Points of Two Line Segments".

参考(示例数据、文献)

• 示例数据目录(下载 URL / 许可证) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有领域)加合成图,3-D 给出真实数据源(Stanford/PDS 等)的下载 URL。

• 算子来历与参考文献 —— 该算子族所依据的研究/方法出处。

可运行的示例(实际调用该算子并已验证的样例)

• geometry_metrology — py -3.11 examples_3d/geometry_metrology.py

类型可衔接的下一个算子(可接受 measurement 作为输入)

vol_gaussian_psf · fuse_to_voxel · fresnel_reflectance · snell_angle

同类别(geometry)

line_from_2points · plane_from_3points · angle_3points · angle_between_lines · angle_between_planes · angle_line_plane · distance_point_plane · distance_point_line

*Provenance: match3d.py — 3D 算子登记表。本条目由 tools/opdocs.py md 自动生成(请勿手工编辑)。*

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