C++-点到点、点到线、共线等常用计算

C++常用数学计算

1. 一点到另外两点组成直线的距离
2.获取平面两点间的距离
3计算两个向量的夹角
4. 判断三点共线

1. 一点到另外两点组成直线的距离

已知点p /p1/p2,求p到p1 p2的距离
根据点到直线的距离公式：d = (Ax0 + By0 + C) / sqrt(A * A + B * B)
A = y2 - y1
B = x1 - x2；
C = x2 * y1 - x1 * y2;

程序实现

//定义Point2f结构体
struct Point2f
{float x;float y;
};// 定义直线参数结构体
struct LinePara
{float k;float b;
}
//距离计算
float NavMath::PointToLineDis(Point2f p, Point2f p1, Point2f p2)
{float A = p2.y - p1.y;float B = p1.x - p2.x;float C = p2.x * p1.y - p1.x * p2.y;float dis = (A * p.x + B * p.y + C) / sqrt(A * A + B * B);return dis;
}

2.获取平面两点间的距离

两点组成向量的模即为两点间的距离

//使用Eigen库，两点组成向量的模即为距离
// 获取平面两点之间的距离
double GetTwoPointsDistance(const Eigen::Vector2d &p1,const Eigen::Vector2d &p2) {return (p1 - p2).norm();
}

3计算两个向量的夹角

由两个向量计算夹角

// 获取两个向量的夹角
double GetTwoVectorsAngle(const Eigen::Vector2d &v1,const Eigen::Vector2d &v2) {double cosine_value = v1.dot(v2) / (v1.norm() * v2.norm());// 归约到-1到1,防止出错
//  if (cosine_value > 1)// cosine_value = 1;//else if (cosine_value < -1)//cosine_value = -1;//弧度double value = acos(cosine_value);return value;
}

4. 判断三点共线

/检查三点是否共线,以p1为顶点的角度小于某个值来判断


bool IsThreePointsInLine(const Eigen::Vector2d &p1, const Eigen::Vector2d &p2,const Eigen::Vector2d &p3, double radian_deviation) {Eigen::Vector2d p1_p2 = p2 - p1;Eigen::Vector2d p1_p3 = p3 - p1;// 有重合点直接返回trueif (p1_p2.norm() == 0 || p1_p3.norm() == 0) {return true;}double radian_value_of_p1 = GetTwoVectorsAngle(p1_p2, p1_p3);Eigen::Vector2d p3_p1 = p1 - p3;Eigen::Vector2d p3_p2 = p2 - p3;// 有重合点直接返回trueif (p3_p1.norm() == 0 || p3_p2.norm() == 0) {return true;}double radian_value_of_p3 = GetTwoVectorsAngle(p3_p1, p3_p2);if (radian_value_of_p1 <= radian_deviation &&radian_value_of_p3 <= radian_deviation) {return true;} else {return false;}
}

TODO 数据类型多用eigen库

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