Mediale Polarkoordinaten
Hannes Thielhelm, Leibniz Universität Hannover,
Studienarbeit
08/2005
Diese Studienarbeit beschĂ€ftigt sich mit der Darstellung von ebenen Gebieten durch die von Blum 1967 eingefĂŒhrte Mediale Achse. Dabei wird ein zweidimensionales ebenes Gebiet durch die Mittelpunkte der gröĂten Innenkreise und die zugehörigen Radien beschrieben.
Die so gewonnene skelettartige eindimensionale Struktur enthĂ€lt alle Informationen, die nötig sind, um das Gebiet vollstĂ€ndig zu rekonstruieren. ZusĂ€tzlich werden topolgische Informationen des Gebietes auf die mediale Achse ĂŒbertragen, z.B. lĂ€Ăt sich zeigen, dass die Mediale Achse eines Gebietes mit stetigem und stĂŒckweise stetig differenzierbarem Rand selbst stetig ist.
Durch die starke Symmetrie eines Kreises, der die Verbindung zwischen der medialen Achse und dem Rand des Gebietes darstellt, werden Symmetrien des Gebietes quasi in die mediale Achse komprimiert. Diese Symmetrien lassen sich beispielsweise bei der Berechnung des FlĂ€cheninhalts des Gebietes ausnutzen. Gibt man eine Parametrisierung des Randes vor, so erhĂ€lt man in natĂŒrlicher Weise eine Parametrisierung der medialen Achse und der zugehörigen Radien.
FĂŒhrt man einen zusĂ€tzlichen Parameter ein, der das VerbindungsstĂŒck eines Randpunktes zur medialen Achse parametrisiert, so erhĂ€lt man eine Parametrisierung des Gebietes in den sogenannten medialen Polarkoordinaten. Die Eigenschaften dieser Koordinaten und ihre Eignung zur FlĂ€chenberechnung sind Gegenstand der Arbeit. ZusĂ€tzlich wurde ein Programm entwickelt, das ein durch eine mediale Achse und Radiusfunktion gegebenes Gebiet darstellt und gebenenfalls die FlĂ€che approximiert bzw. berechnet.
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