如何判断点在多边形内部：OpenCV--cv2.pointPolygonTest()方法详解

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《------正文------》

问题描述

如何判断一个点是在多边形的内部还是在多边形外面？本文直接使用opencv提供的cv2.pointPolygonTest()函数进行判断。下面对该函数进行详细说明，并给出具体示例。

cv2.pointPolygonTest()函数使用说明

代码示例：

result = cv2.pointPolygonTest(contour, test_point, measureDist)

参数说明

contour参数：某一轮廓点的列表，如：polygon = np.array([[10, 10], [100, 10], [100, 100], [10, 100]], dtype=np.int32)；

test_point参数：像素点坐标(x,y)；

measureDist参数：如果measureDist为True则输出该像素点到轮廓最近距离。当measureDist设置为false时，若返回值为+1，表示点在轮廓内部，返回值为-1，表示在轮廓外部，返回值为0，表示在轮廓上。
如果我们需要判断一个点是在多边形的内部，只需要将measureDist参数设为False即可,当输出结果为正时，即可判断点在多边形的内部。示例代码如下：

result = cv2.pointPolygonTest(polygon, test_point, measureDist=False)

print(result)
# 判断结果
if result > 0:
    print("点在多边形内部")
elif result == 0:
    print("点在多边形边界上")
else:
    print("点在多边形外部")

算法原理说明

多边形，随便定一个点，然后通过这个点水平划一条线，先数数看这条横线和多边形的边相交几次，（或者说先排除那些不相交的边，第一个判断条件），然后再数这条横线穿越多边形的次数是否为奇数，如果是奇数，那么该点在多边形内，如果是偶数，则在多边形外。如下图所示：

在这里插入图片描述

完整示例

定义点与多边形并展示

定义点与多边形

# 定义多边形的顶点
polygon = np.array([[10, 10], [100, 10], [100, 100], [10, 100]], dtype=np.int32)

# 要判断的点
test_point = [50, 50]

画出多边形及点进行展示

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib
matplotlib.use('TkAgg')

# 定义多边形的顶点
polygon = np.array([[10, 10], [100, 10], [100, 100], [10, 100]], dtype=np.int32)

# 要判断的点
test_point = [50, 50]
# 画出点与多边形并展示
# 创建一个新的图像
fig, ax = plt.subplots()

# 绘制多边形
ax.plot(polygon[:,0], polygon[:,1], 'r-', lw=2, label='Polygon')
ax.fill(polygon[:,0], polygon[:,1], 'r', alpha=0.3)

# 绘制点
ax.plot(test_point[0], test_point[1], 'go', markersize=10, label='Test Point')

# 添加标签和轴限制
ax.set_xlabel('X-axis')
ax.set_ylabel('Y-axis')
ax.legend()
ax.set_xlim(0, 110)  # 设置x轴范围
ax.set_ylim(0, 110)  # 设置y轴范围

# 显示图像
plt.show()

在这里插入图片描述

判断点是否在多边形内部

import cv2
import numpy as np

# 定义多边形的顶点
polygon = np.array([[10, 10], [100, 10], [100, 100], [10, 100]], dtype=np.int32)

# 要判断的点
test_point = [50, 50]

# 判断test_point点是否在多边形内部
# 使用pointPolygonTest函数
result = cv2.pointPolygonTest(polygon, test_point, measureDist=False)

print(result)
# 判断结果
if result > 0:
    print("点在多边形内部")
elif result == 0:
    print("点在多边形边界上")
else:
    print("点在多边形外部")