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Offline Bewegungsplanung: Wege in 3D

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Academic year: 2022

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(1)

Offline Bewegungsplanung: Wege in 3D

Elmar Langetepe University of Bonn

(2)

Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Alg. 1.11

(3)

Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Alg. 1.11

• Queries: Backward

(4)

Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Alg. 1.11

• Queries: Backward

• Berechnung: Forward

(5)

Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Alg. 1.11

• Queries: Backward

• Berechnung: Forward

• SPM f¨ur P1

(6)

Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Alg. 1.11

• Queries: Backward

• Berechnung: Forward

• SPM f¨ur P1

• Sichtbare konvexe Kette/Baum der Strahlen: O(n1)

(7)

Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Alg. 1.11

• Queries: Backward

• Berechnung: Forward

• SPM f¨ur P1

• Sichtbare konvexe Kette/Baum der Strahlen: O(n1)

• Disjunkte Reflektionen!!

(8)

Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Alg. 1.11

• Queries: Backward

• Berechnung: Forward

• SPM f¨ur P1

• Sichtbare konvexe Kette/Baum der Strahlen: O(n1)

• Disjunkte Reflektionen!!

P1

(9)

Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Alg. 1.11

s

v4

v6 e4

e5 e6

v5 P2 P1

(10)

Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Alg. 1.11

• SPM von Pi aus SPM of Pi−1, . . . , P1

s

v4

v6 e4

e5 e6

v5 P2 P1

(11)

Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Alg. 1.11

• SPM von Pi aus SPM of Pi−1, . . . , P1

• Letztes Segment des K¨urzesten Weges von s zu Knoten von Pi

s

v4

v6 e4

e5 e6

v5 P2 P1

(12)

Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Alg. 1.11

• SPM von Pi aus SPM of Pi−1, . . . , P1

• Letztes Segment des K¨urzesten Weges von s zu Knoten von Pi

• Query: Nutze SPM Pi−1, . . . , P1

s

v4

v6 e4

e5 e6

v5 P2 P1

(13)

Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Alg. 1.11

• SPM von Pi aus SPM of Pi−1, . . . , P1

• Letztes Segment des K¨urzesten Weges von s zu Knoten von Pi

• Query: Nutze SPM Pi−1, . . . , P1

• Laufzeit: O

ni(i − 1) log Ni−1i−1

mit Nj := Pj

l=1 nl

s

v4

v6 e4

e5 e6

v5 P2 P1

(14)

Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Alg. 1.11

• SPM von Pi aus SPM of Pi−1, . . . , P1

• Letztes Segment des K¨urzesten Weges von s zu Knoten von Pi

• Query: Nutze SPM Pi−1, . . . , P1

• Laufzeit: O

ni(i − 1) log Ni−1i−1

mit Nj := Pj

l=1 nl

• Sichtbare konvexe Kette/Baum der

Strahlen s

v4

v6 e4

e5 e6

v5 P2 P1

(15)

Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Alg. 1.11

• SPM von Pi aus SPM of Pi−1, . . . , P1

• Letztes Segment des K¨urzesten Weges von s zu Knoten von Pi

• Query: Nutze SPM Pi−1, . . . , P1

• Laufzeit: O

ni(i − 1) log Ni−1i−1

mit Nj := Pj

l=1 nl

• Sichtbare konvexe Kette/Baum der Strahlen

• Disjunkt wegen konvexer Kette!!

s

v4

v6 e4

e5 e6

v5 P2 P1

(16)

Analyse Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Theorem 1.34

(17)

Analyse Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Theorem 1.34

Rekursiv: P2,. . . ,Pk

(18)

Analyse Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Theorem 1.34

Rekursiv: P2,. . . ,Pk Gesamtlaufzeit:

(19)

Analyse Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Theorem 1.34

Rekursiv: P2,. . . ,Pk Gesamtlaufzeit:

k

X

i=2

ni(i − 1) log Ni−1 i − 1

(20)

Analyse Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Theorem 1.34

Rekursiv: P2,. . . ,Pk Gesamtlaufzeit:

k

X

i=2

ni(i − 1) log Ni−1 i − 1

ni(i − 1) log Ni−1

i − 1 ≤ nik log n k

(21)

Analyse Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Theorem 1.34

Rekursiv: P2,. . . ,Pk Gesamtlaufzeit:

k

X

i=2

ni(i − 1) log Ni−1 i − 1

ni(i − 1) log Ni−1

i − 1 ≤ nik log n k Gesamtlaufzeit:

(22)

Analyse Berechnung S

1

, . . . , S

k

: Theorem 1.34

Rekursiv: P2,. . . ,Pk Gesamtlaufzeit:

k

X

i=2

ni(i − 1) log Ni−1 i − 1

ni(i − 1) log Ni−1

i − 1 ≤ nik log n k Gesamtlaufzeit:

O

kn log n k

!

(23)

Zusammenfassung!!

(24)

Zusammenfassung!!

P1 P2

t s

P4 P3

(25)

Zusammenfassung!!

P1 P2

t s

P4 P3

• Einfache Version:

• Disjunkte, konvexe Polygone, keine Z¨aune

• O(nk log nk)

• Build(Query): O(nk log nk)

• Komplexit¨at: O(n)

• Query (festes s): O(k log nk)

• Theorem 1.34

(26)

Erweiterung!

(27)

Erweiterung!

Intersections!!

P2.5

P1 P2

P3

P4 s

t

Fences for subsequence!

F3

P3

P4 F3

P4

Konvex boundary!!

P3

(28)

Erweiterung!

Intersections!!

P2.5

P1 P2

P3

P4 s

t

Fences for subsequence!

F3

P3

P4 F3

P4

Konvex boundary!!

P3

• Komplexe Version:

(29)

Erweiterung!

Intersections!!

P2.5

P1 P2

P3

P4 s

t

Fences for subsequence!

F3

P3

P4 F3

P4

Konvex boundary!!

P3

• Komplexe Version:

• Nicht-disjunkte, konvexe Polygone, Z¨aune

(30)

Erweiterung!

Intersections!!

P2.5

P1 P2

P3

P4 s

t

Fences for subsequence!

F3

P3

P4 F3

P4

Konvex boundary!!

P3

• Komplexe Version:

• Nicht-disjunkte, konvexe Polygone, Z¨aune

• O(nk2 log n) insgesamt

(31)

Erweiterung!

Intersections!!

P2.5

P1 P2

P3

P4 s

t

Fences for subsequence!

F3

P3

P4 F3

P4

Konvex boundary!!

P3

• Komplexe Version:

• Nicht-disjunkte, konvexe Polygone, Z¨aune

• O(nk2 log n) insgesamt

• Build(Query): O(nk2 log n)

(32)

Erweiterung!

Intersections!!

P2.5

P1 P2

P3

P4 s

t

Fences for subsequence!

F3

P3

P4 F3

P4

Konvex boundary!!

P3

• Komplexe Version:

• Nicht-disjunkte, konvexe Polygone, Z¨aune

• O(nk2 log n) insgesamt

• Build(Query): O(nk2 log n)

• Komplexit¨at: O(kn)

(33)

Erweiterung!

Intersections!!

P2.5

P1 P2

P3

P4 s

t

Fences for subsequence!

F3

P3

P4 F3

P4

Konvex boundary!!

P3

• Komplexe Version:

• Nicht-disjunkte, konvexe Polygone, Z¨aune

• O(nk2 log n) insgesamt

• Build(Query): O(nk2 log n)

• Komplexit¨at: O(kn)

• Query (festes s): O(kn)

(34)

• Lemma 1.35: Reflexionsbereich ist Baum

(35)

• Lemma 1.35: Reflexionsbereich ist Baum

• Theorem 1.36/Theorem 1.37

(36)

Polyeder-Szene in 3D

(37)

Polyeder-Szene in 3D

• Startpunkt s,

s

(38)

Polyeder-Szene in 3D

• Startpunkt s, Zielpunkt t

s

t

(39)

Polyeder-Szene in 3D

• Startpunkt s, Zielpunkt t

• Menge von Polyedern

s

t

P1

(40)

Polyeder-Szene in 3D

• Startpunkt s, Zielpunkt t

• Menge von Polyedern

s

t

P1

P2

(41)

Polyeder-Szene in 3D

• Startpunkt s, Zielpunkt t

• Menge von Polyedern

s

t

P1

P2

P3

(42)

Polyeder-Szene in 3D

• Startpunkt s, Zielpunkt t

• Menge von Polyedern

• K¨urzester Weg von s nach t:

s

t

P1

P2

P3

(43)

Polyeder-Szene in 3D

• Startpunkt s, Zielpunkt t

• Menge von Polyedern

• K¨urzester Weg von s nach t:

s

t

P1

P2

P3

e1

e3 e5

e2

e4

(44)

Polyeder-Szene in 3D

• Startpunkt s, Zielpunkt t

• Menge von Polyedern

• K¨urzester Weg von s nach t: NP-hard

s

t

P1

P2

P3

e1

e3 e5

e2

e4

(45)

Polyeder-Szene in 3D

s

t

P1

P2

P3

e1

e3 e5

e2

e4

(46)

Polyeder-Szene in 3D

• Teilprobleme

s

t

P1

P2

P3

e1

e3 e5

e2

e4

(47)

Polyeder-Szene in 3D

• Teilprobleme

• 1) Kantenreihenfolge

s

t

P1

P2

P3

e1

e3 e5

e2

e4

(48)

Polyeder-Szene in 3D

• Teilprobleme

• 1) Kantenreihenfolge

• 2) Verschiebung auf der Kante

s

t

P1

P2

P3

e1

e3 e5

e2

e4

(49)

Polyeder-Szene in 3D

• Teilprobleme

• 1) Kantenreihenfolge

• 2) Verschiebung auf der Kante

• Bereits 1) ist NP hard

s

t

P1

P2

P3

e1

e3 e5

e2

e4

(50)

Kantenreihenfolge: NP hard

(51)

Kantenreihenfolge: NP hard

• Entscheidungsproblem,

(52)

Kantenreihenfolge: NP hard

• Entscheidungsproblem, E-Problem mit Schranke,

(53)

Kantenreihenfolge: NP hard

• Entscheidungsproblem, E-Problem mit Schranke, Optimierungsproblem

(54)

Kantenreihenfolge: NP hard

• Entscheidungsproblem, E-Problem mit Schranke, Optimierungsproblem

• S ⊂ Ω:

(55)

Kantenreihenfolge: NP hard

• Entscheidungsproblem, E-Problem mit Schranke, Optimierungsproblem

• S ⊂ Ω: x ∈ Ω:

(56)

Kantenreihenfolge: NP hard

• Entscheidungsproblem, E-Problem mit Schranke, Optimierungsproblem

• S ⊂ Ω: x ∈ Ω: gilt x ∈ S?

(57)

Kantenreihenfolge: NP hard

• Entscheidungsproblem, E-Problem mit Schranke, Optimierungsproblem

• S ⊂ Ω: x ∈ Ω: gilt x ∈ S?

• Problem S ist N P-vollst¨andig

(58)

Kantenreihenfolge: NP hard

• Entscheidungsproblem, E-Problem mit Schranke, Optimierungsproblem

• S ⊂ Ω: x ∈ Ω: gilt x ∈ S?

• Problem S ist N P-vollst¨andig 1. Liegt in N P

(59)

Kantenreihenfolge: NP hard

• Entscheidungsproblem, E-Problem mit Schranke, Optimierungsproblem

• S ⊂ Ω: x ∈ Ω: gilt x ∈ S?

• Problem S ist N P-vollst¨andig 1. Liegt in N P

2. Jedes andere Problem S0 ∈ N P l¨aßt sich auf S in polynomieller Zeit auf S reduzieren

(60)

Kantenreihenfolge: NP hard

• Entscheidungsproblem, E-Problem mit Schranke, Optimierungsproblem

• S ⊂ Ω: x ∈ Ω: gilt x ∈ S?

• Problem S ist N P-vollst¨andig 1. Liegt in N P

2. Jedes andere Problem S0 ∈ N P l¨aßt sich auf S in polynomieller Zeit auf S reduzieren

• NP hard: Nur zweiter Teil (Optimierungsprobleme)

(61)

Kantenreihenfolge: NP hard

• Entscheidungsproblem, E-Problem mit Schranke, Optimierungsproblem

• S ⊂ Ω: x ∈ Ω: gilt x ∈ S?

• Problem S ist N P-vollst¨andig 1. Liegt in N P

2. Jedes andere Problem S0 ∈ N P l¨aßt sich auf S in polynomieller Zeit auf S reduzieren

• NP hard: Nur zweiter Teil (Optimierungsprobleme)

• 3-SAT ist NP vollst¨andig (Cook)

(62)

Kantenreihenfolge: NP hard

(63)

Kantenreihenfolge: NP hard

• Reduktion S0 ⊂ Ω0 auf S ⊂ Ω

(64)

Kantenreihenfolge: NP hard

• Reduktion S0 ⊂ Ω0 auf S ⊂ Ω

• Funktion f : Ω0 → Ω

(65)

Kantenreihenfolge: NP hard

• Reduktion S0 ⊂ Ω0 auf S ⊂ Ω

• Funktion f : Ω0 → Ω

1. ∀x0 ∈ Ω0: f(x0) in polynomieller Zeit (|x0|) 2. ∀x0 ∈ Ω0: f(x0) ∈ S ⇔ x0 ∈ S0

(66)

Kantenreihenfolge: NP hard

• Reduktion S0 ⊂ Ω0 auf S ⊂ Ω

• Funktion f : Ω0 → Ω

1. ∀x0 ∈ Ω0: f(x0) in polynomieller Zeit (|x0|) 2. ∀x0 ∈ Ω0: f(x0) ∈ S ⇔ x0 ∈ S0

• 3-SAT NP vollst¨andig

(67)

Kantenreihenfolge: NP hard

• Reduktion S0 ⊂ Ω0 auf S ⊂ Ω

• Funktion f : Ω0 → Ω

1. ∀x0 ∈ Ω0: f(x0) in polynomieller Zeit (|x0|) 2. ∀x0 ∈ Ω0: f(x0) ∈ S ⇔ x0 ∈ S0

• 3-SAT NP vollst¨andig

• 3-SAT reduzieren auf Kantenreihenfolge

(68)

3-SAT reduzieren auf Kantenreihenfolge

(69)

3-SAT reduzieren auf Kantenreihenfolge

α =

m

^

i=1

(Li1 ∨ Li2 ∨ Li3) mit Lij ∈ {Xk, ¬Xk}

(70)

3-SAT reduzieren auf Kantenreihenfolge

α =

m

^

i=1

(Li1 ∨ Li2 ∨ Li3) mit Lij ∈ {Xk, ¬Xk}

m Klauseln mit n Variablen:

(71)

3-SAT reduzieren auf Kantenreihenfolge

α =

m

^

i=1

(Li1 ∨ Li2 ∨ Li3) mit Lij ∈ {Xk, ¬Xk}

m Klauseln mit n Variablen: Erf¨ullbarkeit?

(72)

3-SAT reduzieren auf Kantenreihenfolge

α =

m

^

i=1

(Li1 ∨ Li2 ∨ Li3) mit Lij ∈ {Xk, ¬Xk}

m Klauseln mit n Variablen: Erf¨ullbarkeit?

Konstruiere Parcours Pα, so dass:

(73)

3-SAT reduzieren auf Kantenreihenfolge

α =

m

^

i=1

(Li1 ∨ Li2 ∨ Li3) mit Lij ∈ {Xk, ¬Xk}

m Klauseln mit n Variablen: Erf¨ullbarkeit?

Konstruiere Parcours Pα, so dass:

• K¨urzester Weg (Kantenfolge) von s nach t erzeugt Belegung w

(74)

3-SAT reduzieren auf Kantenreihenfolge

α =

m

^

i=1

(Li1 ∨ Li2 ∨ Li3) mit Lij ∈ {Xk, ¬Xk}

m Klauseln mit n Variablen: Erf¨ullbarkeit?

Konstruiere Parcours Pα, so dass:

• K¨urzester Weg (Kantenfolge) von s nach t erzeugt Belegung w

• w erf¨ullt α ⇒ fertig!

(75)

3-SAT reduzieren auf Kantenreihenfolge

α =

m

^

i=1

(Li1 ∨ Li2 ∨ Li3) mit Lij ∈ {Xk, ¬Xk}

m Klauseln mit n Variablen: Erf¨ullbarkeit?

Konstruiere Parcours Pα, so dass:

• K¨urzester Weg (Kantenfolge) von s nach t erzeugt Belegung w

• w erf¨ullt α ⇒ fertig!

• w erf¨ullt α nicht ⇒ kein w erf¨ullt α

(76)

Parcours in O(p(mn)) erzeugen

(77)

Parcours in O(p(mn)) erzeugen

• 2n Belegungen der n Variablen

(78)

Parcours in O(p(mn)) erzeugen

• 2n Belegungen der n Variablen

• 2n geod¨atisch K¨urzeste Wege

t s

(79)

Parcours in O(p(mn)) erzeugen

• 2n Belegungen der n Variablen

• 2n geod¨atisch K¨urzeste Wege

• Eine davon wird die K¨urzeste sein

t s

(80)

Parcours in O(p(mn)) erzeugen

• 2n Belegungen der n Variablen

• 2n geod¨atisch K¨urzeste Wege

• Eine davon wird die K¨urzeste sein

• Ergibt Variablen-Belegung nach Kantenreihenfolge

t s

(81)

Parcours erzeugen: Prinzip

(82)

Parcours erzeugen: Prinzip

Beispiel: (X1 ∨ ¬X3) ∧ (¬X2)

(83)

Parcours erzeugen: Prinzip

Beispiel: (X1 ∨ ¬X3) ∧ (¬X2)

t s

(84)

Parcours erzeugen: Prinzip

Beispiel: (X1 ∨ ¬X3) ∧ (¬X2)

t s

100 101

110

111 X1 X2 X3

n Verdoppler 000

001 010

011

(85)

Parcours erzeugen: Prinzip

Beispiel: (X1 ∨ ¬X3) ∧ (¬X2)

t s

100 101

110

111 X1 X2 X3

n Verdoppler 000

001 010

011

n Verdoppler

111 110 101 100 011 010 001 000

(86)

Parcours erzeugen: Prinzip

Beispiel: (X1 ∨ ¬X3) ∧ (¬X2)

t s

100 101

110

111 X1 X2 X3

n Verdoppler 000

001 010

011

n Verdoppler

111 110 101 100 011 010 001 000

X1 v -X3

(87)

Parcours erzeugen: Prinzip

Beispiel: (X1 ∨ ¬X3) ∧ (¬X2)

t s

100 101

110

111 X1 X2 X3

n Verdoppler 000

001 010

011

n Verdoppler

111 110 101 100 011 010 001 000

X1 v -X3

-X2

(88)

Parcours erzeugen: Prinzip

Beispiel: (X1 ∨ ¬X3) ∧ (¬X2)

t s

100 101

110

111 X1 X2 X3

n Verdoppler 000

001 010

011

n Verdoppler

111 110 101 100 011 010 001 000

X1 v -X3

-X2

(89)

Parcours erzeugen: Prinzip

Beispiel: (X1 ∨ ¬X3) ∧ (¬X2)

t s

100 101

110

111 X1 X2 X3

n Verdoppler 000

001 010

011

n Verdoppler

111 110 101 100 011 010 001 000

X1 v -X3

-X2

(90)

Parcours erzeugen: Prinzip

Beispiel: (X1 ∨ ¬X3) ∧ (¬X2)

t s

100 101

110

111 X1 X2 X3

n Verdoppler 000

001 010

011

n Verdoppler

111 110 101 100 011 010 001 000

X1 v -X3

-X2

(91)

Parcours erzeugen: Prinzip

Beispiel: (X1 ∨ ¬X3) ∧ (¬X2)

t s

100 101

110

111 X1 X2 X3

n Verdoppler 000

001 010

011

n Verdoppler

111 110 101 100 011 010 001 000

X1 v -X3

-X2

(92)

Parcours erzeugen: Prinzip

Beispiel: (X1 ∨ ¬X3) ∧ (¬X2)

t s

100 101

110

111 X1 X2 X3

n Verdoppler 000

001 010

011

n Verdoppler

111 110 101 100 011 010 001 000

X1 v -X3

-X2

(93)

Parcours erzeugen: Prinzip

Beispiel: (X1 ∨ ¬X3) ∧ (¬X2)

t s

100 101

110

111 X1 X2 X3

n Verdoppler 000

001 010

011

n Verdoppler

111 110 101 100 011 010 001 000

X1 v -X3

-X2

(94)

Parcours erzeugen: Prinzip

Beispiel: (X1 ∨ ¬X3) ∧ (¬X2)

t s

100 101

110

111 X1 X2 X3

n Verdoppler 000

001 010

011

n Verdoppler

111 110 101 100 011 010 001 000

X1 v -X3

-X2

(95)

Parcours erzeugen: Prinzip

Beispiel: (X1 ∨ ¬X3) ∧ (¬X2)

t s

100 101

110

111 X1 X2 X3

n Verdoppler 000

001 010

011

n Verdoppler

111 110 101 100 011 010 001 000

X1 v -X3

-X2

(96)

Komponenten: Verdoppler!

(97)

Komponenten: Verdoppler!

D¨unne Platten mit Schlitzen eng hintereinander!

(98)

Komponenten: Verdoppler!

D¨unne Platten mit Schlitzen eng hintereinander!

q4

Ebene 1 Ebene 2 Ebene 3

p2 p3 p4 p1

r4

Eingang

r1 r2 r3 q1

q2 q3

Ausgang

Sukzessive 2n ungef¨ahr gleichlange Wege erzeugen!

(99)

Komponenten: Verdoppler!

D¨unne Platten mit Schlitzen eng hintereinander!

q4

Ebene 1 Ebene 2 Ebene 3

p2 p3 p4 p1

r4

Eingang

r1 r2 r3 q1

q2 q3

Ausgang

Sukzessive 2n ungef¨ahr gleichlange Wege erzeugen!

Kantenreihenfolge ist gleich!

(100)

Gesamtprinzip: Nacheinander Klauseln!

t s

100 101

110 111

X1 X2 X3 n Verdoppler 000

001 010

011

n Verdoppler

111 110 101 100 011 010 001 000

X1 v -X3

-X2

(101)

Komponenten: Klauselfilter

(102)

Komponenten: Klauselfilter

Sukzessive durch die Klauseln schicken! Auf Literale aufteilen!

D¨unne Platten!

(103)

Komponenten: Klauselfilter

Sukzessive durch die Klauseln schicken! Auf Literale aufteilen!

D¨unne Platten!

Li3 Li2

Li1

2ˆn Geodaetische

2ˆn Geodaetische

3 Literalfilter

Li2

Gleich lang, bis auf das, was in den Literalfiltern passiert!

(104)

Gesamtprinzip: Einzelne Literale

s

X1 X2 X3 n Verdoppler 000

010 001

011 100

101 110

111

000 001

010 011

100 101

110 111

n Verdoppler X1 v -X3 X1

-X3

Klauselfilter

Klauselfilter -X2

(105)

Komponenten: Literalfilter

(106)

Komponenten: Literalfilter

Wege f¨ur signifikantes Bit sammeln!

(107)

Komponenten: Literalfilter

Wege f¨ur signifikantes Bit sammeln!

7

0 1 2 3 4 5 6 7 1 Li2

0 4 5 2 6 3 7

Mischer Mischer

i-1

2ˆn Geodaetische

Bit

n-i+1 signifikantestes

Xi=1 Xi=0

0

Xi ist

2

1 3 4 5 6

Falls Xi dann Xi = 0 verl¨angern! Falls ¬Xi dann Xi = 1 verl¨angern!

(108)

n Mischer pro Literalfilter!!

(109)

n Mischer pro Literalfilter!!

Ein Mischer erzeugt Bitverschiebung der Wege um 1! Alle bleiben gleich lang!!

(110)

n Mischer pro Literalfilter!!

Ein Mischer erzeugt Bitverschiebung der Wege um 1! Alle bleiben gleich lang!!

110

001 100

010 110 011 111 101 000

Ebene 1

Ebene 3

Ebene 2

Ebene 4 X1 X2 X3

111 000 001

011 010

100

110 101 X 2X 3X 1 X1 X2 X3

000 001 010 011 100 101 111

(111)

K¨ urzeste Wege Alg. f¨ ur P

α

(112)

K¨ urzeste Wege Alg. f¨ ur P

α

Ein Weg, der nicht verl¨angert wird entspricht genau einer Belegung, die die Formel erf¨ullt!!!

(113)

K¨ urzeste Wege Alg. f¨ ur P

α

Ein Weg, der nicht verl¨angert wird entspricht genau einer Belegung, die die Formel erf¨ullt!!!

Das kann man der Kantenreihenfolge entnehmen!!

(114)

K¨ urzeste Wege Alg. f¨ ur P

α

Ein Weg, der nicht verl¨angert wird entspricht genau einer Belegung, die die Formel erf¨ullt!!!

Das kann man der Kantenreihenfolge entnehmen!!

t s

111

X1 X2 X3 n Verdoppler

001 000

010 011 100 101 110

000 001 010 011 100 101 110 111

n Verdoppler Klauselfilter

X1 v -X3 X1

-X3

Klauselfilter

-X2

(115)

Konstruktion insgesamt!!

(116)

Konstruktion insgesamt!!

• 2n Verdoppler: O(n) Kanten

(117)

Konstruktion insgesamt!!

• 2n Verdoppler: O(n) Kanten

• m Klauselfilter: je Klauselfilter – 3 Literalfilter

(118)

Konstruktion insgesamt!!

• 2n Verdoppler: O(n) Kanten

• m Klauselfilter: je Klauselfilter – 3 Literalfilter

– n Mischer je Filter

(119)

Konstruktion insgesamt!!

• 2n Verdoppler: O(n) Kanten

• m Klauselfilter: je Klauselfilter – 3 Literalfilter

– n Mischer je Filter

• Insgesamt O(mn) Kanten

(120)

Konstruktion insgesamt!!

• 2n Verdoppler: O(n) Kanten

• m Klauselfilter: je Klauselfilter – 3 Literalfilter

– n Mischer je Filter

• Insgesamt O(mn) Kanten

• In polynomieller Zeit konstruierbar

(121)

Ergebnis!!!

(122)

Ergebnis!!!

Theorem 1.38 (Canny/Reif): Bestimmung der optimalen

Kantenfolge bei der Berechnung K¨urzester Wege in polyedrischer Szene in 3D ist NP hart.

(123)

Ergebnis!!!

Theorem 1.38 (Canny/Reif): Bestimmung der optimalen

Kantenfolge bei der Berechnung K¨urzester Wege in polyedrischer Szene in 3D ist NP hart.

Beweis!!

Referenzen

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