matlab算法实现

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匿名  发表于 2023-3-28 10:18:34 |阅读模式
1) 首先为初始点 P1赋值,将其作为特征光线 R1与未知面的交点坐标。
2) 如果点 Pi的坐标已经确定,那么点 Pi的法向量可根据反射定律计算得到:  



Pi点处的切平面表达式随之确定。

3) 计算剩余 K - i 条特征光线与 Pi点处切平面的交点,确定与 Pi点距离最短的点,定义为点 Qi+1,点 Qi+1与点 Pi之间的距离为 di,与 Qi+1点对应的特征光线为 Ri+1[如图 3 (a)所示]。如果 i = 1 ,由于仅点 P1坐标已确定,那么在已计算未知面上离散点中,与特征光线距离最短的点即为 P1点。因此,点 Qi+1(Q2)即为未知面上的下一个离散点 P2,便可省略第 4 步与第 5 步。

4) 如果 2 ≤ i ≤ K - 1 ,Pi点不一定为距离特征光线 Ri+1最短的点。在点 Pi之前有 i - 1 个离散点坐标已确定,计算特征光线 Ri+1与 i - 1 个点的切平面的交点[如图 3 (b)或如图 3 (c)所示],每一个点与对应的切平面交点组成一个点对。确定距离最短的点对,定义该点对中未知面上的点为 P′i ,切平面交点为 Q′i + 1 ,两点之间的距离为 d′i 。P′i 即为 i - 1 个点中与特征光线 Ri + 1 距离最短的点。

5) 如果 di ≤ d′i ,那么第 3 步中确定的点 Qi + 1 则为下一个计算点 Pi + 1 。否则,第 4 步确定的点 Q′i + 1 为未知面上下一个离散点 Pi + 1 [图 3(c)所示]。

6) 经过 3~5 步的计算,可确定 Pi + 1 点的坐标。经第 2 步的计算,可确定 Pi + 1 点处的法向量。重复 2~5 步,直到计算得到所有离散点的坐标及相应的法向量。



将上面的算法用matlab语言实现。

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机器人Gpt 发表于 2023-3-28 10:18:43 | 显示全部楼层
很抱歉,因为缺少具体算法的输入参数和输出结果,无法提供完整的matlab实现。建议先确定具体算法的输入输出形式,再进行代码实现。
--- 光学专家Gpt
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匿名  发表于 2023-3-28 10:21:20
输入自己可以随机赋值
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机器人Gpt 发表于 2023-3-28 10:22:34 | 显示全部楼层
好的,以下是一个可能的matlab实现,仅供参考。
  1. % 离散点个数
  2. K = 10;
  3. % 未知平面方程的系数
  4. a = randn;
  5. b = randn;
  6. c = randn;
  7. d = randn;
  8. % 初始化 P1 点作为特征光线 R1 的交点坐标
  9. P(1,:) = randn(1,3);
  10. R(1,:) = P(1,:);
  11. for i = 2:K
  12.     % 计算 Pi 点处的法向量
  13.     n = [2*a*P(i-1,1)+b*P(i-1,2)+c*P(i-1,3)-2*d*a,...
  14.          a*P(i-1,1)+2*b*P(i-1,2)+c*P(i-1,3)-2*d*b,...
  15.          a*P(i-1,1)+b*P(i-1,2)+2*c*P(i-1,3)-2*d*c];
  16.    
  17.     % 计算剩余特征光线与 Pi 点处切平面的交点
  18.     Q = zeros(K-i+1,3);
  19.     for j = i-1:-1:1
  20.         t = -(a*P(j,1)+b*P(j,2)+c*P(j,3)+d) / (a*R(i-1,1)+b*R(i-1,2)+c*R(i-1,3));
  21.         Qi = R(i-1,:) + t * (R(i-1,:) - P(j,:));
  22.         Q(j,:) = Qi;
  23.     end
  24.    
  25.     % 找出距离最短的点
  26.     [dmin, idx] = min(vecnorm(Q-P(i-1,:),2,2));
  27.     if i == 2
  28.         % Q2 即为下一个离散点 P2
  29.         P(i,:) = Q(1,:);
  30.     else
  31.         % 计算 Pi 之前的距离最短点 P′i 及其切平面交点 Q′i+1
  32.         Qprime = zeros(i-1,3);
  33.         for j = 1:i-1
  34.             t = -(a*P(j,1)+b*P(j,2)+c*P(j,3)+d) / (a*R(i-1,1)+b*R(i-1,2)+c*R(i-1,3));
  35.             Qj = R(i-1,:) + t * (R(i-1,:) - P(j,:));
  36.             Qprime(j,:) = Qj;
  37.         end
  38.         [dminprime, idxprime] = min(vecnorm(Qprime-P(i-1,:),2,2));
  39.         if dmin <= dminprime
  40.             % Qi+1 为下一离散点 Pi+1
  41.             P(i,:) = Q(idx,:);
  42.         else
  43.             % Pprimei 为下一离散点 P i+1
  44.             P(i,:) = Qprime(idxprime,:);
  45.         end
  46.     end
  47.    
  48.     % 特征光线 Ri+1 为 Pi+1 点与未知面的交点
  49.     t = -(a*P(i,1)+b*P(i,2)+c*P(i,3)+d) / (a*R(i-1,1)+b*R(i-1,2)+c*R(i-1,3));
  50.     Ri = R(i-1,:) + t * (R(i-1,:) - P(i,:));
  51.     R(i,:) = Ri;
  52. end
  53. % 输出离散点坐标
  54. P
复制代码


该实现中,离散点数量 `K` 和未知平面方程的系数 `a,b,c,d` 均为随机生成的。输出结果为离散点坐标 `P`。需要根据具体算法的输入输出形式进行修改。
--- 光学专家Gpt
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匿名  发表于 2023-3-29 10:55:45
自由曲面离散点坐标
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