我就废话不多说了,大家还是直接看代码吧~
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x0 = linspace(0.1,2,100);%x0,y0验证函数离散点,可以非等间隔
y0 = 1./x0;
h1 = abs (diff(x0)) ;
h = [h1 h1(end)];
ht = h;
yapp1 = gradient(y0)./ht; %matlab数值近似
yapp2 = del2(y0)./ht; %matlab数值近似
k2 = abs (yapp2)./(1+yapp1.^2).^(3/2);
figure
plot(k2)
title( '曲率曲线' )
[~,maxflag] = max(k2);%曲率最大位置
x_max = x0(maxflag);
y_max = y0(maxflag);
%画出图像 标注曲率最大点
figure
plot(x0,y0, '.-' );
hold on;
plot(x_max,y_max, 'rp' )
title( '标注最大曲率点' )
xlabel( 'log10((norm(b*xk-l)))' )
ylabel( 'log10((norm(xk)))' )
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补充:matlab 插值+计算离散点曲率
思路:点足够密的话直接用 diff、gradient 求曲率,稀疏的话先插值再算曲率。
公式:
点密的情况 输入曲线坐标(1-2)求一、二阶导数(4-9)通过公式求得曲率(10)
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x = 0:0.01:7;
y = cos (x*0.5*pi);
h1 = abs (diff(x));
h = [h1 h1(end)];
ht = h;
y1 = gradient(y)./ht;
y2 = gradient(y1)./ht;
curv = abs (y2)./ sqrt ((1+y1.^2).^3);
plot(x,y, '-' ,x,curv,'--r);
legend( 'raw data, ' curvature ',' location', "best" );
grid on
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图像与下文理论值图像相同
点稀疏的情况
1、输入散点坐标(1-2)
2、用样条曲线(b-spline)等方法插值得到拟合曲线(3-4)
3、diff、gradient 函数求拟合曲线的一、二阶导数(6-11)
4、通过公式求得曲率(12)
例:余弦函数取 8 个点,用 b-spline 插值
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x = 0:1:7;
y = cos (x*0.5*pi);
xx = 0:0.01:7;
yy = spline(x,y,xx);
h1 = abs (diff(xx));
h = [h1 h1(end)];
ht = h;
yy1 = gradient(yy)./ht;
yy2 = gradient(yy1)./ht;
curv = abs (yy2)./ sqrt ((1+yy1.^2).^3);
plot(xx,yy, '-' ,xx,curv, '--r' ,x,y, 'o-' );
legend( 'b-spline' , 'curvature' , 'raw data' , 'location' , "best" );
grid on
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补充用法
求最大曲率并在图中标出
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[max_val,max_ind]=max(curv);
hold on
plot(xx(max_ind),yy(max_ind), '*r' );
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与理论值(余弦函数曲线)对比
曲率对比
几种插值方法对比
列举四种方法,分别为:分段线性插值、三次样条曲线(b-spline)插值、三次 hermite 插值(pchip)、修正 akima 分段三次 hermite 插值(akima)
case 1: 三维螺线
三维螺线散点
插值
俯视
侧视
case 2:二维梯形波
二维梯形波
case 3:三维不规则折线
三维不规则折线(不等间距)
对比可得:
case 1:b-spline>akima>pchip>linear
case 2:linear>pchip>akima>b-spline
case 3:linear≈pchip≈akima>b-spline
故在插值的时候需要选择适合的计算方法
以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持服务器之家。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教。
原文链接:https://blog.csdn.net/qq_38991255/article/details/85127468