离散点的曲率计算

1 Matlab中的实现

1.1 实例1 

    参考资料[4]的提示,可以使用diff()gradient()进行求导,将其代码做略微的修改,如下所示:

%% 原始数据
x0 = 0 : 0.1 : 2 * pi;
y0 = sin(x0).*cos(x0);

h = abs(diff([x0(2), x0(1)]));

%%一阶导
ythe1 = cos( x0 ) .^2 - sin(x0).^2; %理论一阶导
yapp1 = gradient(y0, h); %matlab数值近似

hold on;
plot(x0, ythe1, '.');
plot(x0, yapp1, 'r');
legend('理论值', '模拟值');
title('一阶导');

%%二阶导
ythe2 = (-4) * cos(x0) .* sin(x0); %理论二阶导
yapp2 = 2 * 2 * del2(y0, h);       %matlab数值近似

figure
hold on;
plot(x0, ythe2,'.');
plot(x0, yapp2,'r');
legend('理论值', '模拟值');
title('二阶导');

%% 模拟曲率
syms x y
y = sin(x) * cos(x);
yd2 = diff(y, 2);
yd1 = diff(y, 1);
k = abs(yd2) / (1+yd1^2)^(3/2);  %% 曲率公式
k1 = subs(k, x, x0);
k2 = abs(yapp2)./(1+yapp1.^2).^(3/2);

figure
hold on;
plot(x0, k1, '.');
plot(x0, k2, 'r');
legend('理论值', '模拟值');
title('曲率');

1.2 实例2

    参考资料[5]给出了相似的例子:

syms y(x)
y(x) = sin(x);      %定义对应曲线的符号函数
y1(x) = diff(y,x);  %求导数
eval(y1(0))         %求x=0处的导数

参考资料

[1]离散点求曲率

[3]离散数据 曲率计算问题

[4]计算曲率

[5]用MATLAB求曲线在某一点的曲率

[6]点云曲率计算 

[7]自写曲率计算函数

[8]计算三维散乱点云的曲率

[9]三维曲线曲率

[10]三维数据点的曲率计算

[11]空间曲线的曲率计算方法

[12]曲率的概念及计算公式

[13]曲率及曲率变化率

你可能感兴趣的:(Math,Matlab)