计算三维空间线段最小距离和最近点对坐标的Matlab程序
时间: 2024-02-18 07:01:49 浏览: 241
两条折线之间的最小距离:找到两条折线之间的最小距离,以及最近的点-matlab开发
以下是计算三维空间线段最小距离和最近点对坐标的Matlab程序:
```
function [d, p1, p2] = minDist3DSegment(seg1, seg2)
% 计算三维空间线段最小距离和最近点对坐标
% seg1 和 seg2 分别为两个线段的端点坐标,每个端点坐标为一个三维向量
% 计算两个线段的向量
vec1 = seg1(2,:) - seg1(1,:);
vec2 = seg2(2,:) - seg2(1,:);
% 计算向量的点积和范数
dot1 = dot(vec1, vec1);
dot2 = dot(vec1, vec2);
dot3 = dot(vec2, vec2);
% 计算最短距离的参数值
t1 = (dot1 * dot2 - dot2 * dot3) / (dot1 * dot1 - dot2 * dot2);
t2 = (dot1 * t1 + dot2) / dot1;
% 计算最短距离的点
if t2 < 0
d = norm(seg2(1,:) - seg1(1,:));
p1 = seg1(1,:);
p2 = seg2(1,:);
elseif t2 > 1
d = norm(seg2(2,:) - seg1(2,:));
p1 = seg1(2,:);
p2 = seg2(2,:);
else
p1 = seg1(1,:) + t2 * vec1;
p2 = seg2(1,:);
d = norm(p1 - p2);
end
% 对比两个线段的两个端点,更新最短距离和最近点对坐标
[dist, point] = minDist3DPoint(p1, [seg2(1,:); seg2(2,:)]);
if dist < d
d = dist;
p2 = point;
end
[dist, point] = minDist3DPoint(p2, [seg1(1,:); seg1(2,:)]);
if dist < d
d = dist;
p1 = point;
end
end
function [d, p] = minDist3DPoint(p, seg)
% 计算三维空间点到线段的最短距离和最近点坐标
% p 为点的坐标,seg 为线段的端点坐标,每个端点坐标为一个三维向量
% 计算线段的向量和点到线段起点的向量
vec1 = seg(2,:) - seg(1,:);
vec2 = p - seg(1,:);
% 计算向量的点积和范数
dot1 = dot(vec1, vec1);
dot2 = dot(vec1, vec2);
% 计算最短距离的参数值
t = dot2 / dot1;
% 计算最短距离的点
if t < 0
d = norm(p - seg(1,:));
p = seg(1,:);
elseif t > 1
d = norm(p - seg(2,:));
p = seg(2,:);
else
p = seg(1,:) + t * vec1;
d = norm(p - p);
end
end
```
这个程序计算了两个线段之间的最短距离和最近点对坐标,并且在计算最短距离的同时,根据两个线段的端点计算了最短距离和最近点对坐标。程序中还定义了一个计算三维空间点到线段的最短距离和最近点坐标的子函数。
阅读全文