使用C++:输入坐标点集x/y,使用三次多项式进行轨迹插值,最大曲率为0.2,输出轨迹点坐标

时间: 2024-02-28 13:55:28 浏览: 19
好的,我了解了。这是一个比较复杂的问题,需要使用数值计算方法实现。下面是一个简单的C++代码示例,可以实现你的要求。 ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <cmath> using namespace std; struct Point { double x, y; }; // 三次多项式插值函数 Point interpolate(double x, const vector<Point>& points) { int n = points.size(); double h[n], l[n], u[n], z[n]; double alpha[n], b[n], c[n], d[n]; // 计算步长h for (int i = 0; i < n - 1; i++) { h[i] = points[i+1].x - points[i].x; } // 计算L/U分解 l[0] = 1; u[0] = 0; z[0] = 0; for (int i = 1; i < n - 1; i++) { l[i] = 2 * (points[i+1].x - points[i-1].x) - h[i-1] * u[i-1]; u[i] = h[i] / l[i]; alpha[i] = (3 / h[i]) * (points[i+1].y - points[i].y) - (3 / h[i-1]) * (points[i].y - points[i-1].y); z[i] = (alpha[i] - h[i-1] * z[i-1]) / l[i]; } l[n-1] = 1; z[n-1] = 0; c[n-1] = 0; // 计算b/c/d for (int i = n - 2; i >= 0; i--) { c[i] = z[i] - u[i] * c[i+1]; b[i] = (points[i+1].y - points[i].y) / h[i] - h[i] * (c[i+1] + 2 * c[i]) / 3; d[i] = (c[i+1] - c[i]) / (3 * h[i]); } // 计算插值点的y值 int k = 0; while (k < n-1 && points[k+1].x < x) { k++; } double dx = x - points[k].x; double y = points[k].y + b[k]*dx + c[k]*dx*dx + d[k]*dx*dx*dx; return {x, y}; } // 计算曲率 double curvature(const Point& p1, const Point& p2, const Point& p3) { double dx1 = p2.x - p1.x; double dy1 = p2.y - p1.y; double dx2 = p3.x - p2.x; double dy2 = p3.y - p2.y; double cross = dx1 * dy2 - dy1 * dx2; double dot = dx1 * dx2 + dy1 * dy2; double dist1 = sqrt(dx1 * dx1 + dy1 * dy1); double dist2 = sqrt(dx2 * dx2 + dy2 * dy2); double angle = acos(dot / (dist1 * dist2)); return abs(cross / (dist1 * dist2 * angle)); } int main() { // 输入点集 vector<Point> points; int n; cin >> n; for (int i = 0; i < n; i++) { double x, y; cin >> x >> y; points.push_back({x, y}); } // 插值 vector<Point> result; result.push_back(points[0]); for (int i = 1; i < n-1; i++) { double x1 = points[i-1].x; double x2 = points[i].x; double x3 = points[i+1].x; double k = curvature(points[i-1], points[i], points[i+1]); if (k > 0.2) { double x = (x2 + x3) / 2; Point p = interpolate(x, points); result.push_back(p); i--; } else { result.push_back(points[i]); } } result.push_back(points[n-1]); // 输出结果 for (const auto& p : result) { cout << p.x << " " << p.y << endl; } return 0; } ``` 这个代码实现了输入点集,使用三次多项式进行轨迹插值,最大曲率为0.2,并输出轨迹点坐标。你可以根据自己的需求进行修改和优化。

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