已知三维空间圆心,半径以及初始姿态,求圆的姿态轨迹代码,用c++实现

时间: 2023-04-03 20:01:36 浏览: 86
以下是 C 语言实现的代码,可以求解三维空间圆的姿态轨迹: #include <stdio.h> #include <math.h> #define PI 3.14159265358979323846 typedef struct { double x, y, z; } Vector; typedef struct { Vector center; double radius; Vector axis; double angle; } Circle; void printVector(Vector v) { printf("(%lf, %lf, %lf)", v.x, v.y, v.z); } void printCircle(Circle c) { printf("Center: "); printVector(c.center); printf("\nRadius: %lf\nAxis: ", c.radius); printVector(c.axis); printf("\nAngle: %lf\n", c.angle); } Vector crossProduct(Vector a, Vector b) { Vector result; result.x = a.y * b.z - a.z * b.y; result.y = a.z * b.x - a.x * b.z; result.z = a.x * b.y - a.y * b.x; return result; } double dotProduct(Vector a, Vector b) { return a.x * b.x + a.y * b.y + a.z * b.z; } double vectorLength(Vector v) { return sqrt(v.x * v.x + v.y * v.y + v.z * v.z); } Vector normalize(Vector v) { double length = vectorLength(v); Vector result; result.x = v.x / length; result.y = v.y / length; result.z = v.z / length; return result; } Vector rotateVector(Vector v, Vector axis, double angle) { Vector result; double cosAngle = cos(angle); double sinAngle = sin(angle); result.x = (cosAngle + (1 - cosAngle) * axis.x * axis.x) * v.x; result.x += ((1 - cosAngle) * axis.x * axis.y - sinAngle * axis.z) * v.y; result.x += ((1 - cosAngle) * axis.x * axis.z + sinAngle * axis.y) * v.z; result.y = ((1 - cosAngle) * axis.x * axis.y + sinAngle * axis.z) * v.x; result.y += (cosAngle + (1 - cosAngle) * axis.y * axis.y) * v.y; result.y += ((1 - cosAngle) * axis.y * axis.z - sinAngle * axis.x) * v.z; result.z = ((1 - cosAngle) * axis.x * axis.z - sinAngle * axis.y) * v.x; result.z += ((1 - cosAngle) * axis.y * axis.z + sinAngle * axis.x) * v.y; result.z += (cosAngle + (1 - cosAngle) * axis.z * axis.z) * v.z; return result; } void calculateCircle(Circle *c, Vector initialAxis, double initialAngle, double deltaAngle) { c->axis = normalize(initialAxis); c->angle = initialAngle; Vector v1 = crossProduct(c->axis, (Vector){1, , }); if (vectorLength(v1) < 1e-6) { v1 = crossProduct(c->axis, (Vector){, 1, }); } Vector v2 = crossProduct(c->axis, v1); Vector point1 = rotateVector((Vector){c->radius, , }, v1, c->angle); Vector point2 = rotateVector((Vector){c->radius, , }, v2, c->angle); Vector point3 = rotateVector((Vector){c->radius, , }, c->axis, c->angle + deltaAngle); Vector normal1 = normalize(crossProduct(point1, point2)); Vector normal2 = normalize(crossProduct(point2, point3)); Vector center = crossProduct(normal1, normal2); c->center = center; } int main() { Circle c; c.radius = 1; Vector initialAxis = {1, , }; double initialAngle = ; double deltaAngle = PI / 180; for (int i = ; i < 360; i++) { calculateCircle(&c, initialAxis, initialAngle, deltaAngle); printCircle(c); initialAxis = c.axis; initialAngle = c.angle + deltaAngle; } return ; }

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