MATLAB 写代码 根据所给数据编写双圆弧拟合算法要求: 一是选择尽可能长的步长并使圆弧两边数据点的误差分布均匀,以保证用最少的圆弧段逼近曲线: 二是圆弧曲线的曲率变化尽可能的小三是圆弧曲线的应变能力尽可能的小。
时间: 2024-03-04 14:48:57 浏览: 127
基于Matlab实现多种算法的曲线拟合
下面是基于 MATLAB 编写的双圆弧拟合算法实现代码:
```
function [x_fit, y_fit, error] = double_arc_fit(x, y)
% 双圆弧拟合算法
% 输入参数:x, y为待拟合的数据点坐标
% 输出参数:x_fit, y_fit为拟合后的曲线坐标,error为拟合误差
% 注意:x, y为行向量
% 设置初始参数
step = 20; % 步长
radius_min = 10; % 最小半径
radius_max = 200; % 最大半径
curvature_max = 0.1; % 最大曲率
strain_min = 0.1; % 最小应变能力
% 初始化变量
n = length(x);
x_fit = [];
y_fit = [];
error = 0;
% 拟合第一个圆弧
i = 1;
while i <= n
% 选择圆弧两边的数据点
if i + step - 1 > n
ind = i:n;
else
ind = i:i+step-1;
end
% 计算拟合圆弧的参数
[xc, yc, r, error1] = circle_fit(x(ind), y(ind));
% 检查曲率变化和应变能力是否满足要求
if r < radius_min || r > radius_max || error1 > error
break;
end
curvature = 1 / r; % 计算曲率
strain = abs(error1 / r); % 计算应变能力
if i > 1
curvature_diff = abs(curvature - curvature_last);
if curvature_diff > curvature_max
break;
end
strain_diff = abs(strain - strain_last);
if strain_diff < strain_min
break;
end
end
% 更新变量
x_fit = [x_fit, x(ind)];
y_fit = [y_fit, y(ind)];
error = error + error1;
curvature_last = curvature;
strain_last = strain;
i = i + step;
end
% 拟合第二个圆弧
while i <= n
% 选择圆弧两边的数据点
if i + step - 1 > n
ind = i:n;
else
ind = i:i+step-1;
end
% 计算拟合圆弧的参数
[xc, yc, r, error1] = circle_fit(x(ind), y(ind));
% 检查曲率变化和应变能力是否满足要求
if r < radius_min || r > radius_max || error1 > error
break;
end
curvature = 1 / r; % 计算曲率
strain = abs(error1 / r); % 计算应变能力
if curvature_diff > curvature_max || strain_diff < strain_min
break;
end
% 更新变量
x_fit = [x_fit, x(ind)];
y_fit = [y_fit, y(ind)];
error = error + error1;
curvature_last = curvature;
strain_last = strain;
i = i + step;
end
end
function [xc, yc, r, error] = circle_fit(x, y)
% 圆弧拟合算法
% 输入参数:x, y为待拟合的数据点坐标
% 输出参数:xc, yc为圆心坐标,r为半径,error为拟合误差
% 初始化变量
n = length(x);
A = [x', y', ones(n, 1)];
b = -x.^2 - y.^2;
c = A \ b;
xc = -0.5*c(1);
yc = -0.5*c(2);
r = sqrt(c(1)^2 + c(2)^2 - 4*c(3));
error = sum((x-xc).^2 + (y-yc).^2 - r^2);
end
```
在上述代码中,`double_arc_fit` 函数实现了双圆弧拟合算法,其中 `circle_fit` 函数实现了圆弧拟合算法。在 `double_arc_fit` 函数中,首先设置了一些初始参数,例如步长、最小/最大半径、最大曲率和最小应变能力等。然后,通过循环选择双圆弧拟合的起点和终点,计算拟合圆弧的参数,并检查曲率变化和应变能力是否满足要求。最后,将拟合后的数据点坐标和拟合误差作为输出参数返回。
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