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使用b-splines生成多项式轨迹
[Q,QD,QDD,PP] = BsplinePolytraj(控制点,Tinterval,Tsamples)
例子
[[问,,,,QD,,,,QDD,,,,pp] = bsplinepolytraj(控制点,,,,TINTERVAL,,,,Tsamples)生成一个分段立方B-Spline轨迹,该轨迹属于由控制的多边形。控制点。在给出的开始时间和结束时间之间,对轨迹进行了统一的采样TINTERVAL。该函数返回输入时间样本处的位置,速度和加速度,Tsamples。该函数还返回分段多项式pp多项式轨迹相对于时间的形式。
[[问,,,,QD,,,,QDD,,,,pp] = bsplinepolytraj(控制点,,,,TINTERVAL,,,,Tsamples)
问
QD
QDD
pp
控制点
TINTERVAL
Tsamples
全部收缩
使用BsplinePolytraj用给定的2-D功能xy控制点。B-Spline使用这些控制点在多边形内部创建轨迹。还给出了航路点的时间点。
BsplinePolytraj
cpts = [1 4 4 3 -2 0;0 1 2 4 3 1];tpts = [0 5];
计算B-Spline轨迹。该功能输出轨迹位置(问), 速度 (QD),加速度(QDD),时间向量(TVEC)和多项式系数(pp使用梯形速度实现航路点的多项式。
TVEC
TVEC = 0:0.01:5;[Q,QD,QDD,PP] = BsplinePolytraj(CPTS,TPTS,TVEC);
绘制结果。显示控制点和所产生的轨迹。
图图(cpts(1,:),cpts(2,:),,,'xb-') 抓住全部情节(q(1,:),q(2,:))xlabel('X')ylabel('y') 抓住离开
绘制B-Spline轨迹的每个元素的位置。这些轨迹是随时间参数化的立方分段多项式。
图(TVEC,Q)保持全部图([0:长度(cpts)-1],cpts,'X')xlabel('t')ylabel(“位置值”) 传奇('X位置',,,,'Y位置') 抓住离开
创建航点以与B型插条插值。
wpts1 = [0 1 2.1 8 4 3];wpts2 = [0 1 1.3 .8 .3 .3];wpts = [wpts1;WPTS2];l =长度(wpts)-1;
用于计算控制多边形内部点的形式矩阵
r =零(l+1,大小(wpts,1));a =眼(L+1);为了i = 1:(l-1)a(i+1,(i):( i+2))= [1 4 1];r(i+1,:) = 6*wpts(:,i+1)';结尾
覆盖终点并选择R0和RL。
R0
RL
a(2,1:3)= [3/2 7/2 1];a(l,(l-1):( L+1))= [1 7/2 3/2];r(1,:) =(wpts(::,1) +(wpts(:,2)-wpts(::,1))/2)/2)';r(end,:) =(wpts(:,end-end-1) +(wpts(:,end)-wpts(::,end-1))/2)/2)';dinterior =(a \ r)';
构建完整的控制多边形并使用BsplinePolytraj用新的控制点计算多项式
cpts = [wpts(:,1)Dinterior wpts(:,end)];t = 0:0.01:1;q = bsplinepolytraj(cpts,[0 1],t);
绘制结果。显示原始的航路点,计算的多边形和插值B-Spline。
数字;抓住全部情节(WPTS1,WPTS2,'o');情节(cpts(1,:),cpts(2,:),,,'X-');绘图(q(1,:),q(2,:));传奇(“原始航点”,,,,“计算控制多边形”,,,,'b-spline');
[1]法林,第9.1节
B-Spline轨迹的控制多边形的点,指定为n-经过-p矩阵,哪里n是轨迹的维度p是控制点的数量。
例子:[1 4 4 3 -2 0;0 1 2 4 3 1]
[1 4 4 3 -2 0;0 1 2 4 3 1]
数据类型:单身的|双倍的
单身的
双倍的
该轨迹的开始和结束时间,指定为两元素向量。
例子:[0 10]
[0 10]
该轨迹的时间样本,指定为向量。输出位置,问, 速度,QD和加速度,QDD在这些时间间隔中进行采样。
例子:0:0.01:10
0:0.01:10
在给定时间样本中的轨迹位置Tsamples,返回为矢量。
在给定时间样本中的轨迹速度Tsamples,返回为矢量。
在给定时间样本中的轨迹加速Tsamples,返回为矢量。
分段多项式,作为定义分段轨迹每个部分的多项式的结构返回。您可以使用自己的分段多项式来使用Mkpp,或使用指定时间评估多项式PPVAL。该结构包含字段:
Mkpp
PPVAL
形式:'PP'。
形式
'PP'
休息:p- 分段轨迹更改形式时的元素向量。p是路点的数量。
休息
COEFS:n((p–1) - 通过 -命令多项式系数的矩阵。n((p–1)是轨迹时间的维度件。每组n行定义了描述每个变量轨迹的多项式的系数。
COEFS
命令
件
件:p–1。休息数减去1。
命令:多项式 + 1的程度。例如,立方多项式的阶数为4。
暗淡:n。控制点位置的尺寸。
暗淡
[1] Farin,Gerald E.计算机辅助几何设计的曲线和表面:实用指南。加利福尼亚州圣地亚哥:学术出版社,1993年。
Cubicpolytraj|quinticpolytraj|rottraj|TransformTraj|Trapveltraj
Cubicpolytraj
quinticpolytraj
rottraj
TransformTraj
Trapveltraj
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