圆弧算法介绍 - 360文档中心

逐点比较法圆弧插补算法

二、逐点比较法圆弧插补加工一个圆弧，很容易联想到把加工点到圆心的距离和该圆的名义半径相比较来反映加工偏差。

这里，我们以第Ⅰ象限逆圆弧为例导出其偏差计算公式。

设要加工图2—3所示第Ⅰ象限逆时针走向的圆弧，半径为R ，以原点为圆心，起点坐标为A(00x ,y )，对于圆弧上任一加工点的坐标设为P( i j x ,y )，P 点与圆心的距离 P R 的平方为 222Pi j R =x +y ，现在讨论这一加工点的加工偏差。

图 2 - 2 圆弧差补过程图2-3 圆弧插补过程点击进入动画观看逐点比较法圆弧插补若点P(i j x ,y )正好落在圆弧上，则下式成立：22222i j 00x +y =x +y =R若加工点P(i j x ,y )在圆弧外侧，则P R >R ，即：2222i j 00x +y >x +y若加工点P(i j x ,y )在圆弧内侧，则P R <R ，即：2222i j 00x +y >x +y将上面各式分别改写为下列形式：2222i 0j 0(x -x )+(y -y )=0(加工点在圆弧上) 2222i 0j 0(x -x )+(y -y )>0(加工点在圆弧外侧)2222i 0j 0(x -x )+(y -y )<0(加工点在圆弧内侧)取加工偏差判别式为：2222ij i 0j 0F =(x -x )+(y -y )运用上述法则，利用偏差判别式，即获得图2—2折线所示的近似圆弧。

若P(i j x ,y )在圆弧外或圆弧上，即满足 ij F ≥0的条件时，应向x 轴发出一个负向运动的进给脉冲(—Δx)，即向圆内走一步。

若P(i j x ,y )在圆弧内侧，即满足ij F <0的条件，则向y 轴发出一个正向运动的进给脉冲(+Δy)，即向圆弧外走一步。

为了简化偏差判别式的运算，仍用递推法来推算下一步新的加工偏差。

设加工点P(i j x ,y )在圆弧外侧或圆弧上，则加工偏差为2222ij i 0j 0F =(x -x )+(y -y )0≥x 坐标需向负方向进给一步(—Δx)，移到新的加工点P(i+1j x ,y )位置，此时新加工点的x 坐标值为i x -1，y 坐标值仍为 i y ，新加工点P( i+1j x ,y )的加工偏差为：22222i+1,j i 0j 0F =(x -1)-x +y -y经展开并整理，得：i +1,j i j F =F 21i x -+(2-3)设加工点P(i j x ,y )在圆弧的内侧，则：ij F <0那么，y 坐标需向正方向进给一步(+Δy)，移到新加工点P( i j+1x ,y )，此时新加工点的x 坐标值仍为i x ，y 坐标值则改为 j y 1+，新加工点P( i j+1x ,y )的加工偏差为:2222i,j+1i 0j 0F =x -x +(y +1)y -，展开上式，并整理得:i,j+1ij F =F 21i y ++综上所述可知：当ij F ≥0时，应走—Δx ，新偏差为 i+1,j ij F =F 21i x -+，动点(加工点)坐标为i+1i x =x -1， j j y y =；当 ij F <0时，应走+Δy ，新偏差为 i,j+1ij F =F 21i y ++，动点坐标为 j j y y =, i+1i =y +1y 。

四轴圆弧插补算法

四轴圆弧插补算法是一种在机械控制中广泛应用的算法，它可以在机械臂的运动轨迹中插入圆弧轨迹。

以下是四轴圆弧插补算法的基本步骤：
1. 选择三个不共面的点，确定一个空间圆弧。

2. 将空间圆弧转化为平面圆弧，可以设定圆弧的圆心在坐标系中的原点位置，通过构造辅助线，求出圆心坐标和圆弧半径。

3. 根据圆弧的圆心坐标和半径，以及给定的起始点和终点，计算出圆弧的参数方程。

4. 将参数方程转换为机械臂的位姿矩阵，通过矩阵变换得到机械臂在各个插补点的位姿。

5. 根据位姿矩阵和机械臂的关节变量之间的关系，求出各个插补点的关节变量。

6. 通过插补算法，将各个插补点的关节变量插入到机械臂的运动轨迹中，实现圆弧轨迹的插补。

四轴圆弧插补算法的实现方式可以采用DDA插补算法、逐点比较法、时间分割法等经典的插补算法，也可以采用其他更高级的算法进行优化。

§3.2圆、圆弧的生成—Bresenham算法

§3.2圆的生成——Bresenham算法条件：给定圆心(x c,y c)和半径R约定：只考虑圆心在原点，半径为整数R的圆x2+y2.=R2。

对于圆心不在原点的圆，可先通过平移转换，化为圆心在原点的圆，再进行扫描转换，把所得到的像素集合加上一个位移量，就可以把目标圆光栅化。

在众多圆的生成算法，如逐点比较法、角度DDA法、Bresenham算法中，Bresenham画圆法是一种最简单有效的的方法。

首先注意到只要生成一个八分圆，那么，圆的其它部分就可以通过一系列的对成变换得到。

12345678由算法生成y=x第一八分圆关于y=x对称变换第一四分圆关于x=0对称变换上半圆关于y=0对称变换如果以点x=0，y=R为起点按顺时针方向生成圆，则在第一象限内y是x 的单调递减函数。

要在这三个像素中选择一个使其与理想圆的距离的平方达到最小，即下列数值中的最小者。

R(0,R)(R,0)xy这样，从圆上任一点出发，按顺时针方向生成圆时，为了最佳逼近该圆，对于下一像素的取法只有三种可能的选择，即正右方像素、正下方像素和右下角像素，分别记作：m H、m V、m D。

从圆心到右下角像素(x i+1,y i-1)的距离平方m D与圆心到圆上点的距离平方R2之差等于：Δi=(x i+1)2+(y i-1)2-R2如果Δi<0,那么右下角像素(x i+1,y i-1)在该圆内(图中①、②)，显然这时只能取像素(x i+1,y i)，即m H；或像素(x i+1,y i-1)，即m D。

直线和圆弧的生成算法

第3章直线和圆弧的生成算法3.1直线图形的生成算法数学上的直线是没有宽度、由无数个点构成的集合，显然，光栅显示器只能近地似显示直线。

当我们对直线进行光栅化时，需要在显示器有限个像素中，确定最佳逼近该直线的一组像素，并且按扫描线顺序，对这些像素进行写操作，这个过程称为用显示器绘制直线或直线的扫描转换。

由于在一个图形中，可能包含成千上万条直线，所以要求绘制算法应尽可能地快。

本节我们介绍一个像素宽直线绘制的三个常用算法：数值微分法(DDA、中点画线法和Bresenham算法。

3.1.1逐点比较法3.1.2数值微分(DDA)法设过端点P o(x o , y°)、R(X1 , y1)的直线段为L( P0 , R)，则直线段L的斜率为—沁生要在显示器显示厶必须确定最佳逼近Z的掃素集合。

我们从L的起点P0的横坐标X o向L的终点R的横坐标X1步进，取步长=1(个像素)，用L 的直线方程y=kx+b计算相应的y坐标，并取像素点(x,round( y))作为当前点的坐标。

因为：y i+1 = kX i+1+b= k1X i +b+k x= y i+k x所以，当x =1; y i+1 = y i+k。

也就是说，当x每递增1，y递增k(即直线斜率)。

根据这个原理，我们可以写出DDA( Digital Differential Analyzer) 画线算法程序。

DDA画线算法程序: void DDALi ne(int xO,i nt yO,i nt x1,i nt y1,i nt color){ int x ；float dx, dy, y, k ；dx = x1-x0 ；dy=y1-y0 ；k=dy/dx, ；y=yO；for (x=xO ；x< x1 ；x++){ drawpixel (x, i nt(y+0.5), color);y=y+k;}}注意：我们这里用整型变量color表示像素的颜色和灰度。

圆的生成算法

圆的生成算法利用直线坐标法和极坐标法生成圆周颇费时间，而圆的Bresenham算法则简捷很多。

一．圆的Bresenham算法思想：设圆的半径为r，先考虑圆心在（0,0），并从x=0、y=r开始的顺时针方向的1/8圆周的生成过程。

在这种情况下，x每步增加1，从x=0开始，到x=y结束。

即有X i+1=X i+1相应地yi+1则在两种可能中选择：Y i+1=y i或者y i+1=y i-1选择的原则是考虑精确值y是靠近yi还是靠近yi-1,计算公式为Y2=r2-(x i+1)2d1=y i2-y2=y i2-r2+(x i+1)2d2=y2-(y i-1)2=r2-(x i+1)2-(y i-1)2令pi=d1-d2,并代入d1、d2，则有P i=2(x i+1)2+y i2+(y i-1)2-2r2(1)Pi称为误差。

如果Pi<0,则yi+1=yi，否则yi+1=yi-1.pi的递归式为P i+1=p i+4x i+6+2(y i+12-y i2)-2(y i+1-y i) (2)P i的初值由式（1）代入xi=0,yi=r,而得P1=3-2r (3)根据上面的推导，圆周生成算法思想如下：(1)求误差初值，p1=3-2r，i=1,画点（0，r）；(2)求下一个光栅位置，其中x i+1=x i+1,如果p i<0,则y i+1=y i,否则y i+1=y i-1；(3)画点（x i+1,y i+1）；(4)计算下一个误差，如果p i<0，则p i+1=p i+4x i+6，否则p i+1=p i+4(x i-y i)+10；(5)I=i+1,如果x=y，则结束，否则返回步骤2；虽然（1）式表示p i+1的算法很复杂，但因为y i+1只能y i或y i-1，使得步骤（4）的算法变得简单，只需做加法和乘4的乘法。

圆的Bresenham算法的程序实现如下：#include<stdio.h>#include<conio.h>#include<stdlib.h>#include<graphics.h>void BresenhemCircle(int centerx, int centery, int radius, int color, int type);void initgr(void) /* BGI初始化*/{int gd = DETECT, gm = 0; /* 和gd = VGA,gm = VGAHI是同样效果*/ registerbgidriver(EGAVGA_driver);/* 注册BGI驱动后可以不需要.BGI文件的支持运行*/ initgraph(&gd, &gm, "");setbkcolor(WHITE);}int main(void){int centerx,centery,radius,color,type;printf("centerx,centery\n");scanf("%d",&centerx);scanf("%d",&centery);printf("radius\n");scanf("%d",&radius);printf("color,type\n");scanf("%d",&color);scanf("%d",&type);initgr(); /*BGI初始化*/BresenhemCircle(centerx,centery,radius,color,type);getch();closegraph();}void BresenhemCircle(int centerx, int centery, int radius, int color, int type){int x =type= 0;int y = radius;int delta = 2*(1-radius);int direction;while (y >= 0) {if (!type) {putpixel(centerx+x, centery+y, color);putpixel(centerx-x, centery+y, color);putpixel(centerx-x, centery-y, color);putpixel(centerx+x, centery-y, color);}else {line(centerx+x, centery+y, centerx+x, centery-y);line(centerx-x, centery+y, centerx-x, centery-y);}if (delta < 0) {if ((2*(delta+y)-1) < 0) {direction = 1;}else {direction = 2;}}else if(delta > 0) {if ((2*(delta-x)-1) <= 0) {direction = 2;}else {direction = 3;}}else {direction=2;}switch(direction) {case 1:x++;delta += (2*x+1);break;case 2:x++;y--;delta += 2*(x-y+1);break;case 3:y--;delta += (-2*y+1);break;}}}二．中心画圆法圆的特性：八对称性。

整体圆弧滑动法

无黏性土的土坡稳定-有渗流作用时的无粘性土土坡分析
Tf
JT N
G
稳定条件：Tf>T+J
K Tf T J
顺坡出流情况:
J w sin
K Tf G cos tan cos tan tan T J G sin J sin w sin sat tan
O
R
i
d
c
i A
da b
c
Pi+1Xi+1
Gi
Xi
Pi
b
a Ti Ni
li
条分法分析步骤I
C B
1.按比例绘出土坡剖面
2.任选一圆心O，确定滑动
面，将滑动面以上土体分成几个等宽或不等宽土条
H
3.每个土条的受力分析
i

Ni li

1 li
Gi
cosi
i
Ti li

1 li
Gi
sin i
B
β1 β
B
4.5H
=0
>0
H 2H E
黏性土的土坡稳定-整体圆弧滑动法
稳定系数法
c
N s h
泰勒（Taylor,D.W，1937）用图表表达影响因素的相互关系:根据不同的绘出与Ns的关系曲线
①已知坡角及土的指标c、、，求稳定的坡高h ②已知坡高h及土的指标c、、，求稳定的坡角 ③已知坡角、坡高H及土的指标c、、，求稳定安全系数K
概述
天然土坡人工土坡滑坡圆弧滑动法
坡顶
坡底
坡脚
坡角
坡高
土坡稳定分析问题
概述－天然土坡

圆弧木质报价算法

圆弧木质报价算法摘要：1.圆弧木质报价算法的背景和意义2.圆弧木质报价算法的原理和方法3.圆弧木质报价算法的应用实例4.圆弧木质报价算法的优势和局限性5.圆弧木质报价算法的未来发展方向正文：1.圆弧木质报价算法的背景和意义随着社会经济的发展，木材行业在国民经济中的地位日益重要。

圆弧木质报价算法应运而生，它的出现为木材行业的健康发展提供了有力的技术支持。

这种算法主要针对弧形木质构件的报价，能够实现快速、准确、科学的报价，有助于提高企业的竞争力和市场占有率。

2.圆弧木质报价算法的原理和方法圆弧木质报价算法主要基于木材的体积计算和价格计算两个方面。

首先，根据弧形木质构件的几何特征，利用数学方法计算出其体积。

其次，根据木材的种类、品质和市场价格，计算出每单位体积的木材价格。

最后，将木材的体积和价格相乘，得出弧形木质构件的总报价。

具体的计算方法包括：(1) 根据弧形木质构件的长度、宽度和高度，计算出其体积；(2) 根据木材的种类和品质，选择合适的价格；(3) 结合市场供需关系，调整木材价格，以确保报价的合理性；(4) 将计算出的木材体积和价格相乘，得出弧形木质构件的总报价。

3.圆弧木质报价算法的应用实例圆弧木质报价算法广泛应用于家具制造、建筑装饰、木工加工等领域。

例如，在家具制造中，利用该算法可以为客户提供个性化的定制家具报价；在建筑装饰中，该算法可以为设计师提供弧形木质构件的预算和成本控制；在木工加工中，该算法可以帮助企业提高生产效率和降低成本。

4.圆弧木质报价算法的优势和局限性圆弧木质报价算法具有以下优势：(1) 提高报价的准确性和效率，降低人工成本；(2) 实现科学的成本控制，提高企业的竞争力；(3) 有利于企业进行市场分析和战略规划。

然而，该算法也存在一定的局限性：(1) 需要定期更新木材价格，以确保报价的实时性；(2) 对于复杂形状的木质构件，计算过程较为繁琐；(3) 受到市场供需关系和其他外部因素的影响，报价可能存在一定的波动。

excel 圆弧拟合样条曲线

Excel中的圆弧拟合样条曲线一、介绍Excel是一款广泛使用的电子表格软件，其功能强大，可以进行数据分析、图表绘制等多种操作。

在Excel中，我们可以使用样条曲线来拟合数据，以便更好地展示数据趋势和预测未来走势。

而在样条曲线中，圆弧拟合样条曲线是一种常见的拟合方法，可以较好地逼近原始数据。

二、圆弧拟合样条曲线的原理圆弧拟合样条曲线是通过多个圆弧来逼近原始数据的一种拟合方法。

在Excel中，我们可以通过将原始数据点分段进行圆弧拟合，然后将多个圆弧拼接成样条曲线来实现这一功能。

圆弧拟合样条曲线的优点是可以较好地逼近原始数据，同时在一定程度上保留了数据的特征，能够更好地展现数据的趋势。

三、在Excel中实现圆弧拟合样条曲线的方法1. 准备原始数据在Excel中我们需要准备好要拟合的原始数据。

这些原始数据可以是实验数据、统计数据等，用来描述某种趋势或规律。

2. 导入数据到Excel将准备好的原始数据导入到Excel中，通常可以使用Excel的数据导入功能，将原始数据导入到Excel的工作表中。

3. 绘制散点图在Excel中，我们可以通过选择原始数据，并使用图表功能来绘制散点图。

散点图可以直观地展示原始数据的分布情况，为后续的拟合提供可视化的参考。

4. 添加拟合曲线在散点图中，我们可以通过添加趋势线的功能来实现对原始数据的拟合。

在添加趋势线的选项中，选择“样条曲线”选项，并选择圆弧拟合作为拟合方法。

5. 调整拟合曲线一般情况下，Excel会自动对拟合曲线进行拟合，但我们也可以对拟合曲线进行手动调整，以更好地逼近原始数据。

6. 导出拟合曲线在完成圆弧拟合样条曲线后，我们可以将其导出为图片或其他格式，以便在其他文档或演示中使用。

四、圆弧拟合样条曲线的应用1. 数据分析在数据分析中，我们常常需要对数据进行拟合，以便更好地理解数据的趋势和规律。

圆弧拟合样条曲线作为一种拟合方法，可以在数据分析中发挥重要作用。

2. 工程应用在工程领域，圆弧拟合样条曲线可以用来描述和预测某些工程数据的趋势，如温度变化、材料性能等，有助于工程师更好地理解和预测工程数据变化。