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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 机械 » 机械综合 » 请问如何用Matlab画工作空间的轮廓图
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ziyunyun

银虫 (小有名气)

[求助] 请问如何用Matlab画工作空间的轮廓图

matlab三维散点的曲面画图，知道空间点x,y,z的坐标,有四千多个点.用MATLAB怎么画出三维图?有轮廓的那种,不是用plot3直接把点连起来的那种.有谁知道怎么做吗?
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1楼 2012-10-11 10:34:09
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Felix朱飞

新虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
ziyunyun: 金币+20, ★★★★★最佳答案, 看了你提供的参考论文，非常有帮助，谢谢你！ 2012-10-14 19:34:25
4000+的点都是工作空间边界的？还是分布于整个三维工作空间？如果是后者，那必须先筛选出边界上的，因为其余的对边界轮廓无意义。

对于符合边界条件的点（不一定就准确地位于边界上），可以尝试非线性拟合/回归方法，这个用MATLAB做还是挺方便的。关键在于选择合适的拟合/回归函数，可以观察工作空间的大概轮廓，参考着指定一个。另外，如果三维工作空间具有明显的对称性，那可以考虑简化成二维的来做，更简单。

工作空间边界的表达式都有了，三维曲面自然好画了。

可以参考一下学位论文：曹毅，显微外科手术机器人工作空间分析与综合，天大博士学位论文，2004.
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ziyunyun
4楼2012-10-11 18:19:40
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普通回帖

ynod23

金虫 (小有名气)
点的坐标都已知，又不想用plot3，可以用surf。把每个点的坐标在3D里画出来，这样行么？

或者如果知道点坐标的生成规律的话（就是函数表达式如果知道的话），也可以用surf直接画出来。

小预测：我觉得，如果只是在空间里面画许多点，而没有按照一定的规律连接起来的话，看到的将是一片毫无规律的点，即密密麻麻的一片。不会从中看出工作空间的轮廓。因为工作空间的轮廓是那些每个极限位置的点组成的。所以你的那4000+的点必须都是最外轮廓上的点才可以。如果这些点是工作空间内的任意点，那么单纯的画出他们是无法看出工作空间的。
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ziyunyun
2楼2012-10-11 17:26:23
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ziyunyun

银虫 (小有名气)
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2楼: Originally posted by ynod23 at 2012-10-11 17:26:23
点的坐标都已知，又不想用plot3，可以用surf。把每个点的坐标在3D里画出来，这样行么？

或者如果知道点坐标的生成规律的话（就是函数表达式如果知道的话），也可以用surf直接画出来。

小预测：我觉得，如果只 ...

就是因为没有函数表达式，只是在ADAMS里得到了很多轨迹点，但这些点连起来基本上能看出工作空间的轮廓，但这些点不都在轮廓上。根据这些点画轮廓还真是不好搞定啊！
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3楼2012-10-11 17:38:41
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cheungyuk

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
你所说的是运动轨迹的轮廓还是形成空间曲面的形状轮廓？后者的话提取边界点，然后拟合surf可以了。如果是前者个人感觉还是做拟合一下画运动轨迹线比较好
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三十年众生牛马，六十年诸佛龙象
5楼2012-10-12 08:48:26
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ziyunyun

银虫 (小有名气)
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4楼: Originally posted by Felix朱飞 at 2012-10-11 18:19:40
4000+的点都是工作空间边界的？还是分布于整个三维工作空间？如果是后者，那必须先筛选出边界上的，因为其余的对边界轮廓无意义。

对于符合边界条件的点（不一定就准确地位于边界上），可以尝试非线性拟合/回归方 ...

谢谢你的建议！
这些点是分布于整个三维工作空间的。下面的图是我用plot3画的,能看出来三维空间是环球体的一部分。关于边界轮廓如何画，我按你的方法先试试，Matlab还用不熟，真愁人啊。

工作空间.jpg
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6楼2012-10-12 09:36:10
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ziyunyun

银虫 (小有名气)
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5楼: Originally posted by cheungyuk at 2012-10-12 08:48:26
你所说的是运动轨迹的轮廓还是形成空间曲面的形状轮廓？后者的话提取边界点，然后拟合surf可以了。如果是前者个人感觉还是做拟合一下画运动轨迹线比较好

是形成空间曲面的形状轮廓，我在楼上的回复中加图了。谢谢你的建议！看来提取边界点是必须要做的功课了。
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7楼2012-10-12 09:40:36
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wang_unicas

银虫 (初入文坛)
引用回帖:
4楼: Originally posted by Felix朱飞 at 2012-10-11 18:19:40
4000+的点都是工作空间边界的？还是分布于整个三维工作空间？如果是后者，那必须先筛选出边界上的，因为其余的对边界轮廓无意义。

对于符合边界条件的点（不一定就准确地位于边界上），可以尝试非线性拟合/回归方 ...

我想请教下关于工作空间三维画图及二维视图中轮廓线的绘制！我已经计算出分布于整个三维工作空间的点的坐标，现在想得出三维的工作空间曲面及在XOY,XOZ,YOZ上的二维边界轮廓线！

Matlab中运动位置坐标的计算程序如下：
clc
clear

%WSA_H: Workspace Analysis of Heel
%Direct Kinematic of 3-FB Leg
syms x1 y1 z1 x2 y2 z2 x3 y3 z3 xh yh zh l1 l2 l3;

%Coordinates of the points(P1, P2, P3)
x1=100*sqrt(3); y1=0; z1=0;
x2=0; y2=-100; z2=0;
x3=0; y3=100; z3=0;

%Lengths of three links
%Range of link-length
L_min=300;                        %the minimum length of link
L_stroke=150;                     %the stroke of actuactor
L_inc=2;                         %the increment per step
L_max=L_min+L_stroke;                        %the maximum length of link
l1=L_min;l2=L_min;l3=L_min;
RLL=L_min:L_inc:L_max;

%Arrays of three links
L1=zeros(length(RLL)*length(RLL)*length(RLL),1);
L2=zeros(length(RLL)*length(RLL)*length(RLL),1);
L3=zeros(length(RLL)*length(RLL)*length(RLL),1);
i=0;
for l1=RLL;
    for l2=RLL;
        for l3=RLL;
            i=i+1;
            L1(i)=l1;
            L2(i)=l2;
            L3(i)=l3;
        end
    end
end

%Coordinate of the point H
xh=zeros(length(RLL)*length(RLL)*length(RLL),1);
yh=zeros(length(RLL)*length(RLL)*length(RLL),1);
zh=zeros(length(RLL)*length(RLL)*length(RLL),1);

i=0;
for l1=RLL;
    for l2=RLL;
        for l3=RLL;
            i=i+1;
            yh(i)=(-l2^2+l3^2+y2^2-y3^2)/(2*(y2-y3));
            xh(i)=(-l1^2+l2^2+x1^2-y2^2+2*y2*yh(i))/(2*x1);
            zh(i)=sqrt(l3^2-xh(i)^2-(yh(i)-y3)^2);   
        end
    end
end
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8楼2013-03-05 23:41:43
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Felix朱飞

新虫 (小有名气)
引用回帖:
8楼: Originally posted by wang_unicas at 2013-03-05 23:41:43
我想请教下关于工作空间三维画图及二维视图中轮廓线的绘制！我已经计算出分布于整个三维工作空间的点的坐标，现在想得出三维的工作空间曲面及在XOY,XOZ,YOZ上的二维边界轮廓线！

Matlab中运动位置坐标的计算程序 ...

呃，你是分享程序？还是探讨些问题？
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9楼2013-03-06 09:15:41
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wang_unicas

银虫 (初入文坛)
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9楼: Originally posted by Felix朱飞 at 2013-03-06 09:15:41
呃，你是分享程序？还是探讨些问题？...

这上面的程序是我计算三维工作空间每个坐标点的程序，我想从这些值中得出三维的工作空间曲面及在XOY,XOZ,YOZ上的二维边界轮廓线，请问需要怎么做啊？
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10楼2013-03-07 01:36:36
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