小角度计算旋转中心

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epson机械手旋转中心标定

epson机械手旋转中心标定

epson机械手旋转中心标定

【原创实用版】

目录

1.Epson 机械手的概述

2.机械手旋转中心标定的意义

3.标定步骤详解

4.注意事项与结论

正文

1.Epson 机械手的概述

Epson 机械手是一种广泛应用于工业生产领域的自动化设备,以其精确、快速、稳定的性能受到业界的青睐。在各种生产线上,Epson 机械手可以完成搬运、装配、焊接等复杂任务,大大提高了生产效率。

2.机械手旋转中心标定的意义

在机械手的使用过程中,为了保证其运动精度和稳定性,需要对其旋转中心进行标定。标定的目的是确定机械手旋转中心的精确位置,从而确保在执行各种任务时,机械手能够准确地到达预定位置。

3.标定步骤详解

机械手旋转中心标定的具体步骤如下:

(1)准备工作:首先,需要确保机械手处于停止状态,并断开电源。同时,准备标定工具,如卡尺、角度计等。

(2)找到旋转中心:根据机械手的结构,找到其旋转中心的位置。通常,旋转中心位于机械手的基座或底座上。

(3)测量距离:使用卡尺等工具,测量旋转中心到某一固定点的距离,如机械手的底座或安装架。

(4)计算角度:根据测量的距离和旋转中心的位置,计算出旋转中心与固定点之间的角度。可以使用角度计或其他计算工具进行计算。

(5)记录数据:将计算得到的距离和角度数据记录在表格或电脑文件中,以备后续使用。

4.注意事项与结论

在进行机械手旋转中心标定时,应注意以下几点:

(1)确保标定环境的安全,避免机械手误操作导致的人身伤害或设备损坏。

(2)标定过程中,应尽量减小误差,提高标定数据的准确性。

(3)标定完成后,应将标定数据妥善保存,以便在需要时进行查阅。

矩形框旋转平移 算法 -回复

矩形框旋转平移 算法 -回复

矩形框旋转平移算法-回复

矩形框旋转平移算法是一种用于在平面上进行图形变换的算法。该算法可以将矩形框绕指定的旋转中心点旋转,并且可以在平面上进行平移。本文将一步一步回答关于矩形框旋转平移算法的问题,详细解释算法的原理和实现步骤。

首先,让我们来介绍一下矩形框的基本概念和属性。一个矩形框由四个角坐标定义,这些角坐标可以表示矩形框的位置和大小。我们可以用左下角和右上角的坐标来表示一个矩形框,或者用中心点坐标和宽度高度来表示。无论用哪种方式,当我们对矩形框进行旋转和平移时,都需要考虑到这些属性。

那么,让我们来谈谈矩形框旋转的原理和算法。要想对矩形框进行旋转,我们需要指定旋转角度和旋转中心点。旋转角度表示顺时针旋转的角度,可以是以弧度表示的实数值。旋转中心点则是矩形框旋转的中心位置,可以是任何坐标点。

在实际应用中,我们通常将矩形框的中心点作为旋转中心点。接下来,我们来讨论一下矩形框旋转的实现步骤。

步骤1:计算旋转中心相对于矩形框的坐标。我们可以通过将矩形框的中心点坐标减去旋转中心点坐标来得到相对坐标。这样,我们就可以把旋转

中心点作为坐标系的原点,更好地进行后续计算。

步骤2:将矩形框的四个角点坐标转换为相对于旋转中心的坐标。我们可以通过在步骤1计算得到的中心坐标基础上,利用几何变换的公式将角点坐标转换为相对坐标。这样,矩形框的旋转就变成了对这四个角点坐标的旋转。

步骤3:根据旋转角度,计算新的相对坐标。旋转矩阵是用来描述旋转变换的数学工具,可以将平面上的点绕旋转中心点进行旋转。通过使用旋转矩阵,我们可以计算得到新的相对坐标。注意,这里的相对坐标是指相对于旋转中心点的坐标。

机器视觉旋转中心三点算法__概述说明以及解释

机器视觉旋转中心三点算法__概述说明以及解释

机器视觉旋转中心三点算法概述说明以及解释

1. 引言

1.1 概述

机器视觉是计算机科学和工程技术领域中的一个重要研究分支,它通过模拟人类视觉系统来使计算机能够感知和理解图像或视频。机器视觉旋转中心三点算法是这一领域中的一种重要算法,它主要用于确定图像或视频中物体的旋转中心,进而实现对物体的定位和姿态识别。

在传统的机器视觉旋转中心算法中,常常需要使用多个标定点或复杂的标定板来进行标定,从而得到旋转参数。然而,在真实应用中获取准确且稳定的标定数据并不容易,因此亟需一种简化且可靠的方法来解决这个问题。机器视觉旋转中心三点算法就是为了满足这一需求而提出的新方法。

1.2 文章结构

本文将围绕着机器视觉旋转中心三点算法展开讨论。首先,在第二部分将介绍该算法的原理、步骤以及应用场景;接下来,在第三部分将对该算法进行概述说明,包括介绍什么是机器视觉旋转中心三点算法、算法的背景与意义以及算法的特点与优势;然后,在第四部分将详细解释算法的具体实现细节、关键步骤和思路,并通过实例演示和案例分析对其进行进一步说明;最后,在第五部分中将对整篇

文章进行结论总结,并展望未来该领域的研究方向和发展趋势。

1.3 目的

机器视觉旋转中心三点算法在工业生产、医学影像、智能安防等领域具有广泛应用前景。本文旨在提供一个全面的概述,以便读者可以更深入地理解该算法的原理和应用,并为相关领域的研究人员和工程师提供参考和启发。通过本文,我们希望能够促进机器视觉旋转中心三点算法在实际应用中的推广和发展,从而进一步推动机器视觉技术的发展和创新。

旋转的计算与证明

旋转的计算与证明

旋转的计算与证明

旋转是几何学中非常重要的一个概念,它可以用来描述物体绕一些中心轴或中心点旋转的过程。在计算与证明旋转相关的问题时,我们需要使用到一系列的数学工具和方法。本文将从旋转的定义开始,逐步介绍旋转的计算与证明过程。

旋转的定义

旋转可以定义为平面上一个点或一个物体绕一些中心点或中心轴旋转的过程。旋转可以使点或物体的位置、形状或方向发生变化。旋转可以分为顺时针旋转和逆时针旋转两种。

旋转的中心

旋转的中心可以是平面上的一个点或一个物体。以点为中心进行旋转时,可以通过计算旋转中心与待旋转点之间的距离和角度来确定旋转后的新位置。以物体为中心进行旋转时,可以通过计算物体自身的几何信息(例如边界点、顶点等)和旋转角度来确定旋转后的新形状。

旋转的角度

旋转的角度通常用弧度来表示。弧度是一种角度的计量单位,定义为角度所对应的弧长与半径的比值。旋转的角度可以是正值、负值或零。

旋转的方向

旋转的方向可以是顺时针或逆时针。顺时针旋转是指从从正方向看旋转的物体顺时针方向旋转;逆时针旋转是指从从正方向看旋转的物体逆时针方向旋转。在计算旋转时,需要根据具体的问题条件确定旋转的方向。

点的旋转是指一个点绕旋转中心进行旋转。点的旋转可以通过以下公式进行计算:

x' = x * cos(θ) - y * sin(θ)

y' = x * sin(θ) + y * cos(θ)

其中,(x,y)为原始点的坐标,(x',y')为旋转后点的坐标,θ为旋转角度。

物体的旋转是指一个物体绕旋转中心进行旋转。物体的旋转可以通过以下步骤进行计算:

九年级上册旋转知识点笔记

九年级上册旋转知识点笔记

九年级上册旋转知识点笔记

旋转是几何学中一种基本的变换形式,它围绕一个中心点,将

图形按照一定角度进行旋转。在九年级上册数学课程中,旋转是

一个重要的知识点,本文将对九年级上册旋转相关的知识进行笔

记总结。

一、旋转的基本概念

旋转是平面几何中一种常见的变换形式,它将图形绕一个中心

点按照一定角度进行旋转。旋转可以保持图形的大小和形状不变,只是改变了位置和方向。在旋转变换中,中心点称为旋转中心,

旋转角度可以是正值或负值,正值表示逆时针旋转,负值表示顺

时针旋转。

二、旋转的形式和表示方法

1. 点的旋转:给定一个点P(x, y),绕旋转中心O旋转α角度后,得到新的点P'(x', y')。点的旋转可以使用坐标变换的方法进行计算,旋转公式如下:

x' = (x - ox) * cosα - (y - oy) * sinα + ox

y' = (x - ox) * sinα + (y - oy) * cosα + oy

其中,(ox, oy)为旋转中心的坐标,α为旋转角度。

2. 图形的旋转:对于一个图形,可以先将图形上的各个点进行

旋转,然后根据旋转后的新坐标重新绘制图形。在绘制旋转后的

图形时,可以通过连接两个相对应的旋转后的点,或者通过绘制

图形的边界进行。

三、旋转的性质与应用

1. 旋转的性质:

(1)旋转是一个等距变换,即旋转前后的点之间的距离不变。

(2)旋转会改变点的坐标,但保持图形的大小和形状不变。

(3)旋转与角度有关,旋转的角度越大,旋转后的图形与旋

转前的图形之间的差异越大。

2. 旋转的应用:

(1)在日常生活中,旋转被广泛应用于设计、建筑、工程等

初一三角形旋转题解题技巧

初一三角形旋转题解题技巧

初一三角形旋转题解题技巧

初一数学中,三角形旋转是一个常见的题型。在解决这类问题时,我们需要掌握一些技巧,下面就来一起学习一下。

首先,我们需要了解一个概念:旋转中心。旋转中心就是三角形绕着旋转中心旋转,由于旋转后三角形的形状不变,因此我们可以从一个角度去解决旋转后的三角形问题。

其次,我们需要掌握旋转角度的计算方法。通常旋转角度都是90度、180度和270度。当旋转角度为90度时,我们可以将旋转中心设在三角形某个角上,并将另外两个点分别旋转90度,得到的三角形仍然与原来的三角形相似,只是位置不同。当旋转角度为180度时,我们可以将旋转中心设在三角形某个边的中点上,并将另外两个点分别旋转180度,得到的三角形与原来的三角形完全重合。当旋转角度为270度时,我们可以将旋转中心设在三角形某个角上,并将另外两个点分别旋转270度,得到的三角形仍然与原来的三角形相似,只是位置不同。

最后,我们需要掌握旋转后坐标的计算方法。当旋转角度为90度时,我们可以通过将点坐标交换并取相反数得到旋转后的坐标。当旋转角度为180度时,我们可以通过将点坐标取相反数得到旋转后的坐标。当旋转角度为270度时,我们可以通过将点坐标交换并取相反数得到

旋转后的坐标。

综上所述,初一三角形旋转题解题技巧包括了掌握旋转中心、旋转角度的计算方法以及旋转后坐标的计算方法。只要掌握了这些技巧,我们就可以轻松解决这类问题。

初中几何旋转解题技巧

初中几何旋转解题技巧

初中几何旋转解题技巧

引言

几何学作为数学的一个重要分支,是初中数学教育中不可或缺的一部分。而在几何学中,旋转是一种常见的变换方式。通过旋转,我们可以改变图形的位置、形状和方向,从而解决与旋转相关的问题。本文将介绍初中几何中常见的旋转解题技巧。

什么是旋转

在几何学中,旋转是指将一个图形绕着某个点或某条线进行转动,使得图形保持形状不变但位置发生改变的操作。我们可以通过角度来描述旋转的程度,常用单位为度(°)或弧度(rad)。

旋转解题技巧

1. 确定旋转中心

在解决旋转问题时,首先需要确定一个旋转中心。这个中心可以是图形内部的一个点,也可以是图形外部的一个点。根据问题给出的条件来选择合适的旋转中心。

2. 确定旋转方向

确定了旋转中心后,接下来需要确定旋转方向。根据问题描述和图形特点来判断顺时针还是逆时针方向进行旋转。

3. 确定旋转角度

旋转角度是解决旋转问题的关键。根据问题给出的条件,确定旋转角度。常见的旋转角度有90°、180°和360°等。

4. 应用旋转公式

在确定了旋转中心、旋转方向和旋转角度后,我们可以根据几何学中的旋转公式来解题。以下是常见的几个旋转公式:

•绕原点逆时针旋转θ°:对于坐标(x, y),其逆时针旋转θ°后的新坐标为(x cosθ - y sinθ, x sinθ + y cosθ)。

•绕原点顺时针旋转θ°:对于坐标(x, y),其顺时针旋转θ°后的新坐标为(x cosθ + y sinθ, -x sinθ + y cosθ)。

•绕任意点逆时针旋转θ°:先将图形平移使得旋转中心位于原点,然后按照绕原点逆时针旋转的方式计算新坐标,最后再将图形平移回原来位置。

三角形的旋转与角度计算

三角形的旋转与角度计算

三角形的旋转与角度计算

三角形是几何学中的基本图形之一,它由三个边和三个角组成。在实际应用中,我们经常需要进行三角形的旋转和角度计算,以满足不同的需求。本文将探讨三角形旋转的概念和方法,并介绍如何计算旋转后的角度。

一、三角形的旋转概念

三角形的旋转是指将整个三角形绕一个旋转中心按一定角度旋转,从而得到新的三角形位置和形状的过程。旋转可以是顺时针或逆时针方向的,旋转中心可以是三角形的顶点、质心或其他点。

二、三角形的旋转方法

1. 绕顶点旋转

当我们以三角形的某个顶点为中心进行旋转时,可以通过以下步骤来完成:

(1)确定旋转中心,即选择一个顶点作为旋转中心;

(2)确定旋转角度,即要把三角形旋转多少度;

(3)按照选择的顶点为中心和确定的旋转角度,计算出旋转后的每个顶点的坐标。

2. 绕质心旋转

三角形的质心是三条中线的交点,将质心作为旋转中心进行旋转,可以通过以下步骤来完成:

(1)计算出三角形的质心坐标;

(2)确定旋转角度,即要把三角形旋转多少度;

(3)按照质心为中心和确定的旋转角度,计算出旋转后的每个顶点的坐标。

3. 绕其他点旋转

除了顶点和质心外,我们还可以选择其他点作为旋转中心。具体的旋转方法如下:

(1)确定旋转中心,即选择一个非顶点、非质心的点作为旋转中心;

(2)确定旋转角度,即要把三角形旋转多少度;

(3)按照选择的旋转中心和确定的旋转角度,计算出旋转后的每个顶点的坐标。

三、角度计算

在进行三角形旋转的过程中,我们还需要计算旋转后的角度。角度计算可以通过以下步骤来进行:

(1)确定顶点的坐标变化;

(2)利用向量叉积的性质来计算旋转角度。

七年级数学角的旋转压轴题

七年级数学角的旋转压轴题

七年级数学角的旋转压轴题

摘要:

1.题目背景

2.题目解析

3.解题思路

4.典型例题解析

5.总结

正文:

【1.题目背景】

七年级数学角的旋转压轴题,主要是针对初中生角的旋转概念的理解和运用能力的考查。在数学学习中,旋转是一个重要的几何变换概念,掌握好角的旋转,有助于培养学生的空间想象能力和逻辑思维能力。此题作为压轴题,难度相对较大,需要学生对角的旋转有一定的理解和解题技巧。

【2.题目解析】

题目通常会给定一个图形,要求通过角的旋转,将图形变换到另一个位置。这类题目主要考察学生对旋转中心的确定、旋转方向的判断以及旋转角度的计算。在解题过程中,需要注意旋转前后图形的对应关系,特别是旋转过程中的重合点。

【3.解题思路】

1) 确定旋转中心:观察题目给出的图形,找到旋转中心,通常是图形的某个顶点。

2) 判断旋转方向:根据题目要求,判断旋转方向是顺时针还是逆时针。

3) 计算旋转角度:观察旋转前后图形的对应关系,计算旋转角度。

4) 进行旋转:根据旋转中心、旋转方向和旋转角度,将图形旋转到目标位置。

5) 验证答案:将旋转后的图形与题目要求的图形进行比较,验证答案的正确性。

【4.典型例题解析】

例题:如图,已知线段AB=3,线段AC=4,线段BC=5,求角度BAC 的度数。

解:通过勾股定理可知,三角形ABC 是一个直角三角形,∠BAC=90°。因此,角度BAC 的度数为90°。

【5.总结】

七年级数学角的旋转压轴题,主要考查学生对角的旋转概念的理解和解题技巧。在解题过程中,要注重旋转中心的确定、旋转方向的判断以及旋转角度的计算。

三角形角度旋转问题数学七年级下册

三角形角度旋转问题数学七年级下册

三角形角度旋转问题数学七年级下册

在数学七年级下册中,有关三角形角度旋转的问题主要包括以下几个方面:

1. 三角形角度和问题:学生需要计算给定三角形的三个角度之和。根据三角形内角和定理,三个角的和始终为180度。

2. 三角形旋转问题:学生需要根据给定的旋转角度和旋转中心,计算经过旋转后的三角形各个顶点的坐标。通过旋转公式和坐标变换,解决问题。

3. 判断三角形相似问题:学生需要根据给定的图形信息,判断两个三角形是否相似。相似的三角形具有相等的对应角和对应边的比例关系。

4. 利用三角形相似问题:学生需要利用相似三角形的性质,解决一些实际问题。例如,通过测量阴影的长度和高度,可以计算出高楼的实际高度。

以上是数学七年级下册关于三角形角度旋转问题的一些例子,具体的难度和题型会根据教材的不同而有所变化。建议学生通过反复练习,掌握相关的概念和解题方法。

《荡秋千》教学反思

《荡秋千》教学反思

《荡秋千》教学反思

一、教学内容

本节课的教学内容来自小学数学教材《数学》四年级下册第五章《图形的变化》中的第二节《旋转》。具体内容包括:旋转的定义、旋转中心、旋转方向、旋转角度等。

二、教学目标

1. 让学生理解旋转的概念,掌握旋转的基本性质。

2. 培养学生运用旋转知识解决实际问题的能力。

3. 培养学生的观察能力、动手操作能力和团队协作能力。

三、教学难点与重点

重点:旋转的定义、旋转中心、旋转方向、旋转角度。

难点:如何确定旋转中心,如何计算旋转角度。

四、教具与学具准备

教具:多媒体课件、旋转演示仪、卡片。

学具:旋转卡片、直尺、量角器、彩色笔。

五、教学过程

1. 实践情景引入:让学生观察教室里的电风扇、电视等物品,了解它们是如何旋转的。

2. 新课导入:讲解旋转的定义,引导学生理解旋转的概念。

3. 知识讲解:讲解旋转中心、旋转方向、旋转角度,并通过示例进行演示。

4. 随堂练习:让学生运用旋转知识,解决实际问题。

5. 小组讨论:让学生分组讨论,分享彼此的学习心得和解决问题的方法。

7. 课后作业:布置相关作业,巩固所学知识。

六、板书设计

板书内容:旋转的定义、旋转中心、旋转方向、旋转角度。

七、作业设计

1. 作业题目:请用彩色笔绘制一个旋转后的图形,并标注出旋转中心、旋转方向和旋转角度。

2. 作业答案:见附录。

八、课后反思及拓展延伸

本节课通过实践情景引入,让学生观察教室里的物品,了解它们是如何旋转的。在教学过程中,注重知识的讲解和学生的动手操作,使学生更好地理解和掌握旋转知识。同时,通过小组讨论,让学生分享彼此的学习心得,提高学生的团队协作能力。

旋转概念教案:帮助孩子们轻松掌握数学旋转知识

旋转概念教案:帮助孩子们轻松掌握数学旋转知识

旋转概念教案:帮助孩子们轻松掌握数学旋转知识帮助孩子们

轻松掌握数学旋转知识

数学中的旋转是指将一个图形沿着一个点或线进行转动,使其成为新的位置。这是一个在实际生活和数学中都非常重要的概念,因此很重要的简单教学方案可以帮助孩子们轻松掌握数学旋转知识。

1.概念介绍:

为了使孩子们理解旋转的基本概念,我们可以从图形的几何特征入手。图形旋转会改变其位置,但不会改变其大小和形状。我们可以通过一些具体的例子来帮助学生理解旋转的概念,比如在平面直角坐标系内,将一个点围绕另一个点旋转90°或180°将会改变其位置,但不会改变其距离或方向。

2.旋转的基础知识:

接下来,我们必须为孩子们介绍几个基本的旋转概念,这些概念是孩子们学习旋转的前提。

基本单位:一个完整的旋转被分为360度,这是我们计算旋转的基本单位。

旋转中心:旋转中心是图形旋转的轴心点,这是几何学中一个非常重要的概念,因为它决定了图形旋转的结果。孩子们需要理解旋转点的位置和重要性,并学会在图形中确定旋转中心的方法。

旋转角度:旋转角度是图形旋转的度数,它是图形沿着中心旋转后的角度。

3.旋转规律:

在教授旋转的基础概念之后,我们必须为孩子们介绍旋转的规律。旋转规律是指一些能够帮助孩子们理解旋转过程和输出的规则。其中一些规律如下:

对称性:旋转后的图形和原始图形之间应该具有对称性。如果孩子们能理解旋转过程中的对称性,他们就能够更好地理解旋转的本质。

旋转角度之和:在一些旋转问题中,旋转角度之和应该等于360度。

旋转能力:孩子们还需要掌握一些基本的旋转能力,比如如何旋转图形和如何计算旋转的角度。

旋转盘中心计算公式

旋转盘中心计算公式

旋转盘中心计算公式

旋转盘是一种常见的机械装置,它通过旋转来实现各种功能,比如用于测量角度、控制机械运动等。在工程和物理学中,我们经常需要计算旋转盘中心的位置和速度,以便设计和分析各种机械系统。本文将介绍旋转盘中心的计算公式及其应用。

首先,我们来看一下旋转盘的基本结构和运动规律。旋转盘通常由一个固定的

中心轴和一个围绕中心轴旋转的圆盘组成。圆盘上通常有一些标记或刻度,用于测量旋转角度。当圆盘绕中心轴旋转时,我们可以用角度来描述它的位置,通常用弧度来表示。此外,我们还可以用时间来描述旋转盘的运动,从而得到旋转盘中心的速度和加速度。

旋转盘中心的位置可以用以下公式来计算:

\[ x = r \cdot cos(\theta) \]

\[ y = r \cdot sin(\theta) \]

其中,\( x \) 和 \( y \) 分别表示旋转盘中心的横纵坐标,\( r \) 表示旋转盘的半径,\( \theta \) 表示旋转角度。这两个公式描述了旋转盘中心在平面直角坐标系中

的位置,通过给定旋转角度和半径,我们可以计算出旋转盘中心的具体位置。

除了位置,我们还可以计算旋转盘中心的速度和加速度。旋转盘中心的速度可

以用以下公式来计算:

\[ v = r \cdot \omega \]

其中,\( v \) 表示旋转盘中心的速度,\( \omega \) 表示旋转盘的角速度。这个

公式告诉我们,旋转盘中心的速度与旋转盘的半径和角速度成正比,通过给定这两个参数,我们可以计算出旋转盘中心的速度。

旋转盘中心的加速度可以用以下公式来计算:

旋转中心和旋转角的定义

旋转中心和旋转角的定义

旋转中心和旋转角的定义

1. 引言

旋转中心和旋转角是描述物体旋转运动的重要概念。在物理学和工程学中,我们经常遇到需要描述物体围绕某个轴心旋转的情况。旋转中心是指物体围绕的轴心或旋转点,而旋转角则是描述物体旋转的角度。本文将深入探讨旋转中心和旋转角的定义及其应用。

2. 旋转中心的定义

旋转中心是指物体在旋转过程中固定不变的点或轴心。当物体绕某个轴心旋转时,旋转中心就是该轴心所在的点。旋转中心可以是实际存在的物体上的点,也可以是虚拟的点。在物理学中,我们通常假设物体是刚体,即物体的各个点在旋转过程中的相对位置保持不变。因此,物体的旋转中心可以看作是整个物体的旋转中心。

3. 旋转角的定义

旋转角是描述物体旋转程度的角度量。当物体绕某个轴心旋转时,我们可以通过测量物体上某一点的位置变化来计算旋转角。旋转角的单位通常是弧度(rad)或角度(°)。在物理学中,我们常用弧度来描述旋转角,因为弧度是与圆周率(π)相关的单位,更加直观和方便进行计算。

4. 旋转中心和旋转角的关系

旋转中心和旋转角是密切相关的。当物体绕某个轴心旋转时,旋转中心是固定不变的,而旋转角则是描述物体旋转程度的量。旋转中心可以是任意点,而旋转角则是由旋转中心到物体上某一点的连线与某一参考方向之间的夹角。旋转角的正负取决于旋转方向,即逆时针旋转为正角度,顺时针旋转为负角度。

5. 旋转中心和旋转角的应用

旋转中心和旋转角在物理学和工程学中有着广泛的应用。以下是一些常见的应用场景:

5.1 机械工程

在机械工程中,旋转中心和旋转角常常用于描述机械零件的旋转运动。例如,齿轮传动中的齿轮绕轴心旋转,旋转中心就是轴心所在的点,而旋转角则是齿轮旋转的角度。通过对旋转中心和旋转角的研究,可以优化机械零件的设计和运动控制。

多边形的对称轴和旋转中心的计算

多边形的对称轴和旋转中心的计算

多边形的对称轴和旋转中心的计算对称轴和旋转中心是研究几何图形中的重要概念,它们在多边形中具有重要作用。在本文中,我们将讨论如何计算多边形的对称轴和旋转中心。

对称轴是指能够将图形分为两部分互为镜像的轴线。它是多边形中对称性的一种体现。在计算对称轴时,我们可以利用多边形的性质进行推导。

首先,我们需要明确对称轴的性质。多边形的对称轴可以是一条直线或是由多条线段相互组成的曲线。为了方便计算,我们着重讨论直线对称轴的情况。

考虑一个任意的多边形,设多边形有n条边。如果多边形有一个对称轴,那么这条轴线将使得多边形中的每条边与其对称。根据这个性质,我们可以得出以下结论:

1. 如果多边形的边数n为偶数,那么对称轴的个数为n/2;

2. 如果多边形的边数n为奇数,那么对称轴的个数为(n+1)/2。

可以看出,多边形的对称轴数量与边数之间存在一定的关系。对称轴的计算可以通过遍历多边形的边,根据对称性来确定。

接下来,我们将讨论多边形的旋转中心的计算。旋转中心是指将图形旋转一定角度后,使得旋转后的图形与原图形重合的点。旋转中心也是多边形的一个重要性质。

与对称轴类似,旋转中心的计算也需要考虑多边形的性质。我们知道,对于任意的正多边形,旋转中心将位于多边形的中心点。但是对

于一般的多边形来说,计算旋转中心需要根据具体情况进行推导。

假设我们已经获得了对称轴的信息,我们可以通过以下步骤计算旋

转中心:

1. 首先,我们选择两条对称轴。由于对称轴是互相对称的,我们选

择的两条轴应该具有一定的距离,并且将多边形分为等分。

2. 假设我们选择的两条轴分别为l1和l2。我们通过延长l1和l2,

基于统计平均的旋转中心确定方法

基于统计平均的旋转中心确定方法

基于统计平均的旋转中心确定方法

刘欢; 陈俊彪; 宋小鹏; 周冲; 赵爱玲; 刘祎; 桂志国

【期刊名称】《《测试技术学报》》

【年(卷),期】2019(033)006

【总页数】5页(P498-502)

【关键词】CT重建; 旋转中心; 对称性; 统计平均; 扇束扫描

【作者】刘欢; 陈俊彪; 宋小鹏; 周冲; 赵爱玲; 刘祎; 桂志国

【作者单位】中北大学生物医学成像与影像大数据重点实验室山西太原 030051; 中国兵器工业试验测试研究院陕西华阴 714200

【正文语种】中文

【中图分类】TP206+.3

0 引言

工业计算机断层扫描(Industry Computed Tomography,ICT)是当今无损检测中的一种重要技术手段,自从Housfield发明第一台CT成像系统开始,CT成像便登上了历史舞台,随着社会的发展,CT在医学、工业、军事上取得了重要应用,如检查病人身体状况,检测器件的内部缺陷等等.而在一个CT重建系统中,旋转中心(Center of Rotation,COR)是一个十分重要的参数,它需要得到高精度的测量,旋转中心一旦发生微小的偏移便会使得重建出来的图像产生伪影,影响图像的重建结果.因此旋转中心(COR)的准确定位与否直接影响到CT重建结果图像的好坏.

目前对旋转中心(COR)的确定分为两类情况,一类是针对平行束扫描重建的方法,另一类是针对扇束扫描重建的方法.对平行束扫描的COR确定方法有线模扫描法[1],对称投影相关法[1],图像配准方法[2],重心法[1-3],迭代法[3]等等.但从第3代CT系统开始,平行束扫描方式由于其操作和时间的复杂性便逐渐被淘汰了,在实际应用中主要是基于扇束扫描的方式,锥束其实也可以归为扇束一类,因此一般能用于扇束的方法,也可用于锥束.刘通[4]讲述了3种针对扇束扫描的COR确定方法,分别为正弦图中心法,相对角方法和迭代法.正弦图中心法要求射线源与旋转中心的连线垂直于探测器,而在实际中当探测器发生一定角度的偏转,就很难确定物体某一位置在投影图中对应的正弦线,因此此方法会有较大的误差.相对角方法是基于旋转中心在不同角度投影下的投影位置始终在相同的位置.迭代法由于算法的复杂性,因此运行时间过长;李保磊[5]提出OAMM通过将相差180°的投影图像进行相减取绝对值然后相加再取平均,找出最小值出现的位置即为旋转中心的位置,但此方法精度只能达到像素级,如要达到亚像素级,需要提前对投影图像进行插值运算,因此计算量也较大,同时当投影图像受到椒盐噪声的影响时,此方法会产生很大的误差甚至失效;杨民提出的CCM[6-7]方法通过对应投影的相关性得到旋转中心的位置,但此方法需要提前将扇束投影转化为平行束投影,最后需要平移像素进行相关性运算.因此此方法运算量很大,消耗时间长,同时当存在椒盐噪声时会影响到投影的相关性,从而导致旋转中心确定不精确.

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P1 P0
P2 Φ
Φ
Θ
研究二-計算圓心2
式(1-3)
P 2Y RcY P1Y RcY sin sin r r sin sin P 2Y P1Y 2 2r P 2Y P1Y cos sin 2r P 2Y P1Y cos 2r sin P 2Y P1Y arc cos 2r sin
sin sin cos cos 2 sin sin cos sin 2
sin
P 2Y RcY 1 r P 2 X RcX cos 2 r P1Y RcY sin 3 r P1X RcX cos 4 r
*不適用第三、四象限,因Sin、Cos並沒有辦法分別出第三、四象限的結果
RotateCenterDiff radius_Diff θ_Diff X(mm) Y(mm) (mm) (Degree) -0.003 0 0.002 -0.001 0.006 -0.002 -0.002 0.005 0 -0.006 0.006 0 0 0.006 -0.006 0.002 -0.007 0.001 -0.006 -0.001
P2 Φ Rc
Φ/2
P1
正弦定理
a b c 2R sin A sin B sin C
P0
Φ
P0 P1 r 2 sin(90) sin 2 P0 P1 r 2 Sin

2
P0P1與P0P2個別求出r後,將其相加除以二,可以讓量測誤差均差,減少誤差
研究二-計算圓心1
利用半徑r並搭配三角函數『積化和差』恆等式求出圓心
A
移動距離
已知:
範例: 馬達每轉分割D:10000 螺距R:10mm L=300mm 需要轉動角度A:5° 解: 每pulse:0.001mm 移動距離=tan(5)*L=26.247 B(pulse)=26.247/0.001 =26247pulse
研究二-如何從限制行程中推算旋轉中心
使用三點求圓方法?
使用Visio 產生實際座 標檔共計9 組進行驗證
第1組(27) 166.825,214.049 168.515,210.505 164.951,217.5
(100,180)
第6組(-160) 29.523,154.348 28.277,158.072 30.962,150.695 第7組(-125) 56.981,118.563 53.825,120.899 60.256,116.396
第4組(117) 65.950,246.825 69.494,248.515 62.5,244.951 第5組(150) 35.048,217.5 37.099,220.847 33.174,214.049 第3組(90) 100,255 103.925,254.897 96.074,254.897 第2組(65) 131.696,247.973 135.210,246.221 128.095,249.538
任三點可以求圓公式
如任一座標有些微誤差時會造 成非常大的偏差
研究二-使用到定理
使用『正弦定理』與『積化和差』準確求出旋轉中心
研究二-計算圓半徑
首先求出圓半徑
P1
P0 P1 2
P0
已知: P0:Base P1:Minus P2:Plus Rc:Rotate Center Φ:Rotate Angle 求 r:radius
以上兩方法均可求出Θ,將Θ帶入式1、2(或3、4)可得圓心座標
RcX P 2 X cos * r RcY P 2Y sin * r
RcX P1X cos * r RcY P1Y sin * r
研究二-驗證1產生數據
A few Angle to Calculate Rotate Center RealRotateCenter Report By Ray 2012/12/5 Data Time Original_Data(Unit:mm) 100 180 RealRadius 75 Point_Base Point_Minus Point_Plus Cal_RotateCenter RotateCenterDiff θ Cal_θ radius radius_Diff θ_Diff X Y X Y X Y X Y X Y 166.825 214.049 168.515 210.505 164.951 217.5 27 99.997 180 26.999 75.002 -0.003 0 0.002 -0.001 131.696 247.973 135.21 246.221 128.095 249.538 65 100.006 179.998 65.005 74.998 0.006 -0.002 -0.002 0.005 100 255 103.925 254.897 96.074 254.897 90 100 179.994 90 75.006 0 -0.006 0.006 0 65.95 246.825 69.494 248.515 62.5 244.951 117 100 180.006 117.002 74.994 0 0.006 -0.006 0.002 35.048 217.5 37.099 220.847 33.174 214.049 150 99.993 180.001 149.999 74.994 -0.007 0.001 -0.006 -0.001 29.523 154.348 28.277 158.072 30.962 150.695 -160 102.685 128.767 160 75 2.685 -51.233 0 320 56.981 118.563 53.825 120.899 60.256 116.396 -125 106.433 57.292 125 75.004 6.433 -122.708 0.004 250 138.627 115.712 135.21 113.778 141.939 117.822 -59 106.721 51.602 58.995 75.003 6.721 -128.398 0.003 117.995 165.596 143.639 163.603 140.256 167.409 147.122 -29 103.806 107.377 29.001 74.999 3.806 -72.623 -0.001 58.001
– – – – – 使用到定理 計算圓半徑 計算圓心 驗證 結論
• 參考資料 • Q& A
前言一 • 歐幾里得約於前300年寫成《幾何原本》 • 《幾何原本》(希臘語:Στοιχεῖα)是古希臘數學家歐幾 里得所著的一部數學著作,共13卷。這本著作是現代數學 的基礎,在西方是僅次於《聖經》而流傳最廣的書籍。 畢達哥拉斯
小角度計算旋轉中心
下列人物,在他們的生平事跡中,有甚麼共通之處?
阿基米德(Archimedes; B.C. 287212)
槓桿原理、浮力理論
林肯 (Lincoln; 1809 1865)
第16任總統
羅素(Russell; 1872 1970)
英國哲學家 獲得諾貝爾文學獎
清聖祖 康熙(1654 1722) 高斯(Gauss; 1777 1855)
最小平方法、高斯分布
Hale Waihona Puke Baidu
下列人物,在他們的生平事跡中,有甚麼共通之處?
原來他們在年青的時候,都曾經閱 讀過一本數學經典鉅著:《幾何原 本》。
「如果歐幾里得未能激 起你少年時代的熱情, 那麼你就不是一個天才 的科學家了。」 ~~愛因斯坦
Outline
• • • •
前言 緣起 研究一-如何換算馬達轉動與角度關係 研究二-如何從限制行程中推算旋轉中心
第9組(-29) 165.596,143.639 163.603,140.256 167.409,147.122
第8組(-59) 138.627,115.712 135.210,113.778 141.939,117.822
研究二-驗證2-計算座標
將九組資料帶入後傳回結果進行分析
Quadrant Ⅰ Y_Axis Ⅱ Ⅲ Ⅳ
緣起-CLSM專案
緣起-CLSM專案 • 研究一
– 如何換算馬達轉動與角度關係
• 研究二
– 如何從限制行程中推算旋轉中心
研究一-如何換算馬達轉動與角度關係
L
馬達每轉分割數 D(pulse) 螺桿螺距 R(mm) 圓心與螺桿軸心 L(mm) 求: 需求轉動角度A(Degree)換算成轉動B(pulse) 解: 每pulse移動距離:R/D 需要轉動角度A: tan(A)=移動距離/L 移動距離=tan(A)*L 需要馬達轉動B: B=tan(A)*L/(R/D)=tan(A)*L*D/R
式(4-2)
P1X RcX P 2 X RcX r r cos cos P1X P 2 X 2 2r P1X P 2 X sin sin 2r P1X P 2 X sin 2r sin P1X P 2 X arcsin 2r sin cos cos
在符合第一、二象限條件下,軟體驗證旋轉中心誤差在0.01mm以下
研究二-驗證3-比較兩種方法差異
測試如果量測點發生量測誤差時兩種方法造成的效益比較 OriginalData 誤差分析 Point_Minus 正弦+積化和差(誤差) 三點求圓(誤差) Y X_shift Y_shift X Y Radius X Y Radius 210.505 0 0 -0.003 0 0.002 0.184 0.095 -0.207 210.505 0.05 0 0.021 -0.456 0.21 -18.344 -9.966 20.87 210.505 0.1 0 0.045 -0.916 0.423 -50.669 -27.519 57.647 210.505 -0.05 0 -0.027 0.449 -0.201 12.19 6.615 -13.864 210.505 -0.1 0 -0.05 0.891 -0.399 20.598 11.181 -23.426 210.555 0 0.05 0.473 0.036 -0.428 -7.154 -3.889 8.14 210.605 0 0.1 0.95 0.071 -0.857 -16.719 -9.084 19.022 210.455 0 -0.05 -0.48 -0.038 0.434 5.991 3.249 -6.813 210.405 0 -0.1 -0.956 -0.077 0.866 10.697 5.804 -12.166 210.555 0.05 0.05 0.497 -0.422 -0.218 -31.21 -16.952 35.508 210.605 0.1 0.1 0.998 -0.856 -0.427 -123.09 -66.846 140.053 210.455 -0.05 -0.05 -0.503 0.408 0.233 16.019 8.694 -18.218 210.405 -0.1 -0.1 -1.002 0.804 0.475 25.556 13.873 -29.063
塞瓦定理 梅涅勞斯定理 托勒密定理 海倫公式 九點圓 勾股定理
前言二
李奧納多· 達文西[1](義大利文:Leonardo da Vinci,1452年4月15日-1519年5月2日) 關於人體比例的作品──《維特魯威人》
建築師維特魯維Vitruvius[1]在 《論建築 De architectura》書中 指出 你若分開雙腳讓身高降低14分之1, 然後抬舉雙臂,中指指尖跟頭頂位 於同1水平高度,伸展的4肢前端 會恰好位於以肚臍為圓心的圓周上, 兩腳岔開的空間則構成1個等邊3 角形。而1個人平舉兩臂的寬度恰 好等於其身高。
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