Оцените кручение для дискретной кривой с помощью четырех точек

Кривизну дискретной пространственной кривой можно рассчитать, используя 3 последовательные точки, можно рассчитать с помощью кривизны Менгера (см. https://en.wikipedia.org/wiki/Menger_curvature и Рассчитать кривизну для 3 точки (x,y)).

Мой вопрос: существует ли аналогичная явная формула для кручения (https://en.wikipedia.org/wiki/Torsion_of_a_curve или ), используя четыре последовательных точки?

Если не явная формула, кто-нибудь знает алгоритм/пакет для ее вычисления? Я работаю на питоне, но подойдет что угодно.

Я могу представить основные шаги. Два последовательных вектора определяют плоскость, и, таким образом, 3 последовательных вектора определяют две плоскости. Изменение угла между нормалями плоскости пропорционально кручению. Но мне нужна точная формула с расчетным скручиванием, имеющим правильную размерность 1/длина ^ 2.


person ap21    schedule 06.09.2018    source источник
comment
Пожалуйста, не делайте перекрестных сообщений (Math.SE вопрос). Mathematics — лучший сайт для того, чтобы задать этот вопрос.   -  person Nico Schertler    schedule 06.09.2018
comment
Я голосую за то, чтобы закрыть этот вопрос как не по теме, потому что это чисто математический вопрос, и он был опубликован.   -  person Nico Schertler    schedule 06.09.2018


Ответы (1)


Имея некоторую параметризацию кривой r(t) (например, длиной цепочки полилиний), можно вычислить три производные по 4 точкам: r', r'', r'''.

Тогда кручение равно:

 v = r' x r''     //(vector product) 
 torsion = (r''' .dot. v) / (v.dot.v)  //.dot. is scalar product
person MBo    schedule 06.09.2018