求解两异面直线间的距离与公垂线方程的方法

求两异面直线间的距离和公垂线方程是空间解析几何中的一个重要内容.虽然在许多教材中给出了求解公式和公式的推导过程,但求解公式很难记忆,且在实际求解过程中计算量也很大,利用推导公式的方法也相当复杂.通过实例,给出了几种求解两异面直线间的距离和公垂线方程较为直观和简单实用的方法.

用高中数学求解异面直线公垂线方程

用高中向量基础知识和待定法可非常方便地得出n(n≥3)维线性空间中异面直线的公垂线方程.若在大学数学教学中挖掘与中学数学的衔接和联系,则可在很大程度上降低大学数学的教学难度.

基于非平行双目结构的三维坐标解算算法

理想情况下,双目立体视觉模型是平行放置的,三维坐标易于解算。但在实际安装摄像机的时候,光轴无法做到平行,标定所得的重投影矩阵和左右图像匹配都存在误差,影响了三维坐标解算精度。针对此种情况,对非平行双目结构三维坐标解算进行了深入的研究。传统的最小二乘法和归一化最小二乘法都是利用求解联立的超定方程组得到最优解,将最优解看作是空间物点的三维坐标,但是它们都没有考虑所建立的超定方程组所代表的几何意义。从几何学角度出发,推导出一种基于异面直线公垂线中点的三维坐标解算公式,通过在无人机平台上测距实验,验证了此方法比最小二乘法和归一化最小二乘法具有更高的精度。

异面直线公垂线的投影阵

讨论异面直线的一个投影阵公式 ,并由此得出异面直线的距离公式为d =|(M1-M2 M2 -M1 M2 -M1) (X1-M2 X2 -M1 M2 -M1) -1(X1-X2 )