g2o -- curve_fit代码解析

2024-03-04 21:04
文章标签 代码 解析 curve fit g2o

本文主要是介绍g2o -- curve_fit代码解析,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

概述

本文介绍通过g2o框架,优化点和曲线的匹配(曲线拟合)。曲线的公式如下所示:

它有三个参数:a, b, lamba。

代码解析

自定义顶点

/*** \brief the params, a, b, and lambda for a * exp(-lambda * t) + b*/
class VertexParams : public g2o::BaseVertex<3, Eigen::Vector3d> { // 它包含三个参数public:EIGEN_MAKE_ALIGNED_OPERATOR_NEW;VertexParams() {}bool read(std::istream& /*is*/) override { return false; }bool write(std::ostream& /*os*/) const override { return false; }void setToOriginImpl() override {} // 设定参数的原始值void oplusImpl(const double* update) override { // 增量更新函数,调整当前参数的值Eigen::Vector3d::ConstMapType v(update); // 构造参数增量_estimate += v;}
};

自定义边

/*** \brief measurement for a point on the curve** Here the measurement is the point which is lies on the curve.* The error function computes the difference between the curve* and the point.*/
class EdgePointOnCurve: public g2o::BaseUnaryEdge<1, Eigen::Vector2d, VertexParams> { // 一条边只含有一个顶点,使用上面定义顶点的数据结构public:EIGEN_MAKE_ALIGNED_OPERATOR_NEWEdgePointOnCurve() {}bool read(std::istream& /*is*/) override {cerr << __PRETTY_FUNCTION__ << " not implemented yet" << endl;return false;}bool write(std::ostream& /*os*/) const override {cerr << __PRETTY_FUNCTION__ << " not implemented yet" << endl;return false;}template <typename T>bool operator()(const T* params, T* error) const { // 误差函数const T& a = params[0];const T& b = params[1];const T& lambda = params[2];T fval = a * exp(-lambda * T(measurement()(0))) + b; // 计算理论值error[0] = fval - measurement()(1); // 和观察值进行比较return true;}G2O_MAKE_AUTO_AD_FUNCTIONS  // use autodiff
};

生成待拟合的点

  // generate random datag2o::Sampler::seedRand();double a = 2.;double b = 0.4;double lambda = 0.2;Eigen::Vector2d* points = new Eigen::Vector2d[numPoints];for (int i = 0; i < numPoints; ++i) {double x = g2o::Sampler::uniformRand(0, 10);double y = a * exp(-lambda * x) + b;// add Gaussian noisey += g2o::Sampler::gaussRand(0, 0.02);points[i].x() = x;points[i].y() = y;}

初始化求解器

  // setup the solverg2o::SparseOptimizer optimizer;optimizer.setVerbose(false);// allocate the solverg2o::OptimizationAlgorithmProperty solverProperty;optimizer.setAlgorithm(g2o::OptimizationAlgorithmFactory::instance()->construct("lm_dense",solverProperty));

添加顶点

在本示例中,只存在一个顶点,就是待优化的参数

  // 1. add the parameter vertexVertexParams* params = new VertexParams();params->setId(0);params->setEstimate(Eigen::Vector3d(1, 1, 1));  // 参数的初始化值optimizer.addVertex(params);

添加边

在本示例中,每一个待拟合点,都对应一条边。也就是一个观察点就是一个观测值。

  // 2. add the points we measured to be on the curvefor (int i = 0; i < numPoints; ++i) {EdgePointOnCurve* e = new EdgePointOnCurve;e->setInformation(Eigen::Matrix<double, 1, 1>::Identity());e->setVertex(0, params);e->setMeasurement(points[i]);optimizer.addEdge(e);}

求解器求解

  optimizer.initializeOptimization();optimizer.setVerbose(verbose);optimizer.optimize(maxIterations); // 最大的迭代次数

结果展示

  // print out the resultcout << "Target curve" << endl;cout << "a * exp(-lambda * x) + b" << endl;cout << "Iterative least squares solution" << endl;cout << "a      = " << params->estimate()(0) << endl;cout << "b      = " << params->estimate()(1) << endl;cout << "lambda = " << params->estimate()(2) << endl;cout << endl;

这篇关于g2o -- curve_fit代码解析的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/774429

相关文章

PostgreSQL的扩展dict_int应用案例解析

《PostgreSQL的扩展dict_int应用案例解析》dict_int扩展为PostgreSQL提供了专业的整数文本处理能力,特别适合需要精确处理数字内容的搜索场景,本文给大家介绍PostgreS... 目录PostgreSQL的扩展dict_int一、扩展概述二、核心功能三、安装与启用四、字典配置方法

深度解析Java DTO(最新推荐)

《深度解析JavaDTO(最新推荐)》DTO(DataTransferObject)是一种用于在不同层(如Controller层、Service层)之间传输数据的对象设计模式,其核心目的是封装数据,... 目录一、什么是DTO?DTO的核心特点:二、为什么需要DTO?(对比Entity)三、实际应用场景解析

深度解析Java项目中包和包之间的联系

《深度解析Java项目中包和包之间的联系》文章浏览阅读850次,点赞13次,收藏8次。本文详细介绍了Java分层架构中的几个关键包:DTO、Controller、Service和Mapper。_jav... 目录前言一、各大包1.DTO1.1、DTO的核心用途1.2. DTO与实体类(Entity)的区别1

Java中的雪花算法Snowflake解析与实践技巧

《Java中的雪花算法Snowflake解析与实践技巧》本文解析了雪花算法的原理、Java实现及生产实践,涵盖ID结构、位运算技巧、时钟回拨处理、WorkerId分配等关键点,并探讨了百度UidGen... 目录一、雪花算法核心原理1.1 算法起源1.2 ID结构详解1.3 核心特性二、Java实现解析2.

Java中调用数据库存储过程的示例代码

《Java中调用数据库存储过程的示例代码》本文介绍Java通过JDBC调用数据库存储过程的方法,涵盖参数类型、执行步骤及数据库差异,需注意异常处理与资源管理,以优化性能并实现复杂业务逻辑,感兴趣的朋友... 目录一、存储过程概述二、Java调用存储过程的基本javascript步骤三、Java调用存储过程示

Visual Studio 2022 编译C++20代码的图文步骤

《VisualStudio2022编译C++20代码的图文步骤》在VisualStudio中启用C++20import功能,需设置语言标准为ISOC++20,开启扫描源查找模块依赖及实验性标... 默认创建Visual Studio桌面控制台项目代码包含C++20的import方法。右键项目的属性:

使用Python绘制3D堆叠条形图全解析

《使用Python绘制3D堆叠条形图全解析》在数据可视化的工具箱里,3D图表总能带来眼前一亮的效果,本文就来和大家聊聊如何使用Python实现绘制3D堆叠条形图,感兴趣的小伙伴可以了解下... 目录为什么选择 3D 堆叠条形图代码实现:从数据到 3D 世界的搭建核心代码逐行解析细节优化应用场景:3D 堆叠图

深度解析Python装饰器常见用法与进阶技巧

《深度解析Python装饰器常见用法与进阶技巧》Python装饰器(Decorator)是提升代码可读性与复用性的强大工具,本文将深入解析Python装饰器的原理,常见用法,进阶技巧与最佳实践,希望可... 目录装饰器的基本原理函数装饰器的常见用法带参数的装饰器类装饰器与方法装饰器装饰器的嵌套与组合进阶技巧

解析C++11 static_assert及与Boost库的关联从入门到精通

《解析C++11static_assert及与Boost库的关联从入门到精通》static_assert是C++中强大的编译时验证工具,它能够在编译阶段拦截不符合预期的类型或值,增强代码的健壮性,通... 目录一、背景知识:传统断言方法的局限性1.1 assert宏1.2 #error指令1.3 第三方解决

全面解析MySQL索引长度限制问题与解决方案

《全面解析MySQL索引长度限制问题与解决方案》MySQL对索引长度设限是为了保持高效的数据检索性能,这个限制不是MySQL的缺陷,而是数据库设计中的权衡结果,下面我们就来看看如何解决这一问题吧... 目录引言:为什么会有索引键长度问题?一、问题根源深度解析mysql索引长度限制原理实际场景示例二、五大解决