二维椭圆拟合算法及推导过程

目录

1、间接平差法

  该方法忽略了半长轴相对于 x x x轴的旋转角度,需要较好的初值才能拟合成功。


2、最小二乘法

  一般斜椭圆具有5个参数,即椭圆中心坐标 ( x 0 , y 0 ) ( x_0 , y_0 ) (x0,y0) (x_0,y_0),椭圆长径和短径 R 1 , R 2 R_1,R_2 R1,R2以及坐标轴旋转的角度 ϕ \phi ϕ,只需要求解了这几个参数椭圆就被唯一确定了。那么对于椭圆的求解则至少需要5个独立的方程。即输入的点的个数至少是5个。

  二维椭圆的一般方程为:
A x 2 + B x y + C y 2 + D x + E y + 1 = 0 (1) Ax^2+Bxy+Cy^2+Dx+Ey+1=0\tag{1} Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+1=0(1)

其与我们想要参数之间的转换关系是:
  参考文章:椭圆拟合理论推导和Matlab实现说怎么得来的不是重点,故直接给出截图。

  根据间接平差与最小二乘的关系可知,整个理论推导的过程就是间接平差理论中法方程的建立过程,也不是什么重点和难点,原文写的偏复杂化了,故省略。构建完法方程采用任意一种自己喜欢的方程解算方法进行求解即可。所以,参考文章里的代码实现过程也过于复杂了。

3、matlab案例

matlab 复制代码
%% --------------------------最小二乘求解----------------------------------
X = lsqlin(NBB,W);
%% --------------------------获取椭圆参数----------------------------------
a = X(1); b = X(2); c = X(3); d = X(4); e = X(5);
x0 = (b * e - 2 * c * d) / (4 * a * c - b * b);
y0 = (b * d - 2 * a * e) / (4 * a * c - b * b);
r1 = sqrt(2 * (a * x0^2 + c * y0^2 + b * x0 * y0 - 1) / (a + c + sqrt((a - c)^2 + b^2)));
r2 = sqrt(2 * (a * x0^2 + c * y0^2 + b * x0 * y0 - 1) / (a + c - sqrt((a - c)^2 + b^2)));
phi = 0.5 * atan2(b, a - c);

4、案例结果

5、参考链接

相关推荐
Sw1zzle2 小时前
算法入门(四):二叉树 - 递归遍历三件套
算法·leetcode
万法若空2 小时前
【算法-查找】查找算法
java·数据结构·算法
海石2 小时前
子树怎么找?树的3种遍历方式来帮忙!
算法·leetcode
海石2 小时前
难度分 1588:思路 + 技巧 = AC
算法·leetcode
殳翰3 小时前
下服务器端开发流程及相关工具介绍(C++)
开发语言·c++
落寞的星星3 小时前
这个对象就包含了已经转换好的DFA和各种词法分析器运转所需要的参数。下一步,我们就可以用ScannerInfo对象创建出Scanner对象,请看下面的代码:
开发语言·c#
nothing&nowhere3 小时前
用 Python 做问卷数据清洗:无效样本检测与处理实战
开发语言·python·数据清洗·数据处理·问卷星·问卷星脚本·刷问卷
青瓦梦滋3 小时前
协议定制/序列化-反序列化(Linux视角)
linux·服务器·网络·c++
2601_961593424 小时前
Rust 开发环境配置繁琐?RustRover 开箱即用搞定编码调试
开发语言·后端·macos·rust
HZZD_HZZD4 小时前
DL/T 645-2026新国标深度解读与智能电表协议适配实战:从帧结构变化到Java采集器升级的全链路改造方案
java·开发语言