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
小江的记录本28 分钟前
【JVM虚拟机】垃圾回收GC:垃圾判定算法:引用计数法、可达性分析算法(附《思维导图》+《面试高频考点清单》)
java·jvm·后端·python·算法·spring·面试
彦楠30 分钟前
指定Tomcat运行的JDK地址
java·开发语言·tomcat
csbysj202032 分钟前
Rust 组织管理
开发语言
Hello.Reader35 分钟前
算法基础(十四)—— 随机化快速排序为什么平均表现很好
算法
清水白石00836 分钟前
构建企业级 Python 服务:配置、日志、指标与追踪的稳健之道
开发语言·python·elasticsearch
lsx20240636 分钟前
特效(Effect)
开发语言
吴可可12337 分钟前
Teigha中OdGe几何库详解及C#使用
算法
那小子、真烦1 小时前
Hermes Agent Chat 方法分析
java·开发语言
爱喝水的鱼丶1 小时前
SAP-ABAP:变量、常量、结构与内表声明(10篇博客合集) 第六篇:ABAP 7.40+新特性:声明语法的简化写法与兼容注意事项
运维·服务器·开发语言·学习·算法·sap·abap
上海合宙LuatOS1 小时前
Air8000低功耗指南
开发语言·物联网·php·lua