已知某三维图像中存在一个球,建立空间直角坐标系,沿着Z轴对图像进行切片,已知多张切片中该球体的切片圆的圆心和半径,使用多个切片圆来拟合出球体的半径和球心,求C++实现代码
时间: 2023-10-04 12:12:14 浏览: 72
以下是使用最小二乘法拟合球体的半径和球心的C++实现代码:
```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <Eigen/Dense>
using namespace Eigen;
// 定义球体拟合函数
void sphereFit(const std::vector<Vector3d>& points, double& r, Vector3d& center)
{
int numPoints = points.size();
// 构造系数矩阵A和常数向量b
MatrixXd A(numPoints, 4);
VectorXd b(numPoints);
for(int i = 0; i < numPoints; i++)
{
double x = points[i](0);
double y = points[i](1);
double z = points[i](2);
A(i, 0) = 2 * x;
A(i, 1) = 2 * y;
A(i, 2) = 2 * z;
A(i, 3) = -1;
b(i) = x * x + y * y + z * z;
}
// 使用最小二乘法求解系数矩阵x
MatrixXd x = A.fullPivHouseholderQr().solve(b);
// 计算球心坐标和半径
center << x(0), x(1), x(2);
r = sqrt(x(0) * x(0) + x(1) * x(1) + x(2) * x(2) - x(3));
}
int main()
{
// 假设有多张切片,每张切片中球的圆心和半径已知
std::vector<Vector3d> centers;
std::vector<double> radii;
// 省略读入数据的代码
// 将每个切片圆的圆心存入points向量中
std::vector<Vector3d> points;
for(int i = 0; i < centers.size(); i++)
{
points.push_back(centers[i]);
}
// 使用最小二乘法拟合球体
double r;
Vector3d center;
sphereFit(points, r, center);
// 输出拟合结果
std::cout << "球心坐标:" << center.transpose() << std::endl;
std::cout << "半径:" << r << std::endl;
return 0;
}
```
其中,`sphereFit`函数使用最小二乘法拟合球体的半径和球心,输入为一个`vector`类型的`points`向量,包含了多个切片圆的圆心坐标,输出为拟合出的球体半径和球心坐标。在主函数中,可以将每个切片圆的圆心坐标存入`points`向量中,并将该向量作为`sphereFit`函数的输入,即可得到拟合出的球体半径和球心坐标。
阅读全文