对于三维点坐标[2, 1, 6], [4, 5, 2], [3, 1, 4], [9, 2, 5],用Ransac算法对这些点进行直线拟合,并输出直线方程的参数,用Python实现,并解释每一句代码
时间: 2024-05-10 12:18:34 浏览: 6
代码如下:
```python
import random
import numpy as np
def fit_line(points, num_iter=100, dist_thresh=0.5):
num_points = len(points)
best_model = None
best_inliers = []
for i in range(num_iter):
# randomly select two points from the data
sample = random.sample(points, 2)
p1, p2 = sample[0], sample[1]
# fit a line to the two points
if p1[0] == p2[0]:
continue
m = (p2[1] - p1[1]) / (p2[0] - p1[0])
b = p1[1] - m * p1[0]
# find inliers within a threshold distance to the line
inliers = []
for j in range(num_points):
if j not in sample:
dist = abs(points[j][1] - m * points[j][0] - b) / np.sqrt(1 + m**2)
if dist < dist_thresh:
inliers.append(j)
# update the best model if current model has more inliers
if len(inliers) > len(best_inliers):
best_model = (m, b)
best_inliers = inliers
# fit a line to all inliers of the best model
inlier_points = [points[i] for i in best_inliers]
m, b = np.polyfit([p[0] for p in inlier_points], [p[1] for p in inlier_points], 1)
return m, b
```
解释如下:
1. `import random` 和 `import numpy as np` 导入所需的模块。
2. `def fit_line(points, num_iter=100, dist_thresh=0.5):` 定义一个用于拟合直线的函数,接收一个包含点坐标的列表 `points`,以及可选参数 `num_iter` 和 `dist_thresh`,分别表示迭代次数和距离阈值。
3. `num_points = len(points)` 计算点的数量。
4. `best_model = None` 和 `best_inliers = []` 初始化最佳模型和最佳内点列表。
5. `for i in range(num_iter):` 迭代 `num_iter` 次。
6. `sample = random.sample(points, 2)` 从数据中随机选择两个点。
7. `p1, p2 = sample[0], sample[1]` 将选中的两个点分别赋值给 `p1` 和 `p2`。
8. `if p1[0] == p2[0]: continue` 如果两个点的 x 坐标相等,跳过本次迭代。
9. `m = (p2[1] - p1[1]) / (p2[0] - p1[0])` 和 `b = p1[1] - m * p1[0]` 根据两个点计算直线斜率和截距。
10. `inliers = []` 初始化内点列表。
11. `for j in range(num_points):` 迭代所有点。
12. `if j not in sample:` 如果当前点不是选中的两个点之一。
13. `dist = abs(points[j][1] - m * points[j][0] - b) / np.sqrt(1 + m**2)` 计算当前点到直线的距离。
14. `if dist < dist_thresh:` 如果距离小于距离阈值,将当前点加入内点列表。
15. `if len(inliers) > len(best_inliers):` 如果当前内点数量大于最佳内点数量。
16. `best_model = (m, b)` 和 `best_inliers = inliers` 更新最佳模型和最佳内点列表。
17. `inlier_points = [points[i] for i in best_inliers]` 将最佳内点转换为点坐标列表。
18. `m, b = np.polyfit([p[0] for p in inlier_points], [p[1] for p in inlier_points], 1)` 使用 Numpy 的 `polyfit` 函数拟合所有内点,得到直线斜率和截距。
19. `return m, b` 返回直线斜率和截距。