C语言实现 ransac多项式拟合算法

时间: 2023-10-25 10:09:55 浏览: 97
RANSAC(RANdom SAmple Consensus)是一种基于随机采样和一致性检验的算法,常用于拟合数据模型。下面是一个使用C语言实现RANSAC多项式拟合算法的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #include <time.h> #define MAX_ITERATIONS 1000 #define THRESHOLD 0.01 // 生成随机数 double rand_double(double min, double max) { double range = (max - min) + 1.0; return (double)(rand() / RAND_MAX) * range + min; } // 计算多项式函数值 double polyval(double *coeffs, int degree, double x) { double result = 0.0; for (int i = degree; i >= 0; i--) { result += coeffs[i] * pow(x, i); } return result; } // RANSAC多项式拟合算法 int ransac_polyfit(double *x, double *y, int n, int degree, double *best_coeffs) { int best_inliers = 0; int *inliers = (int *)malloc(n * sizeof(int)); double *coeffs = (double *)malloc((degree + 1) * sizeof(double)); srand(time(NULL)); // 迭代多次 for (int i = 0; i < MAX_ITERATIONS; i++) { // 随机选择一些点 int idx1 = rand() % n; int idx2 = rand() % n; while (idx2 == idx1) { idx2 = rand() % n; } // 计算多项式系数 double x1 = x[idx1]; double x2 = x[idx2]; double y1 = y[idx1]; double y2 = y[idx2]; coeffs[1] = (y2 - y1) / (x2 - x1); coeffs[0] = y1 - coeffs[1] * x1; // 计算内点 int num_inliers = 0; for (int j = 0; j < n; j++) { double error = fabs(polyval(coeffs, degree, x[j]) - y[j]); if (error < THRESHOLD) { inliers[num_inliers++] = j; } } // 如果内点数量大于当前最优解,则更新最优解 if (num_inliers > best_inliers) { best_inliers = num_inliers; for (int j = 0; j < degree + 1; j++) { best_coeffs[j] = coeffs[j]; } } } free(inliers); free(coeffs); return best_inliers; } int main() { int n = 10; // 数据点数量 double *x = (double *)malloc(n * sizeof(double)); double *y = (double *)malloc(n * sizeof(double)); double *coeffs = (double *)malloc(3 * sizeof(double)); // 生成数据点 for (int i = 0; i < n; i++) { x[i] = rand_double(0.0, 10.0); y[i] = 3.0 * x[i] * x[i] + 2.0 * x[i] + rand_double(-1.0, 1.0); } // 多项式拟合 int num_inliers = ransac_polyfit(x, y, n, 2, coeffs); printf("Best fit: y = %.2lfx^2 + %.2lfx + %.2lf\n", coeffs[2], coeffs[1], coeffs[0]); printf("Number of inliers: %d\n", num_inliers); free(x); free(y); free(coeffs); return 0; } ``` 在上面的示例代码中,我们使用RANSAC算法拟合了一个二次多项式模型,并打印出了最优拟合结果和内点数量。你可以根据自己的需求修改代码中的参数和数据点,来实现你所需要的多项式拟合算法。
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#ifndef FUNCTION_H_ #define FUNCTION_H_ #include #include #include "polyfit.h" #include using namespace std; dxs::dxs() { ifstream fin("多项式拟合.txt"); fin>>n; x=new float[n]; y=new float[n]; for(int i=0;i>x[i]; } for(i=0;i>y[i]; } cout<>nn; m=nn+1; u=new float*[m]; for(i=0;i<m;i++) { u[i]=new float[m+1]; }//创建m行,m+1列数组 } void dxs::dfine() { for(int i=0;i<m;i++) { for(int j=0;j<m+1;j++) { u[i][j]=0; } } for(i=0;i<m;i++) { for(int j=0;j<m;j++) { for(int k=0;k<n;k++) { u[i][j]=u[i][j]+pow(x[k],j+i); } } } for(i=0;i<m;i++) { for(int k=0;k<n;k++) { u[i][m]=u[i][m]+pow(x[k],i)*y[k]; } } } void dxs::show() { for(int i=0;i<m;i++) { for(int j=0;j<m+1;j++) { cout<<u[i][j]<<" ";//<<endl; } cout<<endl; } ////显示具有m行m+1列u数组的各元素值 } void dxs::select_main(int k,float **p,int m) { double d; d=*(*(p+k)+k); //cout<<d; int l=k; int i=k+1; for(;i fabs(d)) { d=*(*(p+i)+k); l=i; } else continue; } if(d==0) cout<<"错误"; else { if(k!=l) { for(int j=k;j<m+1;j++) { double t; t=*(*(p+l)+j); *(*(p+l)+j)=*(*(p+k)+j); *(*(p+k)+j)=t; } } } } void dxs::gaosi() { for(int k=0;k<m;k++) { select_main(k,u,m);//调用列主元函数 for(int i=1+k;i<m;i++) { // *(*(p+i)+k)=(float) *(*(p+i)+k) / *(*(p+k)+k); u[i][k]=(float) u[i][k] / u[k][k]; } for(i=k+1;i<m;i++) { for(int j=k+1;j=0;i--) { float a=0; for(int j=i+1;j<m;j++) { //a=a + (*(*(p+i)+j) * *(*(p+j)+m)); a=a+u[i][j] * u[j][m]; } //*(*(p+i)+n-1)= (*(*(p+i)+n-1) - a) / *(*(p+i)+i); u[i][m]= (u[i][m] -a) / u[i][i]; } cout<<"方程组的解为:"<<endl; for(i=0;i<m;i++) { cout<<"a"<<i+1<<"="; cout<<u[i][m]<<endl; // l[i]=*(*(p+i)+n-1); } cout<<"y="<<u[0][m]; for(i=1;i<m;i++) { cout<<showpos<<u[i][m]<<"x"; if(i!=1)cout<<"^"<<noshowpos<<i; } cout<<endl; } dxs::~dxs() { delete[]x,y; delete []*u; } #endif

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