拟合二维平面中的带噪直线,其中有不超过20%的为 outliner,80%的点为带有高斯噪声的偏移,要求输出为 ax + by + c =0, a 大于0,a2+b2=1 ...
时间: 2024-05-25 16:10:51 浏览: 91
这个问题可以使用 RANSAC(Random Sample Consensus,随机抽样一致性)算法来解决。
RANSAC 算法是一种基于随机抽样的迭代方法,用于估计模型参数。它的基本思想是从数据中随机抽取一些点来估计模型,然后用这个模型来测试数据中的其他点,计算它们到模型的距离,如果距离小于某个阈值,将这些点视为内点并用它们重新估计模型参数,直到找到一个满足条件的模型或者达到指定的迭代次数。
在这个问题中,我们可以使用 RANSAC 算法来拟合二维平面中的直线。具体步骤如下:
1. 从数据中随机抽取两个点,计算它们之间的直线参数 a 和 b,以及截距 c;
2. 遍历数据中的每个点,计算它到直线的距离,如果距离小于某个阈值,则将该点视为内点;
3. 用内点重新估计直线的参数 a、b 和 c;
4. 重复步骤 2 和 3 多次,选择拟合效果最好的一组参数作为最终结果。
在实现上,可以使用最小二乘法来计算直线参数,即:
$$
\begin{aligned}
a &=\frac{\sum_{i=1}^{n}\left(x_{i}-\bar{x}\right)\left(y_{i}-\bar{y}\right)}{\sum_{i=1}^{n}\left(x_{i}-\bar{x}\right)^{2}} \\
b &=\frac{\sum_{i=1}^{n}\left(x_{i}-\bar{x}\right)\left(y_{i}-\bar{y}\right)}{\sum_{i=1}^{n}\left(y_{i}-\bar{y}\right)^{2}} \\
c &=-a \bar{x}-b \bar{y}
\end{aligned}
$$
其中,$\bar{x}$ 和 $\bar{y}$ 分别为所有内点的坐标的平均值。
需要注意的是,由于数据中有不超过20%的为 outlier,因此需要设置一个适当的阈值来区分内点和 outlier。同时,RANSAC 算法的迭代次数也需要根据数据量和 outlier 的比例来进行调整。
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