Question

我在Python中创建一个应用程序，它从串行端口收集数据，并根据到达时间绘制收集数据的图表。数据的到达时间不确定。我希望在收到数据时更新绘图。我搜索了如何做到这一点，并找到了两种方法：

清除绘图并重新绘制所有点的绘图。
在特定间隔后更改图表的动画。

我不喜欢第一个，因为程序运行并长时间收集数据（例如一天），重绘图表的速度会非常慢。第二个也不是优选的，因为数据的到达时间是不确定的，我希望仅在接收到数据时更新图。

有没有一种方法可以通过仅在收到数据时为其添加更多点来更新绘图？

Answer 1

有没有办法可以通过添加更多点来更新图表...

有多种方法可以在matplotlib中设置动画数据，具体取决于您拥有的版本。你看过matplotlib cookbook例子了吗？另外，请查看matplotlib文档中更现代的animation examples。最后，animation API定义了一个函数FuncAnimation，它可以及时激活一个函数。此功能可能就是您用来获取数据的功能。

每种方法基本上都设置了绘制对象的data属性，因此不需要清除屏幕或图形。 data属性可以简单地扩展，因此您可以保留以前的点，并继续添加到您的线（或图像或您正在绘制的任何内容）。

鉴于您说您的数据到达时间不确定，您最好的选择可能就是：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy

hl, = plt.plot([], [])

def update_line(hl, new_data):
    hl.set_xdata(numpy.append(hl.get_xdata(), new_data))
    hl.set_ydata(numpy.append(hl.get_ydata(), new_data))
    plt.draw()

然后，当您从串口接收数据时，只需拨打update_line。

Answer 2

为了在没有FuncAnimation的情况下执行此操作（例如，您希望在生成绘图时执行代码的其他部分，或者您希望同时更新多个绘图），单独调用draw不会产生情节（至少用qt后端）。

以下适用于我：

import matplotlib.pyplot as plt
plt.ion()
class DynamicUpdate():
    #Suppose we know the x range
    min_x = 0
    max_x = 10

    def on_launch(self):
        #Set up plot
        self.figure, self.ax = plt.subplots()
        self.lines, = self.ax.plot([],[], 'o')
        #Autoscale on unknown axis and known lims on the other
        self.ax.set_autoscaley_on(True)
        self.ax.set_xlim(self.min_x, self.max_x)
        #Other stuff
        self.ax.grid()
        ...

    def on_running(self, xdata, ydata):
        #Update data (with the new _and_ the old points)
        self.lines.set_xdata(xdata)
        self.lines.set_ydata(ydata)
        #Need both of these in order to rescale
        self.ax.relim()
        self.ax.autoscale_view()
        #We need to draw *and* flush
        self.figure.canvas.draw()
        self.figure.canvas.flush_events()

    #Example
    def __call__(self):
        import numpy as np
        import time
        self.on_launch()
        xdata = []
        ydata = []
        for x in np.arange(0,10,0.5):
            xdata.append(x)
            ydata.append(np.exp(-x**2)+10*np.exp(-(x-7)**2))
            self.on_running(xdata, ydata)
            time.sleep(1)
        return xdata, ydata

d = DynamicUpdate()
d()

Answer 3

我知道我迟到了回答这个问题，但是对于你的问题，你可以查看“操纵杆”包。我设计它用于绘制来自串行端口的数据流，但它适用于任何流。它还允许交互式文本记录或图像绘图（除了图形绘图）。无需在单独的线程中执行您自己的循环，包就可以处理它，只需提供您希望的更新频率。此外，终端在绘图时仍可用于监控命令。请参阅http://www.github.com/ceyzeriat/joystick/或https://pypi.python.org/pypi/joystick（使用pip install操纵杆进行安装）

只需用下面代码中从串口读取的实际数据点替换np.random.random（）：

import joystick as jk
import numpy as np
import time

class test(jk.Joystick):
    # initialize the infinite loop decorator
    _infinite_loop = jk.deco_infinite_loop()

    def _init(self, *args, **kwargs):
        """
        Function called at initialization, see the doc
        """
        self._t0 = time.time()  # initialize time
        self.xdata = np.array([self._t0])  # time x-axis
        self.ydata = np.array([0.0])  # fake data y-axis
        # create a graph frame
        self.mygraph = self.add_frame(jk.Graph(name="test", size=(500, 500), pos=(50, 50), fmt="go-", xnpts=10000, xnptsmax=10000, xylim=(None, None, 0, 1)))

    @_infinite_loop(wait_time=0.2)
    def _generate_data(self):  # function looped every 0.2 second to read or produce data
        """
        Loop starting with the simulation start, getting data and
    pushing it to the graph every 0.2 seconds
        """
        # concatenate data on the time x-axis
        self.xdata = jk.core.add_datapoint(self.xdata, time.time(), xnptsmax=self.mygraph.xnptsmax)
        # concatenate data on the fake data y-axis
        self.ydata = jk.core.add_datapoint(self.ydata, np.random.random(), xnptsmax=self.mygraph.xnptsmax)
        self.mygraph.set_xydata(t, self.ydata)

t = test()
t.start()
t.stop()

Answer 4

这是一种允许在绘制一定数量的点之后删除点的方法：

import matplotlib.pyplot as plt
# generate axes object
ax = plt.axes()

# set limits
plt.xlim(0,10) 
plt.ylim(0,10)

for i in range(10):        
     # add something to axes    
     ax.scatter([i], [i]) 
     ax.plot([i], [i+1], 'rx')

     # draw the plot
     plt.draw() 
     plt.pause(0.01) #is necessary for the plot to update for some reason

     # start removing points if you don't want all shown
     if i>2:
         ax.lines[0].remove()
         ax.collections[0].remove()

在matplotlib中动态更新绘图

4 个答案: