如何过滤以某种方式移动的一组2D点

时间:2012-03-23 17:16:27

标签: algorithm matlab geometry physics computational-geometry

我有一个以二维方式移动的点列表( x - 和 y -axis),表示为数组中的行。我可能有 N 点 - 即 N 行:

1 t1 x1 y1
2 t2 x2 y2
. 
.
.
N tN xN yN

其中 ti xi yi ,是时间索引,x坐标和点i的y坐标。时间索引索引 ti 是从1到 T 的整数。每个这样的可能时间索引的点数可以从0到 N 变化(仍然只有 N 点)。

我的目标是过滤掉所有不以某种方式移动的点;或只保留那些。一个点必须以抛物线轨迹移动 - 减少 x - 和 y - 坐标(即移动到只有左和右)。必须删除具有其他动态行为的点。

我可以在这个数组上使用简单的排序机制 - 然后分析时间索引的顺序吗?我还考虑过每个具有相同时间索引 ti 的点都是物理上不同的点,因此应该与其他点配对。问题的复杂性增加了 - 现在我转向你。

注意:您可以假设这些点被限制在两条抛物线之间的(x,y)平面的子区域。这些曲线仅在一点处相交:一个接近任何点的运动原点的点。

更多信息

我已经提供了一些数据文件:

必要的背景

数据文件包含一个包含176行和5列的uint32数组。列是:

  1. 像素x坐标,175×175点阵
  2. 175×175点阵的像素y坐标
  3. 离散theta angle-index
  4. 时间指数(从1到T = 10)
  5. 此原始排序的行索引
  6. 这些点“生活”在175×175像素点阵中 - 并且再次位于半径为175的圆的上象限内。点在圆周上以逆时针方向旋转到某个角度 theta 与水平,在那里它们被扔到接近抛物线轨道的东西。第3列将一个离散索引保存到列表中,索引1到45从0到90度(一个索引因此跨越2度)。 θ角最初是通过设置运动的平凡方程和求解角度而从点中推导出来的。这产生了一个准对称的四次方,可以以近似的形式求解。圆的实际度量半径为0.2 m,像素坐标使用简单的线性插值从像素坐标转换为公制(但我们在这里看到的是原始像素空间中的点)。

    我的问题是有些点行为不正确,因为我需要对theta角度进行统计,我需要删除那些在抛物线trajoctory中无法移动的点。这些错误是预期的并且完全自然,但仍需要过滤掉。

    MATLAB绘图代码

    % load data and setup variables:
    load mat_points.mat;
    num_r = 175;
    num_T = 10;
    num_gridN = 20;
    
    % begin plotting:
    figure(1000);
    clf;
    plot( ...
       num_r * cos(0:0.1:pi/2), ...
       num_r * sin(0:0.1:pi/2), ...
       'Color', 'k', ...
       'LineWidth', 2 ...
    );
    axis equal;
    xlim([0 num_r]);
    ylim([0 num_r]);
    hold all;
    
    % setup grid (yea... went crazy with one):
    vec_tickValues = linspace(0, num_r, num_gridN);
    cell_tickLabels = repmat({''}, size(vec_tickValues));
    cell_tickLabels{1} = sprintf('%u', vec_tickValues(1));
    cell_tickLabels{end} = sprintf('%u', vec_tickValues(end));
    set(gca, 'XTick', vec_tickValues);
    set(gca, 'XTickLabel', cell_tickLabels);
    set(gca, 'YTick', vec_tickValues);
    set(gca, 'YTickLabel', cell_tickLabels);
    set(gca, 'GridLineStyle', '-');
    grid on;
    
    % plot points per timeindex (with increasing brightness):
    vec_grayIndex = linspace(0,0.9,num_T);
    for num_kt = 1:num_T
       vec_xCoords = mat_points((mat_points(:,4) == num_kt), 1);
       vec_yCoords = mat_points((mat_points(:,4) == num_kt), 2);
       plot(vec_xCoords, vec_yCoords, 'o', ...
          'MarkerEdgeColor', 'k', ...
          'MarkerFaceColor', vec_grayIndex(num_kt) * ones(1,3) ...
       );
    end
    

    谢谢:)

2 个答案:

答案 0 :(得分:0)

使用(索引,时间)作为关键字对数据进行排序,对于点的所有位置,我看它们是否遵循抛物线轨迹?

你面临哪个问题?排序应该很容易。恕我直言,这是第二部分(测试一组点是否遵循抛物线轨迹)是困难的。

答案 1 :(得分:0)

为什么,它看起来好像是在模拟两枚导弹碰撞时的雷达跟踪碎片......

无论如何,让我们开个新术语:对象。物体沿着抛物线移动,在某些时候它们可能会发出闪烁,显示为。我们还试图过滤掉其他一些观点。

我们需要更多信息:

  1. 我们能否假设物体服从于重力下物体的物理学?
  2. 每个对象在其生命周期中每个时间步都必须发出一个点吗?
  3. 说到生命,所有对象都是同时开始的吗?有些人能否在别人面前过期?
  4. 数据有多精确?这是确切的吗?有一定程度的错误吗?换句话说,我们是否理解物体的点可能与完美的抛物线有多差?