import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pylab as plt
from sympy.solvers import solve
from sympy import Symbol
import os
def solve_tuoyuan(x,y):
#a*x**2 + b*x*y + c*y**2 + d*x + e*y + fprint('擬合......')
x0,y0 = x.mean(),y.mean()
D1=np.array([(x-x0)**2,(x-x0)*(y-y0),(y-y0)**2]).T
D2=np.array([x-x0,y-y0,np.ones(y.shape)]).T
S1=np.dot(D1.T,D1)
S2=np.dot(D1.T,D2)
S3=np.dot(D2.T,D2)
T=-1*np.dot(np.linalg.inv(S3),S2.T)
M=S1+np.dot(S2,T)
M=np.array([M[2]/2,-M[1],M[0]/2])
lam,eigen=np.linalg.eig(M)
cond=4*eigen[0]*eigen[2]-eigen[1]**2
A1=eigen[:,cond>0]
A=np.vstack([A1,np.dot(T,A1)]).flatten()
A3=A[3]-2*A[0]*x0-A[1]*y0
A4=A[4]-2*A[2]*y0-A[1]*x0
A5=A[5]+A[0]*x0**2+A[2]*y0**2+A[1]*x0*y0-A[3]*x0-A[4]*y0
A[3]=A3;A[4]=A4;A[5]=A5
return A
def normal_style(paras):
print('計算標準橢圓位置.....')
#solve_tuoyuan.return A
paras=paras/paras[5]
A,B,C,D,E=paras[:5]
#橢圓中心
x0=(B*E-2*C*D)/(4*A*C-B**2)
y0=(B*D-2*A*E)/(4*A*C-B**2)
#長短軸
a= 2*np.sqrt((2*A*(x0**2)+2*C*(y0**2)+2*B*x0*y0-2)/(A+C+np.sqrt(((A-C)**2+B**2))))
b= 2*np.sqrt((2*A*(x0**2)+2*C*(y0**2)+2*B*x0*y0-2)/(A+C-np.sqrt(((A-C)**2+B**2))))
#長軸傾角
q=0.5 * np.arctan(B/(A-C))
#normal_style
return x0,y0,a,b,q
def tuoyuan(y,x,p):
#用來計算
return p[0]*x**2+p[1]*x*y+p[2]*y**2+p[3]*x + p[4]*y + p[5]
def cal_fit_data(p,normal):
print('計算擬合後的數據.....')
##,solve_tuoyuan,P
##normal_style,
x=np.linspace(normal[0]-normal[2]/2,normal[0]+normal[2]/2,100)
rx,ry=[],[]
y=Symbol('y')
for i in x:
yi=solve(tuoyuan(y,i,p),y)
if 'I' not in str(yi[0]):
rx.append(i)
ry.append(yi[0])
if 'I' not in str(yi[1]):
rx.append(i)
ry.append(yi[1])
return rx,ry
def plots(x,y,fits,pfile):
fig=plt.figure()
ax=fig.add_subplot(111)
ax.plot(x,y,'b*',label='origin')
ax.plot(fits[0],fits[1],'r.',label='fits')
plt.show()
fig.savefig(pfile.replace('.txt','.png'))