张家诚 2016301610045
需求:通过A,B坐标系中提供的六个已知同名点,获得由A转换到B坐标系的七个参数。
逻辑框图: 界面如下:
代码:
1.文件读取部分
//存储读入数据的数组
double[,] _f1 = new double[6, 3];
double[,] _f2 = new double[6, 3];
/***************文件读取开始************************/
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
openFileDialog1.Filter = "文本文件(*.txt)|*.txt";//文件过滤器
if (DialogResult.OK == openFileDialog1.ShowDialog())
textBox1.Text = openFileDialog1.FileName;
StreamReader reader = new StreamReader(openFileDialog1.FileName);
for (int i = 0; i < 6; i++)
{
string str = reader.ReadLine();
string[] arr = new string[3];
arr = str.Split(',');
for (int j = 0; j < 3; j++)
{
_f1[i, j] = double.Parse(arr[j]);
}
}
}
private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
openFileDialog2.Filter = "文本文件(*.txt)|*.txt";//文件过滤器
if (DialogResult.OK == openFileDialog2.ShowDialog())
textBox2.Text = openFileDialog2.FileName;
StreamReader reader = new StreamReader(openFileDialog2.FileName);
for (int i = 0; i < 6; i++)
{
string str = reader.ReadLine();
string[] arr = new string[3];
arr = str.Split(',');
for (int j = 0; j < 3; j++)
{
_f2[i, j] = double.Parse(arr[j]);
}
}
}
/***************文件读取结束************************/
2.数据导入矩阵+计算+输出
private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
{
/*******************数据录入对应矩阵开始**************/
//计算第一点的B,L
Matrix sumB = GetItsB(_f1[0, 0], _f1[0, 1], _f1[0, 2]);
Matrix sumL = new Matrix(3,1, new double[3] { _f2[0, 0], _f2[0, 1], _f2[0, 2] });
//计算后续点的B,L 并将之按行添加到第一点末尾
for (int i = 1; i < 6; i++)
{
Matrix _B = GetItsB(_f1[i, 0], _f1[i, 1], _f1[i, 2]);
sumB=sumB.Addinend(_B);
Matrix _L = new Matrix(3,1, new double[3] { _f2[i, 0], _f2[i, 1], _f2[i, 2] });
sumL=sumL.Addinend(_L);
}
/*******************数据录入对应矩阵结束**************/
/*******************计算开始*****************/
//X阵求解,V阵求解
Matrix N = new Matrix(sumB.Transpose() * sumB);
N.InvertGaussJordan();
Matrix X = new Matrix(N.Multiply(-1)*sumB.Transpose()*sumL);
Matrix V = new Matrix(sumB * X + sumL);
/*******************计算结束*****************/
/*******************结果输出开始*****************/
double m0 = Math.Sqrt((V.Transpose()*V).elements[0] / 11);
textBox3.Text = "平移X0:" + X.elements[0] + "m" +"\r\n"+
"平移Y0:" + X.elements[1] + "m " + "\r\n" +
"平移Z0:" + X.elements[2] + "m " + "\r\n" +
"尺度 K:" + Math.Pow(10, 6) * (X.elements[3] - 1) + "ppm " + "\r\n" +
"旋转 X:" + 180 * 60 * 60 * (X.elements[4] / X.elements[3]) / Math.PI + "s " + "\r\n" +
"旋转 Y:" + 180 * 60 * 60 * (X.elements[5] / X.elements[3]) / Math.PI + "s " + "\r\n" +
"旋转 Z:" + 180 * 60 * 60 * (X.elements[6] / X.elements[3]) / Math.PI + "s " + "\r\n" +
"单位权中误差m0:" + m0*Math.Pow(10,2) + "cm ";
/*******************结果输出结束*****************/
}
/**
* 输入一个点的z,y,z输出其B矩阵
*/
Matrix GetItsB(double X, double Y, double Z)
{
double[] toB = new double[21]{1,0,0,X,0,-Z,Y,
0,1,0,Y,Z,0,-X,
0,0,1,Z,-Y,X,0};
Matrix B = new Matrix(3, 7, toB);
return B.Multiply(-1);
}
运行结果:
体悟与收获:
本次的程序设计逻辑相对简单。但对于编程思维掌握不是很熟练的我来说,算是一次非常合适的训练。
1.这是我第一次写程序处处用注释,也是第一次先构思好程序的大部分再开始动手写的程序。换言之,这是我第一次时刻自己明白自己要做什么的编程。
2.以及,本次调试我已经能熟练的时候断点,监测和单步运行。这使得我差错并没有花上太多时间。以及,随着不断深入编程学习,我开始能触类旁通。
3.本次完成程序总共耗时: 6h
编写读入文件:3h|一个晚上
这是最简单的,但我在这犯错最多。主要是因为:一开始时我是直接用split分隔数据。但split分隔空格使得连续空格处产生了空位“”。我试图用数组传递来解决这个问题,但后来程序运行效率低下,打开文件并读取到数组的时间延搁非常长。(约一分钟左右)于是我反复纠结我写的代码,运行效率为何如此低下,结果耗时极长。)后来稍微修改了一下读入txt,改成了txt中也以英文逗号分隔,运行效率低下问题才解决。
录入矩阵并计算并输出结果:1|早起到上课前一小时+2h|晚上
此处我花费时间主要还是因为,虽然这次我用了逻辑框架指导我的编程,但我编程的思路仍旧稍有混乱。外加必要的调试时间。以及使用他人的矩阵类,并为之新写addinend的时间,所以用了三个小时。
总之来说,本次编程我熟练不少;而且我的编程越来越熟练,这也使我振奋不已。总之,我应该继续好好学习并时刻学习编程,并继续培养良好的编程思想和习惯。