Оба .relim()
и .autoscale_view()
не вступают в силу, когда границы осей ранее были установлены через .set_ylim()
. Поэтому .set_ylim()
необходимо удалить из кода.
Кроме того, обновление границ графика рассеяния (которое является matplotlib.collections.PathCollection
) немного сложнее, чем для других графиков.
Сначала вам нужно обновить datalimits осей перед вызовом autoscale_view()
, потому что .relim()
не работает с коллекциями.
ax.ignore_existing_data_limits = True
ax.update_datalim(scatter.get_datalim(ax.transData))
ax.autoscale_view()
Вот минимальный воспроизводимый пример:
from ipywidgets import widgets
from IPython.display import display
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
%matplotlib notebook
x = np.arange(10)
fig, ax = plt.subplots()
scatter = ax.scatter(x,x, label="y = a*x+b")
ax.legend()
def update_plot(a, b):
y = a*x+b
scatter.set_offsets(np.c_[x,y])
ax.ignore_existing_data_limits = True
ax.update_datalim(scatter.get_datalim(ax.transData))
ax.autoscale_view()
fig.canvas.draw_idle()
a = widgets.FloatSlider(min=0.5, max=4, value=1, description= 'a:')
b = widgets.FloatSlider(min=0, max=40, value=10, description= 'b:')
widgets.interactive(update_plot, a=a, b=b)
Функция trilateration
ожидает список спутников (их координаты и расстояния от мобильного компьютера) и предыдущие координаты мобильного компьютера.
Соберите только спутники из вашей собственной группы, исключите спутники из всех других групп.
Некоторые из ваших спутников могут отправлять неверные данные, это нормально.
Если недостаточно доступных спутников, функция возвращает nil
, поскольку она не может определить текущую позицию.
В противном случае функция возвращает текущие координаты мобильного компьютера, и список индексов спутников был признан неверным.
В случае неоднозначности новая позиция выбирается как ближайшая к предыдущей позиции мобильного компьютера.
Выходные координаты целые, координата Y ограничена диапазоном 0..255
Для правильного трилатерации должны выполняться следующие условия:
Распознавание неправильного спутника дорогостоящая работа процессора.
Если спутник признан неверным, сохраните его в черном списке и исключите из всех будущих расчетов.
do
local floor, exp, max, min, abs, table_insert = math.floor, math.exp, math.max, math.min, math.abs, table.insert
local function try_this_subset_of_sat(satellites, is_sat_incorrect, X, Y, Z)
local last_max_err, max_err = math.huge
for k = 1, math.huge do
local oldX, oldY, oldZ = X, Y, Z
local DX, DY, DZ = 0, 0, 0
max_err = 0
for j = 1, #satellites do
if not is_sat_incorrect[j] then
local sat = satellites[j]
local dx, dy, dz = X - sat.x, Y - sat.y, Z - sat.z
local d = (dx*dx + dy*dy + dz*dz)^0.5
local err = sat.distance - d
local e = exp(err+err)
e = (e-1)/(e+1)/(d+1)
DX = DX + dx*e
DY = DY + dy*e
DZ = DZ + dz*e
max_err = max(max_err, abs(err))
end
end
if k % 16 == 0 then
if max_err >= last_max_err then
break
end
last_max_err = max_err
end
local e = 1/(1+(DX*DX+DY*DY+DZ*DZ)^0.5/max_err)
X = X + DX*e
Y = max(0, min(255, Y + DY*e))
Z = Z + DZ*e
if abs(oldX - X) + abs(oldY - Y) + abs(oldZ - Z) <= 1e-4 then
break
end
end
return max_err, floor(X + 0.5), floor(Y + 0.5), floor(Z + 0.5)
end
local function init_set(is_sat_incorrect, len, ctr)
for j = 1, len do
is_sat_incorrect[j] = (j <= ctr)
end
end
local function last_combination(is_sat_incorrect)
local first = 1
while not is_sat_incorrect[first] do
first = first + 1
end
local last = first + 1
while is_sat_incorrect[last] do
last = last + 1
end
if is_sat_incorrect[last] == nil then
return true
end
is_sat_incorrect[last] = true
init_set(is_sat_incorrect, last - 1, last - first - 1)
end
function trilateration(list_of_satellites, previous_X, previous_Y, previous_Z)
local N = #list_of_satellites
if N >= 3 then
local is_sat_incorrect = {}
init_set(is_sat_incorrect, N, 0)
local err, X, Y, Z = try_this_subset_of_sat(list_of_satellites, is_sat_incorrect, previous_X, previous_Y, previous_Z)
local incorrect_sat_indices = {}
if err < 0.1 then
return X, Y, Z, incorrect_sat_indices
end
for incorrect_ctr = 1, min(floor((N - 1) / 2), N - 4) do
init_set(is_sat_incorrect, N, incorrect_ctr)
repeat
err, X, Y, Z = try_this_subset_of_sat(list_of_satellites, is_sat_incorrect, previous_X, previous_Y, previous_Z)
if err < 0.1 then
for j = 1, N do
if is_sat_incorrect[j] then
table_insert(incorrect_sat_indices, j)
end
end
return X, Y, Z, incorrect_sat_indices
end
until last_combination(is_sat_incorrect)
end
end
end
end
Пример использования:
-- assuming your mobile computer previous coordinates were 99 120 100
local previous_X, previous_Y, previous_Z = 99, 120, 100
-- assuming your mobile computer current coordinates are 111 112 113
local list_of_satellites = {
{x=22, y=55, z=77, distance=((111-22)^2+(112-55)^2+(113-77)^2)^0.5}, -- correct satellite
{x=35, y=99, z=42, distance=((111-35)^2+(112-99)^2+(113-42)^2)^0.5}, -- correct satellite
{x=44, y=44, z=44, distance=((111-94)^2+(112-94)^2+(113-94)^2)^0.5}, -- incorrect satellite
{x=10, y=88, z=70, distance=((111-10)^2+(112-88)^2+(113-70)^2)^0.5}, -- correct satellite
{x=54, y=54, z=54, distance=((111-64)^2+(112-64)^2+(113-64)^2)^0.5}, -- incorrect satellite
{x=91, y=33, z=15, distance=((111-91)^2+(112-33)^2+(113-15)^2)^0.5}, -- correct satellite
}
local X, Y, Z, list_of_incorrect_sat_indices = trilateration(list_of_satellites, previous_X, previous_Y, previous_Z)
if X then
print(X, Y, Z)
if #list_of_incorrect_sat_indices > 0 then
print("Satellites at the following indices are incorrect: "..table.concat(list_of_incorrect_sat_indices, ","))
end
else
print"Not enough satellites"
end
Вывод:
111 112 113
Satellites at the following indices are incorrect: 3,5
Такая система трилатерации уже была разработана для другого мода под названием ComputerCraft. Поскольку он, вероятно, не совместим с вашей конкретной проблемой, вам придется модифицировать и адаптировать его логику, но сам алгоритм должен работать.
Вот исходный код
CHANNEL_GPS = 65534
local function trilaterate( A, B, C )
local a2b = B.vPosition - A.vPosition
local a2c = C.vPosition - A.vPosition
if math.abs( a2b:normalize():dot( a2c:normalize() ) ) > 0.999 then
return nil
end
local d = a2b:length()
local ex = a2b:normalize( )
local i = ex:dot( a2c )
local ey = (a2c - (ex * i)):normalize()
local j = ey:dot( a2c )
local ez = ex:cross( ey )
local r1 = A.nDistance
local r2 = B.nDistance
local r3 = C.nDistance
local x = (r1*r1 - r2*r2 + d*d) / (2*d)
local y = (r1*r1 - r3*r3 - x*x + (x-i)*(x-i) + j*j) / (2*j)
local result = A.vPosition + (ex * x) + (ey * y)
local zSquared = r1*r1 - x*x - y*y
if zSquared > 0 then
local z = math.sqrt( zSquared )
local result1 = result + (ez * z)
local result2 = result - (ez * z)
local rounded1, rounded2 = result1:round( 0.01 ), result2:round( 0.01 )
if rounded1.x ~= rounded2.x or rounded1.y ~= rounded2.y or rounded1.z ~= rounded2.z then
return rounded1, rounded2
else
return rounded1
end
end
return result:round( 0.01 )
end
local function narrow( p1, p2, fix )
local dist1 = math.abs( (p1 - fix.vPosition):length() - fix.nDistance )
local dist2 = math.abs( (p2 - fix.vPosition):length() - fix.nDistance )
if math.abs(dist1 - dist2) < 0.01 then
return p1, p2
elseif dist1 < dist2 then
return p1:round( 0.01 )
else
return p2:round( 0.01 )
end
end
function locate( _nTimeout, _bDebug )
-- Let command computers use their magic fourth-wall-breaking special abilities
if commands then
return commands.getBlockPosition()
end
-- Find a modem
local sModemSide = nil
for n,sSide in ipairs( rs.getSides() ) do
if peripheral.getType( sSide ) == "modem" and peripheral.call( sSide, "isWireless" ) then
sModemSide = sSide
break
end
end
if sModemSide == nil then
if _bDebug then
print( "No wireless modem attached" )
end
return nil
end
if _bDebug then
print( "Finding position..." )
end
-- Open a channel
local modem = peripheral.wrap( sModemSide )
local bCloseChannel = false
if not modem.isOpen( os.getComputerID() ) then
modem.open( os.getComputerID() )
bCloseChannel = true
end
-- Send a ping to listening GPS hosts
modem.transmit( CHANNEL_GPS, os.getComputerID(), "PING" )
-- Wait for the responses
local tFixes = {}
local pos1, pos2 = nil, nil
local timeout = os.startTimer( _nTimeout or 2 )
while true do
local e, p1, p2, p3, p4, p5 = os.pullEvent()
if e == "modem_message" then
-- We received a reply from a modem
local sSide, sChannel, sReplyChannel, tMessage, nDistance = p1, p2, p3, p4, p5
if sSide == sModemSide and sChannel == os.getComputerID() and sReplyChannel == CHANNEL_GPS and nDistance then
-- Received the correct message from the correct modem: use it to determine position
if type(tMessage) == "table" and #tMessage == 3 then
local tFix = { vPosition = vector.new( tMessage[1], tMessage[2], tMessage[3] ), nDistance = nDistance }
if _bDebug then
print( tFix.nDistance.." metres from "..tostring( tFix.vPosition ) )
end
if tFix.nDistance == 0 then
pos1, pos2 = tFix.vPosition, nil
else
table.insert( tFixes, tFix )
if #tFixes >= 3 then
if not pos1 then
pos1, pos2 = trilaterate( tFixes[1], tFixes[2], tFixes[#tFixes] )
else
pos1, pos2 = narrow( pos1, pos2, tFixes[#tFixes] )
end
end
end
if pos1 and not pos2 then
break
end
end
end
elseif e == "timer" then
-- We received a timeout
local timer = p1
if timer == timeout then
break
end
end
end
-- Close the channel, if we opened one
if bCloseChannel then
modem.close( os.getComputerID() )
end
-- Return the response
if pos1 and pos2 then
if _bDebug then
print( "Ambiguous position" )
print( "Could be "..pos1.x..","..pos1.y..","..pos1.z.." or "..pos2.x..","..pos2.y..","..pos2.z )
end
return nil
elseif pos1 then
if _bDebug then
print( "Position is "..pos1.x..","..pos1.y..","..pos1.z )
end
return pos1.x, pos1.y, pos1.z
else
if _bDebug then
print( "Could not determine position" )
end
return nil
end
end
Спросите, есть ли у вас какие-либо конкретные вопросы по поводу исходного кода.