使用boost::graph模块实现平面图的最大平面化

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本文介绍如何利用C++的Boost.Graph模块将一个连接的平面图转化为最大平面图。通过安装Boost库,创建基于邻接表的无向图,添加顶点和边,然后检查平面性。如果图是平面的,就保持不变;否则,通过特定函数将其转化为双连通平面图并进行最大平面化。这个过程有助于在实际应用中保持图的平面性。

使用boost::graph模块实现平面图的最大平面化

平面图是一种特殊的图,其中没有两条边会相交。在计算几何和图论中,平面图有着广泛的应用。在本文中,我们将使用C++的boost::graph模块来实现从一个连接的平面图开始,并添加边以使图最大平面化。

首先,我们需要安装boost库并确保其可用。然后,我们可以开始编写代码。

#include <boost/graph/adjacency_list.hpp>
#include <boost/graph/planar_face_traversal.hpp>
#include 
在GTSAM中,地平面的残差构造可以通过定义一个自定义因子来实现。下面是一个使用GTSAM的C++库完成地平面残差构造的示例代码: ```cpp #include <gtsam/geometry/Pose3.h> #include <gtsam/inference/Symbol.h> #include <gtsam/nonlinear/NonlinearFactorGraph.h> #include <gtsam/nonlinear/Values.h> #include <gtsam/optimization/LevenbergMarquardtOptimizer.h> #include <gtsam/slam/PriorFactor.h> #include <gtsam/slam/dataset.h> #include <gtsam/slam/ProjectionFactor.h> using namespace gtsam; // 定义地平面约束因子 class GroundPlaneFactor : public NoiseModelFactor1<Pose3> { public: // 构造函数 GroundPlaneFactor(Key key, const Point3& ground_normal, double ground_distance, const SharedNoiseModel& model) : NoiseModelFactor1<Pose3>(model, key) , ground_normal_(ground_normal) , ground_distance_(ground_distance) { } // 计算残差 virtual Vector evaluateError(const Pose3& pose, boost::optional<Matrix&> H1 = boost::none) const { if (H1) { // 计算雅可比矩阵 Matrix36 H; H.block<3, 3>(0, 0) = Matrix3::Identity(); H.block<3, 3>(0, 3) = -SkewSymmetric(ground_normal_ * pose.rotation().transpose()); *H1 = H; } // 计算残差向量 Vector1 error; error(0) = pose.translation().dot(ground_normal_) + ground_distance_; return error; } private: Point3 ground_normal_; // 地面法向量 double ground_distance_; // 地面到原点的距离 }; int main(int argc, char** argv) { // 定义因子图和变量值 NonlinearFactorGraph graph; Values initial; // 添加机器人位姿变量 initial.insert(Symbol('x', 0), Pose3(Rot3::ypr(0.1, 0.2, 0.3), Point3(1, 2, 3))); // 添加地平面约束因子 Point3 ground_normal(0, 0, 1); // 地面法向量 double ground_distance = 0; // 地面到原点的距离 SharedNoiseModel model = noiseModel::Isotropic::Sigma(1, 1); // 噪声模型 graph.emplace_shared<GroundPlaneFactor>(Symbol('x', 0), ground_normal, ground_distance, model); // 执行优化 LevenbergMarquardtOptimizer optimizer(graph, initial); Values result = optimizer.optimize(); // 输出优化结果 std::cout << "Optimized pose:" << std::endl; std::cout << result.at<Pose3>(Symbol('x', 0)).matrix() << std::endl; return 0; } ``` 在上面的代码中,我们首先定义了一个 GroundPlaneFactor 类来表示地平面约束因子。该类继承自 NoiseModelFactor1 类,表示该因子只有一个变量(机器人位姿)。在类中,我们定义了一个构造函数和一个 evaluateError 函数。构造函数用于初始化地平面法向量和距离以及噪声模型,而 evaluateError 函数用于计算残差向量和雅可比矩阵。 在 main 函数中,我们首先定义了因子图和变量值,并添加了一个机器人位姿变量。然后,我们定义了一个 GroundPlaneFactor 对象,并将其添加到因子图中。最后,我们使用 LevenbergMarquardtOptimizer 类对因子图进行优化,并输出优化结果。 需要注意的是,上面的代码只是一个示例,实际应用中需要根据实际情况进行修改。
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