计算相邻路的速度位移差值0505-3办公自动化(五)

本文介绍如何使用Python的pandas库从Excel文件中读取数据,并进行分组、对比等操作,特别是针对相邻车辆间的距离和速度差值进行计算。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >


import pandas as pd  #
import numpy as np
import warnings
warnings.filterwarnings('ignore')

pd.set_option('display.max_rows',None)
# 显示所有行

df = pd.read_excel('Book1_final.xlsx')  #读取源数据
df_group = df.groupby(by='Veh.ID').size().index   # 取相同的值
df1 = df[df['Veh.ID'] == 17]  # 去除第一组

list_sum = []  # 分离源数据
list_finally = []  # 存储最终数据
list_finally.append(df1)  # 提前加入第一个数据


for i in df_group:   # 分离源数据
    list1 = df[df['Veh.ID'] == i]
    list_sum.append(list1)

for i, j in zip(list_sum[0:5], list_sum[1:6]):  #筛选
    list3 = [0] * j.shape[0]   # 预设为0
    list4 = [0] * j.shape[0]
    for k, m ,h in zip(i['Time'], i['Speed'], i['Distance']):
        for l, n , b, a in zip(j['Time'], j['Speed'], j['Distance'], range(len(list3))):
            if k == l:  # 时间条件
                list3[a] = m - n  # 计算
                list4[a] = h - b
    j['△V'] = list3  # 添加数值
    j['△S'] = list4  # 添加数值
    list_finally.append(j)  # 存储最终数据

df_finally = pd.DataFrame()
for i in list_finally:    #合并
    df_finally = pd.concat([df_finally, i])

df_finally['△V'][df_finally['△V'] == 0] = np.nan  #处理0值
df_finally['△S'][df_finally['△S'] == 0] = np.nan

df_finally.to_csv('total.csv', encoding='gb2312', index=None)  # 写入数据

目的是计算相邻路距离、速度的差值,主要是理清逻辑关系。提前设置数据列并设置为零是为提前站好位置,放置漏掉数据,而后将零设置为nan

<think>嗯,用户想在MATLAB中实现亚像素精度的插值方法,或者解决相关问题。首先,我需要回忆一下亚像素插值的基本概念。根据之前提供的引用,亚像素边缘检测通常通过插值算法来提高精度,比如二次插值、B样条插值等。用户可能需要具体的实现步骤或者代码示例。 用户可能已经了解过像素级的边缘检测,现在想提升到亚像素级别。我需要确定常用的亚像素插值方法有哪些。引用中提到二次插值、B样条和切比雪夫多项式插值,其中二次插值比较简单,适合快速实现。另外,基于梯度的方法可能也是常用的,比如利用梯度方向上的插值来定位边缘的亚像素位置。 接下来,我得考虑如何在MATLAB中实现这些方法。例如,对于梯度插值法,可能需要先计算图像的梯度,然后在梯度方向上进行插值。而多项式插值可能需要拟合像素周围的灰度值,找到极值点作为亚像素边缘位置。 用户可能需要具体的代码示例,比如如何遍历每个像素,获取相邻梯度,计算导数,然后估计亚像素坐标。引用中的subpixelEdgeDetection函数可能是一个参考,需要将其转化为MATLAB代码。 另外,用户可能关心如何处理噪声,因为插值法容易受噪声影响,可能需要预处理,比如高斯滤波。同时,亚像素检测后的应用场景,如高精度测量或定位,也是需要考虑的部分。 总结下来,回答应该包括几种常见的亚像素插值方法,如梯度插值法、二次多项式插值、三次插值,并给出每种方法的实现步骤和示例代码。同时,注意事项如预处理、坐标转换、精度验证也需要提及。最后,生成相关问题帮助用户进一步学习。</think>### MATLAB亚像素插值方法实现步骤 #### 一、基本原理 亚像素插值通过数学方法在相邻像素间估算更高精度的边缘位置,常用方法包括梯度插值法、多项式插值法和曲面拟合法[^4]。其核心公式可表示为: $$x_{sub} = x + \frac{G_{x-1} - G_{x+1}}{2(G_{x-1} - 2G_x + G_{x+1})}$$ 其中$G$表示梯度幅值,$x_{sub}$为亚像素偏移量[^3]。 #### 二、实现方法及代码 1. **梯度插值法** ```matlab function [sub_x, sub_y] = gradient_subpixel(im) [gx, gy] = gradient(double(im)); % 计算梯度 [rows, cols] = size(im); for i = 2:rows-1 for j = 2:cols-1 % X方向亚像素计算 dx = [gx(i,j-1), gx(i,j), gx(i,j+1)]; if abs(dx(2)) > eps offset_x = (dx(1) - dx(3)) / (2*(dx(1) - 2*dx(2) + dx(3))); sub_x(i,j) = j + offset_x; end % Y方向同理 dy = [gy(i-1,j), gy(i,j), gy(i+1,j)]; if abs(dy(2)) > eps offset_y = (dy(1) - dy(3)) / (2*(dy(1) - 2*dy(2) + dy(3))); sub_y(i,j) = i + offset_y; end end end end ``` 2. **二次多项式插值** ```matlab function sub_coord = quadratic_interpolation(patch) % patch为3x3像素块 x = [-1 0 1]; y = patch(2,:); % 取中心行 p = polyfit(x, y, 2); % 二次拟合 sub_coord = -p(2)/(2*p(1)); % 极值点位置 end ``` 3. **三次插值改进** ```matlab function offset = cubic_interpolation(g1, g0, g_1, g_2) numerator = g_2 - g1 + 4*(g0 - g_1); denominator = g_2 + g1 + 2*(g0 + g_1); offset = numerator / denominator; end ``` #### 三、关键注意事项 1. **预处理**:建议先进行高斯滤波(`imgaussfilt()`)消除高频噪声[^4] 2. **坐标转换**:MATLAB默认坐标从1开始,需注意与图像坐标系对应 3. **精度验证**:可使用合成图像测试,生成已知亚像素位移的测试图案 #### 四、完整实现流程 1. 读取图像并转换为灰度 2. 高斯滤波预处理(σ=1.0) 3. 计算梯度场(Sobel/Canny算子) 4. 非极大值抑制获取候选边缘点 5. 对候选点执行亚像素插值计算 6. 可视化结果(`scatter(sub_x,sub_y)`叠加原图) #### 、性能优化建议 1. 使用矢量化运算替代循环(`im2col()`函数) 2. 对平坦区域进行阈值过滤(梯度幅值<阈值时跳过) 3. 采用JIT加速(MATLAB自动优化) [^1]: 亚像素边缘检测的实现通常需要结合梯度计算与插值算法 [^2]: 二次插值法计算简单但抗噪性较差,实际应用中建议结合平滑处理 [^3]: 亚像素坐标计算需注意分母为零等边界条件处理 : 插值法的选择需平衡精度和计算效率,实时系统推荐二次插值
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