Compare commits
4
Commits
ceeccc7846
...
main
| Author | SHA1 | Date | |
|---|---|---|---|
|
|
ec1e6846ab
|
||
|
|
cc7ae6d49a
|
||
|
|
5221d6721e
|
||
|
|
fc3ac96bf4
|
No files matched your search
@@ -0,0 +1,3 @@
|
|||||||
|
---
|
||||||
|
BasedOnStyle: Google
|
||||||
|
IndentWidth: 2
|
||||||
@@ -4,6 +4,9 @@ result
|
|||||||
# cmake
|
# cmake
|
||||||
build
|
build
|
||||||
|
|
||||||
|
# clangd
|
||||||
|
.cache
|
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|
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||||||
# direnv files
|
# direnv files
|
||||||
.direnv
|
.direnv
|
||||||
.envrc
|
.envrc
|
||||||
+33
-8
@@ -1,23 +1,48 @@
|
|||||||
cmake_minimum_required(VERSION 4.0)
|
cmake_minimum_required(VERSION 4.0)
|
||||||
|
|
||||||
project(autoopt)
|
set(CMAKE_C_COMPILER clang)
|
||||||
|
set(CMAKE_CXX_COMPILER clang++)
|
||||||
set(CMAKE_CXX_STANDARD 23)
|
set(CMAKE_CXX_STANDARD 23)
|
||||||
|
|
||||||
|
project(slopefit)
|
||||||
|
|
||||||
add_compile_options(-Wall -Werror -Wpedantic)
|
add_compile_options(-Wall -Werror -Wpedantic)
|
||||||
|
|
||||||
find_package(Eigen3 REQUIRED)
|
find_package(Eigen3 REQUIRED)
|
||||||
|
|
||||||
add_library(autoopt INTERFACE)
|
find_package(Python 3.13 COMPONENTS Interpreter Development.Module REQUIRED)
|
||||||
target_include_directories(autoopt INTERFACE include)
|
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||||||
target_link_libraries(autoopt INTERFACE Eigen3::Eigen)
|
|
||||||
|
|
||||||
install(DIRECTORY include/autoopt DESTINATION include)
|
execute_process(
|
||||||
|
COMMAND "${Python_EXECUTABLE}" -m nanobind --cmake_dir
|
||||||
|
OUTPUT_STRIP_TRAILING_WHITESPACE OUTPUT_VARIABLE nanobind_ROOT)
|
||||||
|
find_package(nanobind CONFIG REQUIRED)
|
||||||
|
|
||||||
|
file(GLOB_RECURSE SOURCES lib/*.cpp)
|
||||||
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|
||||||
|
add_library(autoopt STATIC ${SOURCES})
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||||||
|
target_include_directories(autoopt PUBLIC include)
|
||||||
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target_link_libraries(autoopt PUBLIC Eigen3::Eigen)
|
||||||
|
target_link_libraries(autoopt PRIVATE fftw3)
|
||||||
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||||||
|
nanobind_add_module(slopefit NOMINSIZE src/module.cpp)
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||||||
|
nanobind_add_stub(
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||||||
|
slopefit_stub
|
||||||
|
MODULE slopefit
|
||||||
|
OUTPUT slopefit.pyi
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|
PYTHON_PATH $<TARGET_FILE_DIR:slopefit>
|
||||||
|
DEPENDS slopefit
|
||||||
|
)
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||||||
|
|
||||||
|
target_link_libraries(slopefit PRIVATE autoopt)
|
||||||
|
install(TARGETS slopefit DESTINATION .)
|
||||||
|
install(FILES $<TARGET_FILE_DIR:slopefit>/slopefit.pyi DESTINATION .)
|
||||||
|
|
||||||
# add tests if gtest is found
|
# add tests if gtest is found
|
||||||
|
enable_testing()
|
||||||
|
add_subdirectory(tests)
|
||||||
|
|
||||||
find_library(GTestPackage gtest QUIET)
|
find_library(GTestPackage gtest QUIET)
|
||||||
if(GTestPackage)
|
if(GTestPackage)
|
||||||
enable_testing()
|
|
||||||
add_subdirectory(tests)
|
|
||||||
endif()
|
endif()
|
||||||
|
|
||||||
@@ -0,0 +1,44 @@
|
|||||||
|
{
|
||||||
|
cmake,
|
||||||
|
ninja,
|
||||||
|
eigen,
|
||||||
|
fftw,
|
||||||
|
clang-tools,
|
||||||
|
python3Packages,
|
||||||
|
doCheck ? false,
|
||||||
|
gtest,
|
||||||
|
}:
|
||||||
|
python3Packages.buildPythonPackage {
|
||||||
|
pname = "slopefit";
|
||||||
|
version = "0.1.0";
|
||||||
|
pyproject = true;
|
||||||
|
|
||||||
|
dependencies = [
|
||||||
|
python3Packages.numpy
|
||||||
|
python3Packages.matplotlib
|
||||||
|
python3Packages.pyside6
|
||||||
|
python3Packages.pandas
|
||||||
|
python3Packages.pyqtgraph
|
||||||
|
];
|
||||||
|
|
||||||
|
buildInputs = [
|
||||||
|
eigen
|
||||||
|
fftw
|
||||||
|
]
|
||||||
|
++ (if doCheck then [ gtest ] else [ ]);
|
||||||
|
|
||||||
|
nativeBuildInputs = [
|
||||||
|
cmake
|
||||||
|
clang-tools
|
||||||
|
ninja
|
||||||
|
python3Packages.scikit-build-core
|
||||||
|
python3Packages.nanobind
|
||||||
|
];
|
||||||
|
|
||||||
|
buildPhase = ''
|
||||||
|
cd ..
|
||||||
|
pypaBuildPhase
|
||||||
|
'';
|
||||||
|
|
||||||
|
src = ./.;
|
||||||
|
}
|
||||||
File diff suppressed because it is too large.
Load diff
File diff suppressed because it is too large.
Load diff
Generated
+3
-3
@@ -20,11 +20,11 @@
|
|||||||
},
|
},
|
||||||
"nixpkgs": {
|
"nixpkgs": {
|
||||||
"locked": {
|
"locked": {
|
||||||
"lastModified": 1768564909,
|
"lastModified": 1789546076,
|
||||||
"narHash": "sha256-Kell/SpJYVkHWMvnhqJz/8DqQg2b6PguxVWOuadbHCc=",
|
"narHash": "sha256-zVxLZiSnmaaPLwnhj7pwmqe3axBg/C6nG5JZsJMh2g4=",
|
||||||
"owner": "nixos",
|
"owner": "nixos",
|
||||||
"repo": "nixpkgs",
|
"repo": "nixpkgs",
|
||||||
"rev": "e4bae1bd10c9c57b2cf517953ab70060a828ee6f",
|
"rev": "b1b875982b17dabde9b4a37f3e229e74913e6db3",
|
||||||
"type": "github"
|
"type": "github"
|
||||||
},
|
},
|
||||||
"original": {
|
"original": {
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,5 +1,5 @@
|
|||||||
{
|
{
|
||||||
description = "auto-opt-cpp";
|
description = "slopefit";
|
||||||
|
|
||||||
inputs = {
|
inputs = {
|
||||||
nixpkgs.url = "github:nixos/nixpkgs?ref=nixos-unstable";
|
nixpkgs.url = "github:nixos/nixpkgs?ref=nixos-unstable";
|
||||||
@@ -16,55 +16,24 @@
|
|||||||
system:
|
system:
|
||||||
let
|
let
|
||||||
pkgs = nixpkgs.legacyPackages.${system};
|
pkgs = nixpkgs.legacyPackages.${system};
|
||||||
pkg =
|
pkg = import ./build.nix;
|
||||||
{
|
|
||||||
stdenv,
|
|
||||||
cmake,
|
|
||||||
ninja,
|
|
||||||
lib,
|
|
||||||
eigen,
|
|
||||||
gtest,
|
|
||||||
withTests ? false,
|
|
||||||
}:
|
|
||||||
let
|
|
||||||
fs = lib.fileset;
|
|
||||||
in
|
|
||||||
stdenv.mkDerivation {
|
|
||||||
pname = "autoopt-cpp";
|
|
||||||
version = "0.1.0";
|
|
||||||
|
|
||||||
src = fs.toSource {
|
|
||||||
root = ./.;
|
|
||||||
fileset = fs.unions [
|
|
||||||
./include
|
|
||||||
./CMakeLists.txt
|
|
||||||
./tests
|
|
||||||
];
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
buildInputs = lib.optionals withTests [ gtest ];
|
|
||||||
|
|
||||||
nativeBuildInputs = [
|
|
||||||
cmake
|
|
||||||
ninja
|
|
||||||
eigen
|
|
||||||
];
|
|
||||||
};
|
|
||||||
in
|
in
|
||||||
rec {
|
rec {
|
||||||
packages = rec {
|
packages = rec {
|
||||||
autoopt-cpp = pkgs.callPackage pkg { };
|
slopefit = pkgs.callPackage pkg { };
|
||||||
autoopt-cpp-with-tests = pkgs.callPackage pkg { withTests = true; };
|
slopefit-with-tests = pkgs.callPackage pkg { doCheck = true; };
|
||||||
default = autoopt-cpp;
|
default = slopefit;
|
||||||
};
|
};
|
||||||
devShells = {
|
devShells = {
|
||||||
default = pkgs.mkShell {
|
default = pkgs.mkShell {
|
||||||
inputsFrom = [
|
inputsFrom = [
|
||||||
packages.autoopt-cpp-with-tests
|
packages.slopefit-with-tests
|
||||||
];
|
];
|
||||||
|
|
||||||
|
buildInputs = [ pkgs.python3Packages.pip ];
|
||||||
|
|
||||||
shellHook = ''
|
shellHook = ''
|
||||||
echo "Development shell for autoopt-cpp"
|
echo "Development shell for slopefit"
|
||||||
'';
|
'';
|
||||||
};
|
};
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|||||||
+18
-13
@@ -1,7 +1,5 @@
|
|||||||
#pragma once
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
#include <iostream>
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "autoopt/optimization_problem.hpp"
|
#include "autoopt/optimization_problem.hpp"
|
||||||
|
|
||||||
namespace autoopt {
|
namespace autoopt {
|
||||||
@@ -9,10 +7,10 @@ namespace autoopt {
|
|||||||
template <typename T>
|
template <typename T>
|
||||||
struct btls_parameters {
|
struct btls_parameters {
|
||||||
T step_decrease = T{0.5};
|
T step_decrease = T{0.5};
|
||||||
T step_increase = T{1.5};
|
T step_increase = T{1.2};
|
||||||
T sufficient_decrease = T{1e-2};
|
T sufficient_decrease = T{1e-2};
|
||||||
T tolerance = T{1e-9};
|
T tolerance = T{1e-10};
|
||||||
size_t max_iters = 1000;
|
size_t max_iters = 2000;
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
template <typename T>
|
template <typename T>
|
||||||
@@ -24,20 +22,27 @@ void btls(optimization_problem<T>& problem,
|
|||||||
for (size_t iter = 0; iter < params.max_iters; ++iter) {
|
for (size_t iter = 0; iter < params.max_iters; ++iter) {
|
||||||
T obj_value = problem.objective(x);
|
T obj_value = problem.objective(x);
|
||||||
|
|
||||||
std::cout << "Iter " << iter << ": obj = " << obj_value
|
Eigen::VectorX<T> grad = problem.gradient(x);
|
||||||
<< ", x = " << x.transpose() << ", step_size = " << step_size
|
|
||||||
<< std::endl;
|
|
||||||
|
|
||||||
Eigen::VectorX<T> grad = -problem.gradient(x);
|
Eigen::MatrixX<T> hess = problem.hessian(x);
|
||||||
|
Eigen::VectorX<T> step_dir = -hess.ldlt().solve(grad).normalized();
|
||||||
|
|
||||||
Eigen::VectorX<T> step_dir = grad.normalized();
|
// Eigen::VectorX<T> step_dir = -grad.normalized();
|
||||||
while (problem.objective(x + step_size * step_dir) >
|
|
||||||
obj_value +
|
auto decrease_condition = [&] {
|
||||||
params.sufficient_decrease * step_size * grad.dot(step_dir)) {
|
T new_obj = problem.objective(x + step_size * step_dir);
|
||||||
|
return std::isnan(new_obj) ||
|
||||||
|
(new_obj > obj_value - std::abs(params.sufficient_decrease *
|
||||||
|
step_size * grad.dot(step_dir)));
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
while (decrease_condition()) {
|
||||||
step_size *= params.step_decrease;
|
step_size *= params.step_decrease;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
x += step_size * step_dir;
|
x += step_size * step_dir;
|
||||||
|
|
||||||
|
step_size = step_size * params.step_increase;
|
||||||
|
|
||||||
if (step_size < params.tolerance) {
|
if (step_size < params.tolerance) {
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,16 +1,25 @@
|
|||||||
#pragma once
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "autoopt/parameters.hpp"
|
||||||
#include "autoopt/quadric.hpp"
|
#include "autoopt/quadric.hpp"
|
||||||
|
|
||||||
namespace autoopt {
|
namespace autoopt {
|
||||||
|
|
||||||
template <typename T>
|
struct ellipse_new : curve_base {
|
||||||
struct ellipse {
|
// T focal_length;
|
||||||
T left_arm;
|
ellipse_new() : curve_base() {
|
||||||
T right_arm;
|
initial = Eigen::VectorXd::Zero(4);
|
||||||
T entrance_angle;
|
delta = Eigen::VectorXd::Zero(4);
|
||||||
|
param_names =
|
||||||
|
std::vector<const char*>{"left arm", "right arm", "entrance angle", "rotation"};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
constexpr quadric<T> to_quadric() const {
|
template <typename T>
|
||||||
|
quadric<T> grapher_from_params(const Eigen::VectorX<T>& params) const {
|
||||||
|
T left_arm = params(0);
|
||||||
|
T right_arm = params(1);
|
||||||
|
T entrance_angle = params(2);
|
||||||
|
T alpha = params(3);
|
||||||
T a = (left_arm + right_arm) / T{2};
|
T a = (left_arm + right_arm) / T{2};
|
||||||
T a2 = a * a;
|
T a2 = a * a;
|
||||||
|
|
||||||
@@ -43,8 +52,8 @@ struct ellipse {
|
|||||||
T E = -B * c_x - T{2} * C * c_y;
|
T E = -B * c_x - T{2} * C * c_y;
|
||||||
T F = A * c_x * c_x + B * c_x * c_y + C * c_y * c_y - a2 * b2;
|
T F = A * c_x * c_x + B * c_x * c_y + C * c_y * c_y - a2 * b2;
|
||||||
|
|
||||||
return quadric<T>(A, B, C, D, E, F);
|
return quadric<T>(A, B, C, D, E, F).rotated_by(alpha);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
} // namespace autoopt
|
} // namespace autoopt
|
||||||
@@ -0,0 +1,23 @@
|
|||||||
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <vector>
|
||||||
|
#include <Eigen/Eigen>
|
||||||
|
#include <generator>
|
||||||
|
#include <filesystem>
|
||||||
|
#include <fstream>
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace autoopt {
|
||||||
|
struct raw_data {
|
||||||
|
Eigen::VectorXd _xs;
|
||||||
|
std::vector<Eigen::VectorXd> _yss;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
std::generator<std::pair<double, double>> parse_dat_file(
|
||||||
|
const std::filesystem::path& filename);
|
||||||
|
|
||||||
|
std::pair<std::vector<double>, std::vector<double>> parse_row(auto& iter,
|
||||||
|
auto sentinel);
|
||||||
|
|
||||||
|
raw_data read_data(const std::filesystem::path& filename);
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -1,7 +1,5 @@
|
|||||||
#pragma once
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
#include <cstddef>
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "autoopt/derivative.hpp"
|
#include "autoopt/derivative.hpp"
|
||||||
|
|
||||||
namespace autoopt {
|
namespace autoopt {
|
||||||
@@ -76,7 +74,7 @@ struct log_barrier_optimization_problem
|
|||||||
auto base_grad = _base_problem.gradient(params);
|
auto base_grad = _base_problem.gradient(params);
|
||||||
Eigen::VectorX<T> barrier_grad = autoopt::gradient<T>(
|
Eigen::VectorX<T> barrier_grad = autoopt::gradient<T>(
|
||||||
[this]<typename U>(const Eigen::VectorX<U>& p) {
|
[this]<typename U>(const Eigen::VectorX<U>& p) {
|
||||||
return barrier_term<U>(p);
|
return this->barrier_term<U>(p);
|
||||||
},
|
},
|
||||||
params);
|
params);
|
||||||
Eigen::VectorX<T> total_grad(params.size());
|
Eigen::VectorX<T> total_grad(params.size());
|
||||||
@@ -88,7 +86,7 @@ struct log_barrier_optimization_problem
|
|||||||
auto base_hess = _base_problem.hessian(params);
|
auto base_hess = _base_problem.hessian(params);
|
||||||
Eigen::MatrixX<T> barrier_hess = autoopt::hessian<T>(
|
Eigen::MatrixX<T> barrier_hess = autoopt::hessian<T>(
|
||||||
[this]<typename U>(const Eigen::VectorX<U>& p) {
|
[this]<typename U>(const Eigen::VectorX<U>& p) {
|
||||||
return barrier_term<U>(p);
|
return this->barrier_term<U>(p);
|
||||||
},
|
},
|
||||||
params);
|
params);
|
||||||
Eigen::MatrixX<T> total_hess(params.size(), params.size());
|
Eigen::MatrixX<T> total_hess(params.size(), params.size());
|
||||||
|
|||||||
@@ -0,0 +1,64 @@
|
|||||||
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <filesystem>
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <functional>
|
||||||
|
#include <variant>
|
||||||
|
#include <vector>
|
||||||
|
#include "autoopt/parabola_new.hpp"
|
||||||
|
#include "autoopt/ellipse_new.hpp"
|
||||||
|
#include "autoopt/importer.hpp"
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace autoopt {
|
||||||
|
|
||||||
|
enum CurveType {
|
||||||
|
Parabola,
|
||||||
|
Ellipse
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
using curves = std::variant<parabola_new, ellipse_new>;
|
||||||
|
|
||||||
|
struct optimizer {
|
||||||
|
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
void import_file(std::filesystem::path file_path);
|
||||||
|
void set_lower_bound(double lb);
|
||||||
|
void set_upper_bound(double ub);
|
||||||
|
|
||||||
|
void set_curve_type(int curve_type);
|
||||||
|
void set_initial(size_t i, double value);
|
||||||
|
void set_delta(size_t i, double value);
|
||||||
|
void flip_curve();
|
||||||
|
void calc_fit();
|
||||||
|
|
||||||
|
void set_plot_input_cb(std::function<void(Eigen::VectorXd xs, std::vector<Eigen::VectorXd> yss)> cb);
|
||||||
|
void set_plot_slope_cb(std::function<void(Eigen::VectorXd xs, Eigen::VectorXd ys, Eigen::VectorXd ys_curve)> cb);
|
||||||
|
void set_init_bounds_cb(std::function<void(double lb, double ub, double step)> cb);
|
||||||
|
void set_update_table_cb(std::function<void(std::vector<std::tuple<std::string, double, double>> entries)> cb);
|
||||||
|
void set_plot_error_cb(std::function<void(Eigen::VectorXd xs, Eigen::VectorXd ys)> cb);
|
||||||
|
|
||||||
|
private:
|
||||||
|
struct data {
|
||||||
|
raw_data _raw;
|
||||||
|
double lb, ub;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
std::optional<data> _data;
|
||||||
|
std::optional<test_data> _test_data;
|
||||||
|
curves _curve;
|
||||||
|
std::optional<std::pair<Eigen::VectorXd, double>> _fit_result;
|
||||||
|
|
||||||
|
std::function<void(Eigen::VectorXd xs, std::vector<Eigen::VectorXd> yss)> _plot_input_cb;
|
||||||
|
std::function<void(double lb, double ub, double step)> _init_bounds_cb;
|
||||||
|
std::function<void(Eigen::VectorXd xs, Eigen::VectorXd ys, Eigen::VectorXd ys_curve)> _plot_slope_cb;
|
||||||
|
std::function<void(std::vector<std::tuple<std::string, double, double>> entries)> _param_table_cb;
|
||||||
|
std::function<void(Eigen::VectorXd xs, Eigen::VectorXd ys)> _plot_error_cb;
|
||||||
|
|
||||||
|
void update_test_data();
|
||||||
|
void init_bounds_cb();
|
||||||
|
void plot_input_cb();
|
||||||
|
void plot_slope_cb();
|
||||||
|
void update_table_cb();
|
||||||
|
void plot_error_cb();
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
} // namespace autoopt
|
||||||
@@ -0,0 +1,33 @@
|
|||||||
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "autoopt/parameters.hpp"
|
||||||
|
#include "autoopt/quadric.hpp"
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace autoopt {
|
||||||
|
|
||||||
|
struct parabola_new : curve_base {
|
||||||
|
// T focal_length;
|
||||||
|
parabola_new() : curve_base() {
|
||||||
|
initial = Eigen::VectorXd::Zero(3);
|
||||||
|
delta = Eigen::VectorXd::Zero(3);
|
||||||
|
param_names =
|
||||||
|
std::vector<const char*>{"focus", "entrance angle", "rotation"};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template <typename T>
|
||||||
|
quadric<T> grapher_from_params(const Eigen::VectorX<T>& params) const {
|
||||||
|
T exit_arm = params(0);
|
||||||
|
T entrance_angle = params(1);
|
||||||
|
T alpha = params(2);
|
||||||
|
|
||||||
|
T x = exit_arm * std::sin(T{2.0} * entrance_angle);
|
||||||
|
T f = T{0.5} * (T{1.0} - std::cos(T{2.0} * entrance_angle)) * exit_arm;
|
||||||
|
T a = T{1.0} / (T{4.0} * f);
|
||||||
|
T y = a * x * x;
|
||||||
|
quadric<T> q = quadric(a, T{0}, T{0}, T{0}, T{-1.0}, T{0});
|
||||||
|
return q.translated_by(-x, -y).rotated_by(entrance_angle - T{M_PI_2} +
|
||||||
|
alpha);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
} // namespace autoopt
|
||||||
@@ -0,0 +1,76 @@
|
|||||||
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <Eigen/Eigen>
|
||||||
|
#include <autoopt/btls.hpp>
|
||||||
|
#include <autoopt/optimization_problem.hpp>
|
||||||
|
#include <cmath>
|
||||||
|
#include <cstddef>
|
||||||
|
#include <optional>
|
||||||
|
#include <utility>
|
||||||
|
#include <vector>
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "autoopt/util.hpp"
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace autoopt {
|
||||||
|
|
||||||
|
struct test_data {
|
||||||
|
Eigen::VectorXd _xs;
|
||||||
|
Eigen::VectorXd _ys;
|
||||||
|
double _center;
|
||||||
|
|
||||||
|
size_t size() const { return _xs.size(); }
|
||||||
|
|
||||||
|
std::pair<double, double> operator[](size_t i) const {
|
||||||
|
return {_xs(i) - _center, _ys(i)};
|
||||||
|
};
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
struct curve_base {
|
||||||
|
Eigen::VectorXd initial;
|
||||||
|
Eigen::VectorXd delta;
|
||||||
|
std::vector<const char*> param_names;
|
||||||
|
bool flip = false;
|
||||||
|
|
||||||
|
std::pair<Eigen::VectorXd, double> fit(this auto&& self,
|
||||||
|
const test_data& measurements) {
|
||||||
|
auto opt_func = [&]<typename T>(const Eigen::VectorX<T>& params) {
|
||||||
|
auto grapher = self.template grapher_from_params<T>(params);
|
||||||
|
T error{0.0};
|
||||||
|
for (size_t i = 0; i < measurements.size(); i++) {
|
||||||
|
auto [x, y] = measurements[i];
|
||||||
|
T distance = T{self.flip ? -1.0 : 1.0} *
|
||||||
|
std::atan(grapher.slope_at(T{self.flip ? -x : x})) -
|
||||||
|
T{arcsec2rad(y)};
|
||||||
|
error = error + distance * distance;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return error / T(measurements.size());
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
auto_diff_optimization_problem problem(opt_func, self.initial);
|
||||||
|
|
||||||
|
log_barrier_optimization_problem lb_problem(problem, self.delta, 1e-4);
|
||||||
|
|
||||||
|
while (lb_problem._barrier_strength > 1e-20) {
|
||||||
|
btls(lb_problem);
|
||||||
|
lb_problem._barrier_strength *= 1e-2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Eigen::VectorX<double> fitted_params = problem.x();
|
||||||
|
return {fitted_params, std::sqrt(problem.objective(fitted_params))};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Eigen::VectorXd plot(this auto&& self, const test_data& measurements,
|
||||||
|
std::optional<Eigen::VectorXd> params = {}) {
|
||||||
|
auto grapher = self.template grapher_from_params<double>(
|
||||||
|
params.value_or(self.initial));
|
||||||
|
Eigen::VectorXd ys(measurements.size());
|
||||||
|
for (size_t i = 0; i < measurements.size(); i++) {
|
||||||
|
double x = measurements[i].first;
|
||||||
|
ys(i) = rad2arcsec((self.flip ? -1.0 : 1.0) *
|
||||||
|
atan(grapher.slope_at(self.flip ? -x : x)));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return ys;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
} // namespace autoopt
|
||||||
@@ -1,7 +1,7 @@
|
|||||||
#pragma once
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
#include <cmath>
|
|
||||||
#include <autoopt/derivative.hpp>
|
#include <autoopt/derivative.hpp>
|
||||||
|
#include <cmath>
|
||||||
|
|
||||||
namespace autoopt {
|
namespace autoopt {
|
||||||
|
|
||||||
@@ -34,6 +34,14 @@ struct quadric {
|
|||||||
return quadric(A_new, B_new, C_new, D_new, E_new, F_new);
|
return quadric(A_new, B_new, C_new, D_new, E_new, F_new);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
constexpr quadric translated_by(T x_o, T y_o) const {
|
||||||
|
T D_new = _D - T{2} * _A * x_o - _B * y_o;
|
||||||
|
T E_new = _E - _B * x_o - T{2} * _C * y_o;
|
||||||
|
T F_new = _F + _A * x_o * x_o + _B * x_o * y_o + _C * y_o * y_o - _D * x_o -
|
||||||
|
_E * y_o;
|
||||||
|
return quadric(_A, _B, _C, D_new, E_new, F_new);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
constexpr T at(T x) const {
|
constexpr T at(T x) const {
|
||||||
T sign = T{-1};
|
T sign = T{-1};
|
||||||
T Bx_E = _B * x + _E;
|
T Bx_E = _B * x + _E;
|
||||||
@@ -50,10 +58,12 @@ struct quadric {
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
constexpr T slope_at(T x) const {
|
constexpr T slope_at(T x) const {
|
||||||
return derivative([&]<typename U>(U x_val) {
|
return derivative(
|
||||||
quadric<U> q{U{_A}, U{_B}, U{_C}, U{_D}, U{_E}, U{_F}};
|
[&]<typename U>(U x_val) {
|
||||||
return q.at(x_val);
|
quadric<U> q{U{_A}, U{_B}, U{_C}, U{_D}, U{_E}, U{_F}};
|
||||||
}, x);
|
return q.at(x_val);
|
||||||
|
},
|
||||||
|
x);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -0,0 +1,79 @@
|
|||||||
|
|
||||||
|
#include <array>
|
||||||
|
#include <cstdint>
|
||||||
|
#include <functional>
|
||||||
|
#include <tuple>
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace autoopt {
|
||||||
|
|
||||||
|
template <typename T>
|
||||||
|
struct source {
|
||||||
|
T _value;
|
||||||
|
std::uint64_t _version = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
source() = default;
|
||||||
|
explicit source(T value) : _value(std::move(value)) {}
|
||||||
|
|
||||||
|
virtual T& get() { return _value; };
|
||||||
|
|
||||||
|
bool set(T value) {
|
||||||
|
if (value == _value) return false;
|
||||||
|
_value = std::move(value);
|
||||||
|
++_version;
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
template <typename O, typename... Is>
|
||||||
|
struct transform : source<O> {
|
||||||
|
std::function<O(Is&...)> _func;
|
||||||
|
std::tuple<source<Is>&...> _sources;
|
||||||
|
std::array<std::uint64_t, sizeof...(Is)> _versions{};
|
||||||
|
|
||||||
|
transform(std::function<O(Is&...)> func, source<Is>&... sources)
|
||||||
|
: _func(func), _sources(sources...) {
|
||||||
|
this->_value = std::apply([&](source<Is>&... sources) {
|
||||||
|
return _func(sources.get()...);
|
||||||
|
}, _sources);
|
||||||
|
this->_versions = current_versions();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
virtual O& get() override {
|
||||||
|
auto cur_versions = current_versions();
|
||||||
|
if (_versions == cur_versions) return this->_value;
|
||||||
|
|
||||||
|
O next = std::apply([&](source<Is>&... sources) {
|
||||||
|
return _func(sources.get()...);
|
||||||
|
}, _sources);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (next != this->_value) {
|
||||||
|
this->_value = next;
|
||||||
|
++this->_version;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return this->_value;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private:
|
||||||
|
std::array<std::uint64_t, sizeof...(Is)> current_versions() {
|
||||||
|
return std::apply([&](source<Is>&... sources){
|
||||||
|
|
||||||
|
return std::array<std::uint64_t, sizeof...(Is)>{sources._version...};
|
||||||
|
}, _sources);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
template <typename T>
|
||||||
|
struct sink {
|
||||||
|
source<T>& _upstream;
|
||||||
|
std::uint64_t _version;
|
||||||
|
std::function<void(T&)> _cb;
|
||||||
|
|
||||||
|
void maybe_update() {
|
||||||
|
if (_version != _upstream._version) {
|
||||||
|
_cb(_upstream.get());
|
||||||
|
_version = _upstream._version;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
} // namespace autoopt
|
||||||
@@ -0,0 +1,73 @@
|
|||||||
|
#include "autoopt/importer.hpp"
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace autoopt {
|
||||||
|
std::generator<std::pair<double, double>> parse_dat_file(
|
||||||
|
const std::filesystem::path& filename) {
|
||||||
|
// check if file exists
|
||||||
|
if (!std::filesystem::exists(filename)) {
|
||||||
|
throw std::runtime_error("File does not exist: " + filename.string());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
std::fstream file(filename, std::ios::in);
|
||||||
|
|
||||||
|
std::string line;
|
||||||
|
while (std::getline(file, line)) {
|
||||||
|
if (line.empty() || line == "\r" || line[0] == '#') {
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
std::istringstream iss(line);
|
||||||
|
double x, y;
|
||||||
|
iss >> x;
|
||||||
|
for (size_t i = 1; i < 5; ++i) {
|
||||||
|
iss >> y; // skip unused columns
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
co_yield {x, -y};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
co_return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
std::pair<std::vector<double>, std::vector<double>> parse_row(auto& iter,
|
||||||
|
auto sentinel) {
|
||||||
|
std::vector<double> xs;
|
||||||
|
std::vector<double> ys;
|
||||||
|
xs.push_back((*iter).first);
|
||||||
|
ys.push_back((*iter).second);
|
||||||
|
++iter;
|
||||||
|
double last_x = xs[0];
|
||||||
|
bool forward = last_x < (*iter).first;
|
||||||
|
while (iter != sentinel && ((forward && last_x < (*iter).first) ||
|
||||||
|
(!forward && last_x > (*iter).first))) {
|
||||||
|
xs.push_back((*iter).first);
|
||||||
|
ys.push_back((*iter).second);
|
||||||
|
last_x = (*iter).first;
|
||||||
|
++iter;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (!forward) {
|
||||||
|
std::reverse(xs.begin(), xs.end());
|
||||||
|
std::reverse(ys.begin(), ys.end());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return std::make_pair(std::move(xs), std::move(ys));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
raw_data read_data(const std::filesystem::path &filename){
|
||||||
|
auto lines = parse_dat_file(filename);
|
||||||
|
|
||||||
|
raw_data result;
|
||||||
|
|
||||||
|
auto it = lines.begin();
|
||||||
|
while (it != lines.end()) {
|
||||||
|
auto [xs, ys] = parse_row(it, lines.end());
|
||||||
|
if (result._xs.rows() == 0) {
|
||||||
|
result._xs = Eigen::VectorXd(xs.size());
|
||||||
|
std::copy(xs.begin(), xs.end(), result._xs.begin());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
Eigen::VectorXd ys_vec = Eigen::VectorXd(ys.size());
|
||||||
|
std::copy(ys.begin(), ys.end(), ys_vec.begin());
|
||||||
|
result._yss.push_back(ys_vec);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
} // namespace autoopt
|
||||||
@@ -0,0 +1,224 @@
|
|||||||
|
#include "autoopt/optimizer.hpp"
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <Eigen/src/Core/Matrix.h>
|
||||||
|
#include <fftw3.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <algorithm>
|
||||||
|
#include <cstddef>
|
||||||
|
#include <iterator>
|
||||||
|
#include <print>
|
||||||
|
#include <stdexcept>
|
||||||
|
#include <tuple>
|
||||||
|
#include <variant>
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "autoopt/ellipse_new.hpp"
|
||||||
|
#include "autoopt/parabola_new.hpp"
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace autoopt {
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::import_file(std::filesystem::path file_path) {
|
||||||
|
_data = data{};
|
||||||
|
_data->_raw = read_data(file_path);
|
||||||
|
_data->lb = *_data->_raw._xs.begin();
|
||||||
|
_data->ub = *(_data->_raw._xs.end() - 1);
|
||||||
|
plot_input_cb();
|
||||||
|
init_bounds_cb();
|
||||||
|
update_test_data();
|
||||||
|
update_table_cb();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::set_lower_bound(double lb) {
|
||||||
|
if (_data) {
|
||||||
|
_data->lb = lb;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
update_test_data();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::set_upper_bound(double ub) {
|
||||||
|
if (_data) {
|
||||||
|
_data->ub = ub;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
update_test_data();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::set_curve_type(int ct) {
|
||||||
|
if (ct == _curve.index()) return;
|
||||||
|
switch (ct) {
|
||||||
|
case CurveType::Parabola:
|
||||||
|
_curve = parabola_new{};
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case CurveType::Ellipse:
|
||||||
|
_curve = ellipse_new{};
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
update_table_cb();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::set_initial(size_t i, double value) {
|
||||||
|
_fit_result.reset();
|
||||||
|
std::visit(
|
||||||
|
[&](auto& curve) -> void {
|
||||||
|
if (i >= curve.initial.size()) {
|
||||||
|
throw std::runtime_error("index out of bounds");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
curve.initial(i) = value;
|
||||||
|
},
|
||||||
|
_curve);
|
||||||
|
plot_slope_cb();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::set_delta(size_t i, double value) {
|
||||||
|
_fit_result.reset();
|
||||||
|
std::visit(
|
||||||
|
[&](auto& curve) -> void {
|
||||||
|
if (i >= curve.delta.size()) {
|
||||||
|
throw std::runtime_error("index out of bounds");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
curve.delta(i) = value;
|
||||||
|
},
|
||||||
|
_curve);
|
||||||
|
plot_slope_cb();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::flip_curve() {
|
||||||
|
std::visit([](auto& curve) { curve.flip = !curve.flip; }, _curve);
|
||||||
|
plot_slope_cb();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::calc_fit() {
|
||||||
|
_fit_result =
|
||||||
|
std::visit([&](auto& curve) { return curve.fit(*_test_data); }, _curve);
|
||||||
|
plot_slope_cb();
|
||||||
|
for (auto param : _fit_result->first) {
|
||||||
|
std::println("param: {}", param);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
plot_error_cb();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::set_plot_input_cb(
|
||||||
|
std::function<void(Eigen::VectorXd xs, std::vector<Eigen::VectorXd> yss)>
|
||||||
|
cb) {
|
||||||
|
_plot_input_cb = cb;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::set_init_bounds_cb(
|
||||||
|
std::function<void(double lb, double ub, double step)> cb) {
|
||||||
|
_init_bounds_cb = cb;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::set_plot_slope_cb(
|
||||||
|
std::function<void(Eigen::VectorXd xs, Eigen::VectorXd ys,
|
||||||
|
Eigen::VectorXd ys_curve)>
|
||||||
|
cb) {
|
||||||
|
_plot_slope_cb = cb;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::set_update_table_cb(
|
||||||
|
std::function<
|
||||||
|
void(std::vector<std::tuple<std::string, double, double>> entries)>
|
||||||
|
cb) {
|
||||||
|
_param_table_cb = cb;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::set_plot_error_cb(
|
||||||
|
std::function<void(Eigen::VectorXd xs, Eigen::VectorXd ys)> cb) {
|
||||||
|
_plot_error_cb = cb;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::update_test_data() {
|
||||||
|
_fit_result.reset();
|
||||||
|
if (!_data) {
|
||||||
|
_test_data.reset();
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
auto lb_it = std::lower_bound(_data->_raw._xs.begin(), _data->_raw._xs.end(),
|
||||||
|
_data->lb);
|
||||||
|
auto ub_it = std::upper_bound(_data->_raw._xs.begin(), _data->_raw._xs.end(),
|
||||||
|
_data->ub);
|
||||||
|
ssize_t n_samples = std::distance(lb_it, ub_it);
|
||||||
|
if (n_samples < 1) {
|
||||||
|
_test_data.reset();
|
||||||
|
plot_input_cb();
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
size_t start_index = std::distance(_data->_raw._xs.begin(), lb_it);
|
||||||
|
|
||||||
|
Eigen::VectorXd xs(n_samples);
|
||||||
|
Eigen::VectorXd ys = Eigen::VectorXd::Zero(n_samples);
|
||||||
|
|
||||||
|
std::copy(lb_it, ub_it, xs.begin());
|
||||||
|
for (size_t i = 0; i < n_samples; i++) {
|
||||||
|
for (auto r : _data->_raw._yss) {
|
||||||
|
ys(i) += r(start_index + i);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
ys(i) /= _data->_raw._yss.size();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
double center = (*lb_it + *std::prev(ub_it)) / 2;
|
||||||
|
_test_data.emplace(xs, ys, center);
|
||||||
|
plot_slope_cb();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::init_bounds_cb() {
|
||||||
|
if (_init_bounds_cb) {
|
||||||
|
_init_bounds_cb(_data->_raw._xs(0), _data->_raw._xs.tail(1)(0),
|
||||||
|
_data->_raw._xs(1) - _data->_raw._xs(0));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::plot_input_cb() {
|
||||||
|
if (_plot_input_cb) {
|
||||||
|
_plot_input_cb(_data->_raw._xs, _data->_raw._yss);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::plot_slope_cb() {
|
||||||
|
if (_plot_slope_cb) {
|
||||||
|
auto ys_curve =
|
||||||
|
std::visit([&](auto curve) { return curve.plot(*_test_data); }, _curve);
|
||||||
|
_plot_slope_cb(_test_data->_xs, _test_data->_ys, ys_curve);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::update_table_cb() {
|
||||||
|
std::vector<std::tuple<std::string, double, double>> res;
|
||||||
|
std::visit(
|
||||||
|
[&]<typename T>(T& curve) {
|
||||||
|
for (size_t i = 0; i < curve.param_names.size(); i++) {
|
||||||
|
res.emplace_back(curve.param_names[i], curve.initial[i],
|
||||||
|
curve.delta[i]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
},
|
||||||
|
_curve);
|
||||||
|
_param_table_cb(res);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void optimizer::plot_error_cb() {
|
||||||
|
if (_plot_error_cb) {
|
||||||
|
Eigen::VectorXd ys_curve = std::visit(
|
||||||
|
[&](auto curve) { return curve.plot(*_test_data, _fit_result->first); },
|
||||||
|
_curve);
|
||||||
|
Eigen::VectorXd error = _test_data->_ys - ys_curve;
|
||||||
|
_plot_error_cb(_test_data->_xs, error);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
fftw_complex* out = fftw_alloc_complex(error.size());
|
||||||
|
double* input = &error(0);
|
||||||
|
fftw_plan plan = fftw_plan_dft_r2c_1d(error.size(), input, out, FFTW_FORWARD);
|
||||||
|
fftw_execute(plan);
|
||||||
|
fftw_destroy_plan(plan);
|
||||||
|
Eigen::VectorXd out_abs(error.size());
|
||||||
|
for (size_t i = 0; i < error.size(); i++) {
|
||||||
|
out_abs(i) = out[i][0] * out[i][0] + out[i][1]*out[i][1];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
fftw_free(out);
|
||||||
|
std::println("begin fftw");
|
||||||
|
for (auto v : out_abs) {
|
||||||
|
std::println(" {}", v);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
std::println("end fftw");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
} // namespace autoopt
|
||||||
@@ -0,0 +1,36 @@
|
|||||||
|
[build-system]
|
||||||
|
requires = ["scikit-build-core>=0.11", "nanobind"]
|
||||||
|
build-backend = "scikit_build_core.build"
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
[tool.scikit-build]
|
||||||
|
# Protect the configuration against future changes in scikit-build-core
|
||||||
|
minimum-version = "0.4"
|
||||||
|
|
||||||
|
# Setuptools-style build caching in a local directory
|
||||||
|
build-dir = "build/{wheel_tag}"
|
||||||
|
|
||||||
|
[project]
|
||||||
|
name = "slopefit"
|
||||||
|
version = "0.1.0"
|
||||||
|
authors = [
|
||||||
|
{ name="Valentin Leon Stöcker", email="valentin@stoeckermail.de" },
|
||||||
|
]
|
||||||
|
description = "fit conic sections"
|
||||||
|
readme = "README.md"
|
||||||
|
requires-python = ">=3.9"
|
||||||
|
dependencies = [
|
||||||
|
"numpy",
|
||||||
|
"matplotlib"
|
||||||
|
"pyside6"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
classifiers = [
|
||||||
|
"Programming Language :: Python :: 3",
|
||||||
|
"Operating System :: OS Independent",
|
||||||
|
]
|
||||||
|
license = "MIT"
|
||||||
|
|
||||||
|
[project.urls]
|
||||||
|
Homepage = "https://gitea.valentinstoecker.de/vls/slopfit"
|
||||||
|
Issues = "https://gitea.valentinstoecker.de/vls/slopfit/issues"
|
||||||
|
|
||||||
@@ -0,0 +1,53 @@
|
|||||||
|
#include <nanobind/eigen/dense.h>
|
||||||
|
#include <nanobind/nanobind.h>
|
||||||
|
#include <nanobind/ndarray.h>
|
||||||
|
#include <nanobind/stl/filesystem.h>
|
||||||
|
#include <nanobind/stl/optional.h>
|
||||||
|
#include <nanobind/stl/pair.h>
|
||||||
|
#include <nanobind/stl/tuple.h>
|
||||||
|
#include <nanobind/stl/string.h>
|
||||||
|
#include <nanobind/stl/vector.h>
|
||||||
|
#include <nanobind/stl/function.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <Eigen/Eigen>
|
||||||
|
#include <autoopt/optimizer.hpp>
|
||||||
|
#include <autoopt/util.hpp>
|
||||||
|
#include <format>
|
||||||
|
#include <optional>
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace nb = nanobind;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace std {
|
||||||
|
|
||||||
|
template <typename T>
|
||||||
|
struct formatter<optional<T>> {
|
||||||
|
constexpr auto parse(format_parse_context& ctx) { return ctx.begin(); }
|
||||||
|
|
||||||
|
auto format(const optional<T>& opt, format_context& ctx) const {
|
||||||
|
if (opt) {
|
||||||
|
return format_to(ctx.out(), "{}", opt.value());
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
return format_to(ctx.out(), "None");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
} // namespace std
|
||||||
|
|
||||||
|
NB_MODULE(slopefit, m) {
|
||||||
|
nb::class_<autoopt::optimizer>(m, "Optimizer")
|
||||||
|
.def(nb::init<>())
|
||||||
|
.def("import_file", &autoopt::optimizer::import_file)
|
||||||
|
.def("set_lower_bound", &autoopt::optimizer::set_lower_bound)
|
||||||
|
.def("set_upper_bound", &autoopt::optimizer::set_upper_bound)
|
||||||
|
.def("set_curve_type", &autoopt::optimizer::set_curve_type)
|
||||||
|
.def("set_initial", &autoopt::optimizer::set_initial)
|
||||||
|
.def("set_delta", &autoopt::optimizer::set_delta)
|
||||||
|
.def("flip_curve", &autoopt::optimizer::flip_curve)
|
||||||
|
.def("calc_fit", &autoopt::optimizer::calc_fit)
|
||||||
|
.def("set_plot_input_cb", &autoopt::optimizer::set_plot_input_cb)
|
||||||
|
.def("set_init_bounds_cb", &autoopt::optimizer::set_init_bounds_cb)
|
||||||
|
.def("set_plot_slope_cb", &autoopt::optimizer::set_plot_slope_cb)
|
||||||
|
.def("set_update_table_cb", &autoopt::optimizer::set_update_table_cb)
|
||||||
|
.def("set_plot_error_cb", &autoopt::optimizer::set_plot_error_cb);
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -1,72 +0,0 @@
|
|||||||
#include <gtest/gtest.h>
|
|
||||||
|
|
||||||
#include <autoopt/ellipse.hpp>
|
|
||||||
#include <autoopt/optimization_problem.hpp>
|
|
||||||
#include <autoopt/util.hpp>
|
|
||||||
#include <autoopt/btls.hpp>
|
|
||||||
#include <iomanip>
|
|
||||||
#include <iostream>
|
|
||||||
|
|
||||||
using namespace autoopt;
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST(Ellipse, Slope) {
|
|
||||||
ellipse<double> e{100, 1000, deg2rad(1.0)}; // entrance angle 1 degree
|
|
||||||
quadric<double> q = e.to_quadric();
|
|
||||||
|
|
||||||
EXPECT_NEAR(q.slope_at(-10), -0.0010305116165301856, 1e-9);
|
|
||||||
EXPECT_NEAR(q.slope_at(0), 0.0, 1e-9);
|
|
||||||
EXPECT_NEAR(q.slope_at(10), 0.00090001261192696272, 1e-9);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST(Ellipse, ParamGradient) {
|
|
||||||
std::vector<std::pair<double, double>> data_points = {
|
|
||||||
{-10.0, -0.001}, {0.0, 0.0}, {10, 0.0009}};
|
|
||||||
|
|
||||||
Eigen::VectorX<double> params(4);
|
|
||||||
params << 100, 1000, deg2rad(1.0), 0.0;
|
|
||||||
|
|
||||||
auto loss_func = [&data_points]<typename T>(const Eigen::VectorX<T>& p) {
|
|
||||||
ellipse<T> e{T{p(0)}, T{p(1)}, T{p(2)}};
|
|
||||||
quadric<T> q = e.to_quadric().rotated_by(T{p(3)});
|
|
||||||
T loss = T{0};
|
|
||||||
for (const auto& [x, y_true] : data_points) {
|
|
||||||
T y_pred = q.slope_at(T{x});
|
|
||||||
T error = y_pred - T{y_true};
|
|
||||||
loss = loss + error * error;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
return loss / T(data_points.size());
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
auto_diff_optimization_problem<double, decltype(loss_func)> problem(loss_func, params);
|
|
||||||
|
|
||||||
auto grad = problem.gradient(params);
|
|
||||||
|
|
||||||
std::cout << grad << std::endl;
|
|
||||||
|
|
||||||
EXPECT_NEAR(grad(0), -2.0789313126683308e-10, 1e-15); // d/d(left_arm)
|
|
||||||
EXPECT_NEAR(grad(1), -1.7464984353858657e-12, 1e-15); // d/d(right_arm)
|
|
||||||
EXPECT_NEAR(grad(2), 1.2013025455499119e-06, 1e-15); // d/d(entrance_angle)
|
|
||||||
EXPECT_NEAR(grad(3), -2.0332702665822054e-05, 1e-15); // d/d(rotation_angle)
|
|
||||||
|
|
||||||
auto hess = problem.hessian(params);
|
|
||||||
|
|
||||||
std::cout << hess << std::endl;
|
|
||||||
|
|
||||||
Eigen::VectorX<double> params_delta(4);
|
|
||||||
params_delta << 1.0, 1.0, deg2rad(0.1), deg2rad(0.1);
|
|
||||||
|
|
||||||
params(0) += 0.9; // left_arm
|
|
||||||
|
|
||||||
// log barrier
|
|
||||||
log_barrier_optimization_problem<double> log_barrier_problem(
|
|
||||||
problem,
|
|
||||||
params_delta,
|
|
||||||
1e-3);
|
|
||||||
|
|
||||||
auto log_barrier_grad = log_barrier_problem.gradient(params);
|
|
||||||
|
|
||||||
std::cout << "Log barrier gradient:" << std::endl;
|
|
||||||
std::cout << log_barrier_grad << std::endl;
|
|
||||||
|
|
||||||
btls(problem);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
File diff suppressed because it is too large.
Load diff
File diff suppressed because it is too large.
Load diff
@@ -1,7 +1,6 @@
|
|||||||
#include <gtest/gtest.h>
|
#include <gtest/gtest.h>
|
||||||
|
|
||||||
#include "autoopt/quadric.hpp"
|
#include "autoopt/quadric.hpp"
|
||||||
#include <iostream>
|
|
||||||
|
|
||||||
using namespace autoopt;
|
using namespace autoopt;
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -0,0 +1,21 @@
|
|||||||
|
#include <gtest/gtest.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <autoopt/reactive.hpp>
|
||||||
|
|
||||||
|
TEST(Reactive, Simple) {
|
||||||
|
using namespace autoopt;
|
||||||
|
|
||||||
|
source<int> s1(0);
|
||||||
|
source<int> s2(0);
|
||||||
|
source<int> s3(0);
|
||||||
|
transform<int, int, int> t1([](int x, int y) { return x + y; }, s1,s2);
|
||||||
|
transform<int, int, int> t2([](int x, int y) { return x + y; }, s2,s3);
|
||||||
|
|
||||||
|
ASSERT_EQ(t2.get(), 0);
|
||||||
|
ASSERT_TRUE(s1.set(1));
|
||||||
|
ASSERT_EQ(t2.get(), 1);
|
||||||
|
s2.set(2);
|
||||||
|
ASSERT_EQ(t2.get(), 3);
|
||||||
|
s3.set(3);
|
||||||
|
ASSERT_EQ(t2.get(), 6);
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,49 @@
|
|||||||
|
#include <gtest/gtest.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <autoopt/parabola_new.hpp>
|
||||||
|
#include <print>
|
||||||
|
#include "autoopt/util.hpp"
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
using namespace autoopt;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
TEST(New, Parabola) {
|
||||||
|
parabola_new parab;
|
||||||
|
parab.flip = false;
|
||||||
|
parab.initial(0) = 50.0;
|
||||||
|
parab.initial(1) = autoopt::deg2rad(1.0);
|
||||||
|
parab.initial(2) = autoopt::deg2rad(0.05);
|
||||||
|
|
||||||
|
parab.delta(0) = 10.0;
|
||||||
|
parab.delta(1) = autoopt::deg2rad(0.1);
|
||||||
|
parab.delta(2) = autoopt::deg2rad(0.1);
|
||||||
|
|
||||||
|
test_data td;
|
||||||
|
td._xs = Eigen::VectorXd(21);
|
||||||
|
td._ys = Eigen::VectorXd(21);
|
||||||
|
td._center = 10.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (size_t i = 0; i < 21; i++) {
|
||||||
|
td._xs(i) = static_cast<double>(i);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
auto res = parab.plot(td);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (auto y : res) {
|
||||||
|
std::println("y: {}", y);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
td._ys = res;
|
||||||
|
|
||||||
|
parab.initial(0) = 54.0;
|
||||||
|
parab.initial(1) = autoopt::deg2rad(1.05);
|
||||||
|
|
||||||
|
auto [fit, rms] = parab.fit(td);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (auto y : fit) {
|
||||||
|
std::println("fit: {}", y);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
std::println("RMS: {}", rms);
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,9 @@
|
|||||||
|
# main class
|
||||||
|
|
||||||
|
methods:
|
||||||
|
- import_file
|
||||||
|
- adjust_bounds
|
||||||
|
- select_curve
|
||||||
|
- set_param
|
||||||
|
- flip
|
||||||
|
- calc_fit
|
||||||
@@ -0,0 +1 @@
|
|||||||
|
|
||||||
@@ -0,0 +1,221 @@
|
|||||||
|
import PySide6.QtWidgets as qw
|
||||||
|
import PySide6.QtCore as qc
|
||||||
|
from PySide6.QtCore import Slot, Qt
|
||||||
|
import PySide6.QtGui as qg
|
||||||
|
import pyqtgraph as pg
|
||||||
|
|
||||||
|
import sys
|
||||||
|
|
||||||
|
sys.path.append('../build')
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import slopefit as sf
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class ParamTableModel(qc.QAbstractTableModel):
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HEADERS = ['property', 'initial value', 'delta']
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init_changed = qc.Signal(int, float)
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||||||
|
delta_changed = qc.Signal(int, float)
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||||||
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||||||
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def __init__(self, parent = None):
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super().__init__(parent)
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||||||
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self._rows = []
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||||||
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def rowCount(self, parent=qc.QModelIndex()):
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||||||
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return len(self._rows)
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||||||
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||||||
|
def columnCount(self, parent=qc.QModelIndex()):
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||||||
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return len(self.HEADERS)
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def data(self, index, role=Qt.ItemDataRole.DisplayRole):
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if not index.isValid():
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|
return None
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|
row, col = index.row(), index.column()
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||||||
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value = self._rows[row][col]
|
||||||
|
|
||||||
|
if role in (Qt.ItemDataRole.DisplayRole, Qt.ItemDataRole.EditRole):
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||||||
|
return "" if value is None else str(value)
|
||||||
|
if role == Qt.ItemDataRole.TextAlignmentRole and col > 0:
|
||||||
|
return int(Qt.AlignmentFlag.AlignRight | Qt.AlignmentFlag.AlignVCenter)
|
||||||
|
return None
|
||||||
|
|
||||||
|
def setData(self, index, value, role=Qt.ItemDataRole.EditRole):
|
||||||
|
if not index.isValid() or role != Qt.ItemDataRole.EditRole:
|
||||||
|
return False
|
||||||
|
row, col = index.row(), index.column()
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||||||
|
if col == 0: # name column: plain text
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||||||
|
return False
|
||||||
|
else: # x / dx columns: float
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||||||
|
try:
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||||||
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self._rows[row][col] = float(value) if value != "" else None
|
||||||
|
except ValueError:
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||||||
|
return False
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||||||
|
self.dataChanged.emit(index, index, [Qt.ItemDataRole.DisplayRole, Qt.ItemDataRole.EditRole])
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||||||
|
if col == 1:
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||||||
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self.init_changed.emit(row, float(value))
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||||||
|
elif col == 2:
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||||||
|
self.delta_changed.emit(row, float(value))
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||||||
|
return True
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||||||
|
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||||||
|
def flags(self, index):
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|
if not index.isValid() or index.column() == 0:
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|
return Qt.ItemFlag.NoItemFlags
|
||||||
|
return Qt.ItemFlag.ItemIsEnabled | Qt.ItemFlag.ItemIsSelectable | Qt.ItemFlag.ItemIsEditable
|
||||||
|
|
||||||
|
def headerData(self, section, orientation, role=Qt.ItemDataRole.DisplayRole):
|
||||||
|
if role == Qt.ItemDataRole.DisplayRole and orientation == Qt.Orientation.Horizontal:
|
||||||
|
return self.HEADERS[section]
|
||||||
|
return None
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|
def set_params(self, params):
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|
self.beginResetModel()
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self._rows = [[name, v, d] for (name, v, d) in params]
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self.endResetModel()
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|
class MainWindow(qw.QMainWindow):
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def __init__(self):
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super().__init__()
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self.setWindowTitle('slopefit')
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self.input_plot = pg.PlotWidget()
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|
self.lower_bounds = qw.QDoubleSpinBox()
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|
self.lower_bounds.setValue(0.0)
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||||||
|
self.lower_bounds.valueChanged.connect(self.set_lb)
|
||||||
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|
||||||
|
self.upper_bounds = qw.QDoubleSpinBox()
|
||||||
|
self.upper_bounds.setValue(0.0)
|
||||||
|
self.upper_bounds.valueChanged.connect(self.set_ub)
|
||||||
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||||||
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|
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|
bounds_layout = qw.QHBoxLayout()
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|
bounds_layout.addWidget(self.lower_bounds)
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|
bounds_layout.addWidget(self.upper_bounds)
|
||||||
|
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||||||
|
bounds_widget = qw.QWidget()
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|
bounds_widget.setLayout(bounds_layout)
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|
self.slope_plot = pg.PlotWidget()
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|
self.curve_box = qw.QComboBox()
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|
self.curve_box.addItems(['parabola', 'ellipse'])
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|
self.curve_box.currentIndexChanged.connect(self.set_curve_i)
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||||||
|
self.table = qw.QTableView()
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|
self.param_model = ParamTableModel()
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|
self.param_model.init_changed.connect(self.set_init)
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|
self.param_model.delta_changed.connect(self.set_delta)
|
||||||
|
self.table.setModel(self.param_model)
|
||||||
|
self.table.horizontalHeader().setSectionResizeMode(qw.QHeaderView.Stretch)
|
||||||
|
|
||||||
|
self.flip_curve = qw.QCheckBox()
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|
self.flip_curve.checkStateChanged.connect(self.set_check)
|
||||||
|
|
||||||
|
self.fit_button = qw.QPushButton()
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|
self.fit_button.setText("calculate fit")
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|
self.fit_button.clicked.connect(self.do_fit)
|
||||||
|
|
||||||
|
self.error_plot = pg.PlotWidget()
|
||||||
|
plot_group_1 = qw.QHBoxLayout()
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||||||
|
plot_group_1.addWidget(self.input_plot)
|
||||||
|
plot_group_1.addWidget(self.slope_plot)
|
||||||
|
|
||||||
|
layout = qw.QVBoxLayout()
|
||||||
|
layout.addWidget(qw.QWidget(layout=plot_group_1))
|
||||||
|
layout.addWidget(bounds_widget)
|
||||||
|
layout.addWidget(self.flip_curve)
|
||||||
|
layout.addWidget(self.curve_box)
|
||||||
|
layout.addWidget(self.table)
|
||||||
|
layout.addWidget(self.fit_button)
|
||||||
|
layout.addWidget(self.error_plot)
|
||||||
|
|
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|
central_widget = qw.QWidget()
|
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|
central_widget.setLayout(layout)
|
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|
self.setCentralWidget(central_widget)
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self.init_menu()
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self.optimizer = sf.Optimizer()
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self.optimizer.set_plot_input_cb(self.plot_input_cb)
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|
self.optimizer.set_init_bounds_cb(self.init_bounds_cb)
|
||||||
|
self.optimizer.set_plot_slope_cb(self.plot_slope_cb)
|
||||||
|
self.optimizer.set_update_table_cb(self.update_table_cb)
|
||||||
|
self.optimizer.set_plot_error_cb(self.plot_error_cb)
|
||||||
|
|
||||||
|
@Slot(float)
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|
def set_lb(self, lb):
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|
self.optimizer.set_lower_bound(lb)
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||||||
|
@Slot(float)
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|
def set_ub(self, ub):
|
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|
self.optimizer.set_upper_bound(ub)
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||||||
|
|
||||||
|
@Slot(int)
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||||||
|
def set_curve_i(self, i):
|
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|
self.optimizer.set_curve_type(i)
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||||||
|
|
||||||
|
@Slot(int, float)
|
||||||
|
def set_init(self, i, v):
|
||||||
|
self.optimizer.set_initial(i, v)
|
||||||
|
|
||||||
|
@Slot(int, float)
|
||||||
|
def set_delta(self, i, v):
|
||||||
|
self.optimizer.set_delta(i, v)
|
||||||
|
|
||||||
|
@Slot(bool)
|
||||||
|
def set_check(self, flip):
|
||||||
|
self.optimizer.flip_curve()
|
||||||
|
|
||||||
|
@Slot()
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||||||
|
def do_fit(self):
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|
self.optimizer.calc_fit()
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|
def init_menu(self):
|
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|
import_action = qg.QAction('&import', self)
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|
import_action.triggered.connect(self.import_file)
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|
menu = self.menuBar()
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|
file_menu = menu.addMenu('&file')
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|
file_menu.addAction(import_action)
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||||||
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def import_file(self):
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print("import file...")
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||||||
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fn, _ = qw.QFileDialog.getOpenFileName(self, caption='import file...', filter='data files (*.dat)')
|
||||||
|
print(f"open file {fn}")
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|
self.optimizer.import_file(fn)
|
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def plot_input_cb(self, xs, yss):
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self.input_plot.clear()
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for ys in yss:
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self.input_plot.plot(xs, ys)
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|
def init_bounds_cb(self, lb, ub, step):
|
||||||
|
self.lower_bounds.setRange(lb, ub)
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|
self.lower_bounds.setSingleStep(step)
|
||||||
|
self.lower_bounds.setValue(lb)
|
||||||
|
|
||||||
|
self.upper_bounds.setRange(lb, ub)
|
||||||
|
self.upper_bounds.setSingleStep(step)
|
||||||
|
self.upper_bounds.setValue(ub)
|
||||||
|
|
||||||
|
def plot_slope_cb(self, xs, ys_data, ys_curve):
|
||||||
|
self.slope_plot.clear()
|
||||||
|
self.slope_plot.plot(xs, ys_data)
|
||||||
|
self.slope_plot.plot(xs, ys_curve)
|
||||||
|
|
||||||
|
def update_table_cb(self, entries):
|
||||||
|
self.param_model.set_params(entries)
|
||||||
|
print(entries)
|
||||||
|
|
||||||
|
def plot_error_cb(self, xs, ys):
|
||||||
|
self.error_plot.clear()
|
||||||
|
self.error_plot.plot(xs, ys)
|
||||||
|
|
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|
app = qw.QApplication(sys.argv)
|
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|
window = MainWindow()
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window.show()
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|
|
||||||
|
app.exec()
|
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@@ -0,0 +1,4 @@
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|
import PySide6.QtWidgets
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