src/gridf3.py

   1 import random
   2 from math import sqrt
   3
   4 from intrsc import intersections_from_angl_dist
   5 import linef as linef
   6 import ransac as ransac
   7 import manual as manual
   8 from geometry import l2ad
   9
  10 # TODO comments, refactoring, move methods to appropriate modules
  11
  12 def plot_line(line, c, size):
  13     points = linef.line_from_angl_dist(line, size)
  14     pyplot.plot(*zip(*points), color=c)
  15
  16
  17 class Diagonal_model:
  18     def __init__(self, data):
  19         self.data = [p for p in sum(data, []) if p]
  20         self.lines = data
  21         self.gen = self.initial_g()
  22
  23     def initial_g(self):
  24         l1, l2 = random.sample(self.lines, 2)
  25         for i in xrange(len(l1)):
  26             for j in xrange(len(l2)):
  27                 if i == j:
  28                     continue
  29                 if l1[i] and l2[j]:
  30                     yield (l1[i], l2[j])
  31
  32     def initial(self):
  33         try:
  34             return self.gen.next()
  35         except StopIteration:
  36             self.gen = self.initial_g()
  37             return self.gen.next()
  38
  39     def get(self, sample):
  40         if len(sample) == 2:
  41             return ransac.points_to_line(*sample)
  42         else:
  43             return ransac.least_squares(sample)
  44
  45 def intersection((a1, b1, c1), (a2, b2, c2)):
  46     delim = float(a1 * b2 - b1 * a2)
  47     x = (b1 * c2 - c1 * b2) / delim
  48     y = (c1 * a2 - a1 * c2) / delim
  49     return x, y
  50
  51 class Point:
  52     def __init__(self, (x, y)):
  53         self.x = x
  54         self.y = y
  55
  56     def __getitem__(self, key):
  57         if key == 0:
  58             return self.x
  59         elif key == 1:
  60             return self.y
  61
  62     def __iter__(self):
  63         yield self.x
  64         yield self.y
  65
  66     def __len__(self):
  67         return 2
  68
  69     def to_tuple(self):
  70         return (self.x, self.y)
  71
  72 class Line:
  73     def __init__(self, (a, b, c)):
  74         self.a, self.b, self.c = (a, b, c)
  75         self.points = []
  76
  77     @classmethod
  78     def from_ad(cls, (a, d), size):
  79         p = linef.line_from_angl_dist((a, d), size)
  80         return cls(ransac.points_to_line(*p))
  81
  82     def __iter__(self):
  83         yield self.a
  84         yield self.b
  85         yield self.c
  86
  87     def __len__(self):
  88         return 3
  89
  90     def __getitem__(self, key):
  91         if key == 0:
  92             return self.a
  93         elif key == 1:
  94             return self.b
  95         elif key == 2:
  96             return self.c
  97
  98 def gen_corners(d1, d2):
  99     for c1 in d1.points:
 100         if c1 in d2.points:
 101             continue
 102         pass
 103         try:
 104             c2 = [p for p in d2.points if p in c1.l1.points][0]
 105             c3 = [p for p in d1.points if p in c2.l2.points][0]
 106             c4 = [p for p in d2.points if p in c3.l1.points][0]
 107         except IndexError:
 108             continue
 109             # there is not a corresponding intersection
 110             # TODO create an intersection?
 111         try:
 112             yield manual.lines(map(lambda p: p.to_tuple(), [c2, c1, c3, c4]))
 113         except TypeError:
 114             pass
 115             # the square was too small to fit 17 lines inside
 116             # TODO define SquareTooSmallError or something
 117
 118 def dst(p, l):
 119     (x, y), (a, b, c) = p, ransac.points_to_line(*l)
 120     return abs(a * x + b * y + c) / sqrt(a*a+b*b)
 121
 122 def score(lines, points):
 123     score = 0
 124     for p in points:
 125         s = min(map(lambda l: dst(p, l), lines))
 126         s = min(s, 2)
 127         score += s
 128     return score
 129
 130
 131 def find(lines, size, l1, l2, bounds, hough, show_all, do_something, logger):
 132     logger("finding the grid")
 133     new_lines1 = map(lambda l: Line.from_ad(l, size), lines[0])
 134     new_lines2 = map(lambda l: Line.from_ad(l, size), lines[1])
 135     for l1 in new_lines1:
 136         for l2 in new_lines2:
 137             p = Point(intersection(l1, l2))
 138             p.l1 = l1
 139             p.l2 = l2
 140             l1.points.append(p)
 141             l2.points.append(p)
 142
 143     points = [l.points for l in new_lines1]
 144
 145     line1, cons = ransac.estimate(points, 2, 800, Diagonal_model)
 146     points2 = map(lambda l: [(p if not p in cons else None) for p in l], points)
 147     line2, cons2 = ransac.estimate(points2, 2, 800, Diagonal_model)
 148     center = intersection(line1, line2)
 149     data = sum(points, [])
 150     diag1 = Line(line1)
 151     diag1.points = ransac.filter_near(data, diag1, 2)
 152     diag2 = Line(line2)
 153     diag2.points = ransac.filter_near(data, diag2, 2)
 154
 155     if show_all:
 156         import matplotlib.pyplot as pyplot
 157         import Image
 158
 159         def plot_line_g((a, b, c), max_x):
 160             find_y = lambda x: - (c + a * x) / b
 161             pyplot.plot([0, max_x], [find_y(0), find_y(max_x)], color='b')
 162
 163         fig = pyplot.figure(figsize=(8, 6))
 164         plot_line_g(diag1, size[0])
 165         plot_line_g(diag2, size[0])
 166         pyplot.scatter(*zip(*sum(points, [])))
 167         pyplot.scatter([center[0]], [center[1]], color='r')
 168         pyplot.xlim(0, size[0])
 169         pyplot.ylim(0, size[1])
 170         fig.canvas.draw()
 171         size_f = fig.canvas.get_width_height()
 172         buff = fig.canvas.tostring_rgb()
 173         image_p = Image.fromstring('RGB', size_f, buff, 'raw')
 174         do_something(image_p, "finding diagonal")
 175
 176
 177     grids = list(gen_corners(diag1, diag2))
 178
 179     sc, grid = min(map(lambda g: (score(sum(g, []), data), g), grids))
 180
 181     grid_lines = [[l2ad(l, size) for l in grid[0]],
 182                   [l2ad(l, size) for l in grid[1]]]
 183     grid_lines[0].sort(key=lambda l: l[1])
 184     grid_lines[1].sort(key=lambda l: l[1])
 185     if grid_lines[0][0][0] > grid_lines[1][0][0]:
 186         grid_lines = grid_lines[1], grid_lines[0]
 187
 188     return grid, grid_lines
 189
 190 def test():
 191     import pickle
 192     import matplotlib.pyplot as pyplot
 193
 194     lines = pickle.load(open('lines.pickle'))
 195
 196     size = (520, 390)
 197     new_lines1 = map(lambda l: Line.from_ad(l, size), lines[0])
 198     new_lines2 = map(lambda l: Line.from_ad(l, size), lines[1])
 199     for l1 in new_lines1:
 200         for l2 in new_lines2:
 201             p = Point(intersection(l1, l2))
 202             p.l1 = l1
 203             p.l2 = l2
 204             l1.points.append(p)
 205             l2.points.append(p)
 206
 207     points = [l.points for l in new_lines1]
 208
 209     line1, cons = ransac.estimate(points, 2, 800, Diagonal_model)
 210     points2 = map(lambda l: [(p if not p in cons else None) for p in l], points)
 211     line2, cons2 = ransac.estimate(points2, 2, 800, Diagonal_model)
 212     center = intersection(line1, line2)
 213     data = sum(points, [])
 214     diag1 = Line(line1)
 215     diag1.points = ransac.filter_near(data, diag1, 2)
 216     diag2 = Line(line2)
 217     diag2.points = ransac.filter_near(data, diag2, 2)
 218
 219     plot_line_g(diag1, 520)
 220     plot_line_g(diag2, 520)
 221     pyplot.scatter(*zip(*sum(points, [])))
 222     pyplot.scatter([center[0]], [center[1]], color='r')
 223     pyplot.xlim(0, 520)
 224     pyplot.ylim(0, 390)
 225     pyplot.show()
 226
 227     grids = map(manual.lines, list(gen_corners(diag1, diag2)))
 228     plot_grid = lambda g: map(lambda l: pyplot.plot(*zip(*l), color='g'), sum(g, []))
 229     map(plot_grid, grids)
 230     pyplot.show()
 231
 232     sc, grid = min(map(lambda g: (score(sum(g, []), data), g), grids))
 233
 234     map(lambda l: pyplot.plot(*zip(*l), color='g'), sum(grid, []))
 235     pyplot.scatter(*zip(*sum(points, [])))
 236     pyplot.xlim(0, 520)
 237     pyplot.ylim(0, 390)
 238     pyplot.show()