getdata提取曲线数据_曲线数据提取这块，MATLAB拿捏的死死的

好一阵子没和大家聊Hao系列工具了

最近在HaoCurve上花了不少时间，计划着年底之前完成今年最后一次的升级更新

最终的成品恐怕还要再等上一段时间，今天我打算先简单介绍下这两天刚完成的一个还挺有意思的功能

不熟悉HaoCurve这个工具的朋友，可以戳下方的文章先了解一下

文章链接：MATLAB如何提取曲线原始数据

这次功能开发的需求很容易理解，也很常见，就是如何提取一个封闭曲线的数据

提过类似需求的朋友非常多，最简单的例子是水滴的轮廓数据，汽车工程上会碰到的例子是发动机万有特性曲线

需求听起来似乎很简单，但是真到开发的时候，到处都是难点

1) 就拿发动机万有特性曲线举例，在坐标系里，一个x对应好几个y值，怎么识别出每一个点

2) 识别完每个点之后，怎么判断哪几个点属于哪几条曲线

3) 所有曲线的点分类好了之后，又该头疼各个点之间的排序问题了，哪个点在前，哪个点在后，一不留神就是一坨乱线

大大小小的问题还有非常多，光这一个功能写了一个多星期，代码撸的头顶都要抓秃了，好在最终的结果还不错

接下来逐一介绍下，HaoCurve在开发过程中是如何解决上述这些问题的

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之前HaoCurve在提取曲线数据时，使用的方法是，在固定步长下根据rgb颜色数据识别出有效点，然后计算有效点的纵坐标平均值

在单值函数曲线的情况下，也就是一个x对应一个y，这种方法是没有问题的，但是碰到像封闭曲线这类情况，一个x对应多个y，识别出来的点是非常离谱的

然后我就在想，有没有办法把这种“一对多”的情况转变成“一对一”的情况

后来想到的办法是，把一张图片切割成很多张大小相同的小图片，有点像网格法，然后对小图片中的曲线进行识别

我把横坐标固定步长的设计沿用到纵坐标，识别封闭曲线或者是多条曲线的时候，需要同时对横坐标和纵坐标的步长进行设置

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虽然曲线上的所有数据点都识别出来了，也可以导出，但是对用户来说，这些数据完全没法用，全是乱的，根本不知道哪些点属于哪条曲线

这也是整个功能开发过程中最难的部分，如何对识别出来的数据点进行曲线分类

能够全自动分类识别当然是最好的，但是在尝试了十几种办法之后，始终没能找到令人满意的解决方案

我只能退而求其次，半自动分类识别，那也比纯手动强啊

于是，这个问题的关键就变成了，怎么才能让半自动的手动操作部分更顺手

我新增了3个按钮，分别是预分类，合并，还有拆分

预分类按钮很好理解，承担了半自动中的自动操作部分，会根据点和点之间的距离进行分类，如果距离低于一个阈值，这部分点就会被归为一条曲线上

逻辑上其实没啥大毛病，但是在实际操作中会产生各种误识别，比如，曲线是用虚线画的，能给你识别出十几条曲线来，两条曲线如果交叉了，就会被误当成是一条曲线

所以碰到误识别的情况，就需要通过合并按钮和拆分按钮进行手动处理

合并按钮的作用是，点击合并按钮，按钮显示红框，表示合并功能激活状态，然后在图中选取多条曲线，最后点击合并按钮结束，多条曲线就通过手动的方式整合成一条曲线了

点击选取曲线的功能很有意思，设计的细节我很喜欢，在曲线上点击任一点之后，整条曲线上每个点都会用圆圈标示，曲线合并后，之前不同曲线的不同颜色，也会设置为同一种颜色

拆分按钮的作用是，像交叉线的误识别，通过这个按钮可以拆分成两条不同的曲线，不过这个功能目前还没有做完，就不给大家做演示了

用一个动图演示一下整体的处理效果

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最后一个头疼的问题，所有点分类到相应曲线之后，如何对一条曲线上的点进行排序，从哪里来到哪里去

对于单值函数曲线来说，这完全不是个问题，横坐标最小的点是起点，横坐标最大的点是终点

但是对于像发动机万有特性曲线、轮廓曲线这类情况，一个x对应多个y，是没办法单一的从横坐标值或者纵坐标值来判断的

我考虑过，从极坐标的角度去解决问题，但是还是会有一样的问题，因为相同角坐标上可以对应多个径向坐标的点

我还尝试过一种方法，曲线上取任一点，搜索周围最近的点，如果最近点距离高于某个阈值，相当于走到尽头了，就停止搜索，认为这个点是曲线的端点，再通过最近点的方法把这条曲线上所有点的顺序捋一遍

但是这个方法的效果实在是太糟糕了，因为碰到虚线类曲线，很容易把虚线端点默认为曲线端点

在找曲线起点终点的问题上，我又试了十几种方法，最后终于找到了一个效果还不错的

曲线上任取一点，用最近点的方法先把曲线上所有的点走一遍，同时记录相应的最近距离。最后在所有最近距离中取最大值，如果最大值高于10倍的平均最近距离，则认为是曲线的端点

这种方法的排序准确率很高，即便有极端情况排序乱了，但整体顺序还是顺的，只需要把数据顺序微调一下就解决了

以上就是今天关于HaoCurve开发过程中最头疼的3个问题的分享

其实还有很多零零碎碎的小问题，就不深入聊下去了，都是平时工具开发过程中的日常

至于新版HaoCurve的发布，像我之前说的，还要再等上一阵子，因为新功能和旧功能之间还需要磨合兼容，需要一些时间做集成和测试

期待HaoCurve可以尽快和大家见面

最后祝大家，周末愉快！

作者介绍｜打浦桥程序员

滞销工具开发人员

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