利用MATLAB对数据进行切片并绘制图表
 


 
文章目录
 
利用MATLAB对数据进行切片并绘制图表
1 读取txt文件
2 对矩阵进行切片，提取信息
3 使用MATLAB绘图
4 附录——完整代码


 
1 读取txt文件
 
使用MATLAB中的load函数加载记事本文件，使用size函数获取行数和列数
 
filename = '2019-03-24 10_04_47-iip-header.txt';
data = load(filename);
[Rows, Columuns] = size(data);		%如果是仅仅获取行数，则使用size(data,1)
 
在读取的时候，load函数出现了错误，原因是load函数只能读取完全为数字的文本，而打开这个文件发现最后一行数据稍微有点缺失：
 
 
因此改为importdata函数
 
data = importdata(filename);
 
2 对矩阵进行切片，提取信息
 
从header.txt文件中读取数据，主要读取以下信息：
 
序号
含义
变量命名
31
经度
longitude
32
维度
latitude
96
期望速度
expectedVelocity (Surge)
78
期望艏向角
expectedHeading
43
实际输出速度
outputVelocity (Surge)
34
实际输出艏向角
outputHeading
35
实际输出艏向角角速率
outputYaw
把需要的数据读取成列向量
 
根据接口协议，把需要的数据进行切片，得到列向量
 
longi = data( : , 31);
lati = data( : , 32);
expectedVelocity = data( : ,96);
expectedHeading = data( : ,78);
outputVelocity = data( : ,43);
outputHeading = data( : ,34);
 
3 使用MATLAB绘图
 
Matlab中使用figure和plot函数绘图，期望值用绿色表示，实际值用红色表示
 
figure
plot(expectedVelocity,'g','linewidth',2);
hold on
plot(outputVelocity,'r','linewidth',2);
legend('expectedVelocity','outputVelocity');
figure
plot(expectedHeading,'g','linewidth',2);
hold on
plot(outputHeading,'r','linewidth',2);
legend('expectedHeading','outputHeading');
 
得到图形
 
 
4 附录——完整代码
 
clc;
clear all;
close all;
filename = '2019-03-24 10_04_47-iip-header.txt';
% load只能用于仅含有数字的文本文件
% data = load(filename);      %最后一行数据不太对，该用textread
% data = textread(filename,'emptyvalue',NaN)
data = importdata(filename);
longi = data( : , 31);
lati = data( : , 32);
expectedVelocity = data( : ,96);
expectedHeading = data( : ,78);
outputVelocity = data( : ,43);
outputHeading = data( : ,34);
figure
plot(expectedVelocity,'g','linewidth',2);
hold on
plot(outputVelocity,'r','linewidth',2);
legend('expectedVelocity','outputVelocity');
figure
plot(expectedHeading,'g','linewidth',2);
hold on
plot(outputHeading,'r','linewidth',2);
legend('expectedHeading','outputHeading');
 

matlab切片访问
 
matlab切片访问包括索引值所在的行列，且索引值从1开始，c或者python是从0开始
 
>> ab = [1,2,1,3; 2,6,5,7; 7,3,2,0]

ab =

     1     2     1     3
     2     6     5     7
     7     3     2     0
 
>> size(ab)
ans =

     3     4

>> b = ab(:, 2:4) %取第2-4列所在所有行，包括第2和第4

b =
     2     1     3
     6     5     7
     3     2     0

>> b = ab(:, 3:4)
b =

     1     3
     5     7
     2     0
>> b(:,2:3)=0 % 给第2和第3列所在所有行的元素赋值0
b =

     1     0     0     3
     2     0     0     7
     7     0     0     0

%%沿x或y轴翻转 类似cv2.filp()操作
A = [ 1 2 3; 4 5 6; 7 8 9];
B = A(:,end:-1:1) %沿垂直方向Y轴翻转
% B = A(end:-1:1, :) %沿水平方向X轴翻转
% 前后左右翻转 A_flip = A(end : -1 : 1, end : -1 : 1) 
C = circshift(B,[0,1]) %翻转之后再进行列移位，右移1位

B = 
     3     2     1
     6     5     4
     9     8     7
     
C = 
     1     3     2
     4     6     5
     7     9     8

 
1
 
2
 
3
 
4
 
5
 
6
 
7
 
8
 
9
 
10
 
11
 
12
 
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14
 
15
 
16
 
17
 
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19
 
20
 
 
%% ======切片图和切片等位线图=======
 
%利用 slice 和 contourslice 表现 MATLAB 提供的无限大水体中水下射流速度数据 flow 。 flow 是一组定义在三维空间上的函数数据。
 
%在本例中，从图中的色标尺可知，深红色表示“正速度”（向图的左方），深蓝表示“负速度”（向图的右方）。
 
% 以下指令用切面上的色彩表现射流速度
 
[X,Y,Z,V]=flow; % 取 4 个 的射流数据矩阵， V 是射流速度。
 
x1=min(min(min(X)));x2=max(max(max(X))); % 取 x 坐标上下限
 
y1=min(min(min(Y)));y2=max(max(max(Y))); % 取 y 坐标上下限
 
z1=min(min(min(Z)));z2=max(max(max(Z))); % 取 z 坐标上下限
 
sx=linspace(x1+1.2,x2,5); % 确定 5 个垂直 x 轴的切面坐标
 
sy=0; % 在 y=0 处，取垂直 y 轴的切面
 
sz=0; % 在 z=0 处，取垂直 z 轴的切面
 
figure;
 
slice(X,Y,Z,V,sx,sy,sz); % 画切片图
 
view([-12,30]);shading interp;colormap jet;axis off;colorbar;
 
% 以下指令用等位线表现射流速度
 
v1=min(min(min(V)));v2=max(max(max(V))); % 射流速度上下限
 
cv=linspace(v1,v2,15); % 在射流上下限之间取 15 条等位线
 
figure;
 
contourslice(X,Y,Z,V,sx,sy,sz,cv);view([-12,30]);
 
colormap jet;colorbar;box on;
 
 
 
下面两段程序均不便上图，自己拿到Matlab里面运行一下看效果吧。
 
 
1
 
2
 
3
 
4
 
5
 
6
 
7
 
8
 
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20
 
21
 
22
 
23
 
24
 
25
 
 
%% =======动态图形=========
 
%简单二维示例-彗星状轨迹图
 
figure;
 
n=10;t=n*pi*(0:0.0005:1);x=sin(t);y=cos(t);
 
plot(x,y,'g');axis square;hold on
 
comet(x,y,0.01);hold off
 
%卫星返回地球的运动轨线示意
 
figure;
 
R0=1; % 以地球半径为一个单位
 
a=12*R0;b=9*R0;T0=2*pi; %T0 是轨道周期
 
T=5*T0;dt=pi/100;t=[0:dt:T]';
 
f=sqrt(a^2-b^2); % 地球与另一焦点的距离
 
th=12.5*pi/180; % 卫星轨道与 x-y 平面的倾角
 
E=exp(-t/20); % 轨道收缩率
 
x=E.*(a*cos(t)-f);y=E.*(b*cos(th)*sin(t));z=E.*(b*sin(th)*sin(t));
 
plot3(x,y,z,'g') % 画全程轨线
 
[X,Y,Z]=sphere(30);X=R0*X;Y=R0*Y;Z=R0*Z; % 获得单位球坐标
 
grid on,hold on,surf(X,Y,Z),shading interp % 画地球
 
x1=-18*R0;x2=6*R0;y1=-12*R0;y2=12*R0;z1=-6*R0;z2=6*R0;
 
axis([x1 x2 y1 y2 z1 z2]) % 确定坐标范围
 
view([117 37]),comet3(x,y,z,0.02),hold off % 设视角、画运动轨线
 
%色彩变幻‘在 256 色情况下,才可被正确执行.图片刷新可能会卡,单独执行spinmap可查看到效果
 
figure;
 
peaks;
 
spinmap;
 
 
1
 
2
 
3
 
4
 
5
 
6
 
7
 
8
 
9
 
10
 
11
 
12
 
 
%% =======影片动画 =======
 
%三维图形的影片动画
 
figure;
 
shg,x=3*pi*(-1:0.05:1);y=x;[X,Y]=meshgrid(x,y);
 
R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps; Z=sin(R)./R;
 
h=surf(X,Y,Z);colormap(cool);axis off
 
n=12;mmm=moviein(n); %预设画面矩阵。新版完全可以取消此指令 。
 
for i=1:n
 
rotate(h,[0 0 1],25); %是图形绕 z 轴旋转 25 度 / 每次
 
mmm(:,i)=getframe; %捕获画面。新版改为 mmm(i)=getframe 。
 
end
 
movie(mmm,5,10) %以每秒10帧速度，重复播放5次
 

例子1
 
slice用法介绍
 
load mri
D = double(squeeze(D));
D(D==0)=nan;
h = slice(D, [], [], 1:size(D,3));
set(h, 'EdgeColor','none', 'FaceColor','interp')
alpha(.4)
 
 
例子2
 
官方文档介绍
 
[x,y,z] = meshgrid(-1.25:.1:-.25,-2:.2:2,-2:.1:2);
v = x.*exp(-x.^2-y.^2-z.^2);
% 指定切片的位置在xyz轴
h = slice(x,y,z,v,[-1 -.75 -.5],[],[0]);
set(h,'EdgeColor','none',...
'FaceColor','interp',...
'FaceAlpha','interp')
alpha('color')

alphamap('rampdown')
alphamap('increase',.1)
colormap hsv
 
 
pcolor3效果
 
%% example1
[x,y,z] = meshgrid(-2:.05:2,-2:.1:2,-2:.1:2);
v = x.*exp(-x.^2-y.^2-z.^2) + 1;
figure
pcolor3(v)
axis tight
 
 
%% example2
figure
pcolor3(x,y,z,v,'edgealpha',.1)
rgbmap('blue','white','red')
colorbar
caxis([0.8 1.2])
% camlight
view(160,36)
 
 
%% example3
figure
pcolor3(x,y,z,v,'cubic','edgealpha',.1)
% pcolor3(x,y,z,v,'alphalim',[1 1.2],'cubic','edgealpha',.1)
rgbmap('blue','white','red')
colorbar
caxis([0.8 1.2])
% camlight
view(160,36)
 
 
%% example4
[lon,lat,z] = meshgrid(-180:3:180,-80:2:80,0:100:2000);
T = 30 - .1*abs(lat) - .01*z + sind(lon);
figure
pcolor3(lon,lat,z,T,'direct')
% pcolor3(lon,lat,z,T,'direct','alphalim','auto')
% format:
xlabel('longitude')
ylabel('latitude')
zlabel('elevation (m)')
axis tight
set(gca,'xtick',[-180 -90 0 90 180],...
    'ytick',[-45 0 45])
c = load('coast.mat');
plot(c.long,c.lat)
 
 
旋转绘图
 
方法1 spinningGIF
 
load mri
D = double(squeeze(D));
D(D==0)=nan;
h = slice(D, [], [], 1:size(D,3));
set(h, 'EdgeColor','none', 'FaceColor','interp')
alpha(.4)

spinningGIF('123')
 
% spinningGIF(fname): makes a spinning GIF of the current plot and saves it
% Usage: make your 3D plot (using plot3(...) or scatter3(...) etc.) and
% then call SpinningGIF with the file name that you want
function spinningGIF(fname)
    axis off
%     view(0,10)
    center = get(gca, 'CameraTarget');
    pos = get(gca, 'CameraPosition');
    radius = norm(center(1:2) - pos(1:2));
    angles = 0:0.02*pi:2*pi;
    for ii=1:length(angles)
       angle = angles(ii);
       set(gca, 'CameraPosition', [center(1) + radius * cos(angle),...
                                   center(2) + radius * sin(angle),...
                                   pos(3)]);
       drawnow;
       frame = getframe(1);
       im = frame2im(frame);
       [imind,cm] = rgb2ind(im,256);
       if ii == 1
           imwrite(imind,cm,fname,'gif', 'Loopcount',inf);
       else
           imwrite(imind,cm,fname,'gif','WriteMode','append','DelayTime', 0.25);
       end
    end
end
 
方法2
 
OptionZ.FrameRate=15;OptionZ.Duration=5.5;OptionZ.Periodic=true;
CaptureFigVid([-20,10;-110,10;-190,80;-290,10;-380,10], 'WellMadeVid',OptionZ)
 
方法3
 
load mri
D = double(squeeze(D));
D(D==0)=nan;
h = slice(D, [], [], 1:size(D,3));
set(h, 'EdgeColor','none', 'FaceColor','interp')
alpha(.4)

for az=0:5:355
    view(az,36)
    drawnow;
end