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空间3点投影定位算法

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楼主
观海|  楼主 | 2018-10-11 13:04 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

本文博客链接:http://blog.csdn.net/jdh99,作者:jdh.


环境:


主机:WIN7

开发环境:Qt


说明:

<<仿GPS的4星定位程序>>(http://blog.csdn.net/jdh99/article/details/7349771)提供了空间4点定位1点的算法.实际中此算法需要4个基站有较大的高度差,如果在同一高度则定位误差很大.实际中,定位基站一般装在同一平面.利用平面投影可以将空间定位转换为平面定位从而避免这个问题.

具体做法:
每个基站具有平面坐标(x,y)以及一个高度h.测到距离d后,对距离进行平面投影处理:d = sqrt(d^2 - h^2).接下来就是平面定位.

沙发
观海|  楼主 | 2018-10-11 13:05 | 只看该作者

测试程序:

界面widget.ui:


<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ui version="4.0">
<class>Widget</class>
<widget class="QWidget" name="Widget">
  <property name="geometry">
   <rect>
    <x>0</x>
    <y>0</y>
    <width>561</width>
    <height>372</height>
   </rect>
  </property>
  <property name="windowTitle">
   <string>Widget</string>
  </property>
  <widget class="QPushButton" name="pushButton">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>60</x>
     <y>270</y>
     <width>75</width>
     <height>23</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>计算</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLineEdit" name="p1x">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>60</x>
     <y>70</y>
     <width>41</width>
     <height>20</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>0</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLineEdit" name="d1">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>360</x>
     <y>70</y>
     <width>113</width>
     <height>20</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>1</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLabel" name="label">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>210</x>
     <y>20</y>
     <width>181</width>
     <height>21</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="font">
    <font>
     <pointsize>16</pointsize>
    </font>
   </property>
   <property name="text">
    <string>空间3点投影定位</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLabel" name="label_2">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>10</x>
     <y>70</y>
     <width>48</width>
     <height>12</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>第1点:</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLabel" name="label_3">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>300</x>
     <y>70</y>
     <width>48</width>
     <height>12</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>距离:</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLabel" name="label_4">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>10</x>
     <y>110</y>
     <width>48</width>
     <height>12</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>第2点:</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLabel" name="label_5">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>300</x>
     <y>110</y>
     <width>48</width>
     <height>12</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>距离:</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLabel" name="label_6">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>10</x>
     <y>150</y>
     <width>48</width>
     <height>12</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>第3点:</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLabel" name="label_7">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>300</x>
     <y>150</y>
     <width>48</width>
     <height>12</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>距离:</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLineEdit" name="p2x">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>60</x>
     <y>110</y>
     <width>41</width>
     <height>20</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>0</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLineEdit" name="d2">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>360</x>
     <y>110</y>
     <width>113</width>
     <height>20</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>1.414</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLineEdit" name="p3x">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>60</x>
     <y>150</y>
     <width>41</width>
     <height>20</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>1</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLineEdit" name="d3">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>360</x>
     <y>150</y>
     <width>113</width>
     <height>20</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>1</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLabel" name="label_10">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>310</x>
     <y>250</y>
     <width>48</width>
     <height>12</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>定位:</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLineEdit" name="outx">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>350</x>
     <y>270</y>
     <width>113</width>
     <height>20</height>
    </rect>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLineEdit" name="outy">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>350</x>
     <y>290</y>
     <width>113</width>
     <height>20</height>
    </rect>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLabel" name="label_11">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>320</x>
     <y>270</y>
     <width>21</width>
     <height>16</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>x:</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLabel" name="label_12">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>320</x>
     <y>290</y>
     <width>21</width>
     <height>16</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>y:</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLineEdit" name="p1y">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>100</x>
     <y>70</y>
     <width>41</width>
     <height>20</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>0</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLineEdit" name="p1z">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>140</x>
     <y>70</y>
     <width>41</width>
     <height>20</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>0</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLineEdit" name="p2y">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>100</x>
     <y>110</y>
     <width>41</width>
     <height>20</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>1</string>
   </property>
  </widget>



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板凳
观海|  楼主 | 2018-10-11 13:05 | 只看该作者
  <widget class="QLineEdit" name="p2z">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>140</x>
     <y>110</y>
     <width>41</width>
     <height>20</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>0</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLineEdit" name="p3y">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>100</x>
     <y>150</y>
     <width>41</width>
     <height>20</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>1</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class="QLineEdit" name="p3z">
   <property name="geometry">
    <rect>
     <x>140</x>
     <y>150</y>
     <width>41</width>
     <height>20</height>
    </rect>
   </property>
   <property name="text">
    <string>0</string>
   </property>
  </widget>
</widget>
<layoutdefault spacing="6" margin="11"/>
<resources/>
<connections/>
</ui>

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地板
观海|  楼主 | 2018-10-11 13:06 | 只看该作者
矩阵头文件_matrix.h:


#ifndef _MATRIX_H
#define _MATRIX_H

//头文件
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

//矩阵数据结构
//二维矩阵
struct _Matrix
{
    int m;
    int n;
    float *arr;
};

//矩阵方法
//设置mn
void matrix_set(struct _Matrix *m,int mm,int nn);
//设置m
void matrix_set_m(struct _Matrix *m,int mm);
//设置n
void matrix_set_n(struct _Matrix *m,int nn);
//初始化
void matrix_init(struct _Matrix *m);
//释放
void matrix_free(struct _Matrix *m);
//读取i,j坐标的数据
//失败返回-31415,成功返回值
float matrix_read(struct _Matrix *m,int i,int j);
//写入i,j坐标的数据
//失败返回-1,成功返回1
int matrix_write(struct _Matrix *m,int i,int j,float val);

//矩阵运算
//成功返回1,失败返回-1
int matrix_add(struct _Matrix *A,struct _Matrix *B,struct _Matrix *C);
//C = A - B
//成功返回1,失败返回-1
int matrix_subtract(struct _Matrix *A,struct _Matrix *B,struct _Matrix *C);
//C = A * B
//成功返回1,失败返回-1
int matrix_multiply(struct _Matrix *A,struct _Matrix *B,struct _Matrix *C);
//行列式的值,只能计算2 * 2,3 * 3
//失败返回-31415,成功返回值
float matrix_det(struct _Matrix *A);
//求转置矩阵,B = AT
//成功返回1,失败返回-1
int matrix_transpos(struct _Matrix *A,struct _Matrix *B);
//求逆矩阵,B = A^(-1)
//成功返回1,失败返回-1
int matrix_inverse(struct _Matrix *A,struct _Matrix *B);
//矩阵拷贝:A = B
//成功返回1,失败返回-1
int matrix_copy(struct _Matrix *A,struct _Matrix *B);
//求方程根,A * X = B,
//成功返回1,答案保存在C中,失败返回-1
//要求:A必须是方阵,如果A是m*m方阵,则B必须是m * 1,C必须是m * 1
int matrix_solve(struct _Matrix *A,struct _Matrix *B,struct _Matrix *C);
//利用克莱姆法则求方程根,A * X = B,
//成功返回1,答案保存在C中,失败返回-1
//要求:A必须是方阵,如果A是m*m方阵,则B必须是m * 1,C必须是m * 1
int matrix_det_solve(struct _Matrix *A,struct _Matrix *B,struct _Matrix *C);

//定位函数
//PI:输入3点坐标,格式:是3 * 2维
//D:4点距离未知点距离数组
//PO:输出坐标
//成功返回1,失败返回-1
int locate(struct _Matrix *PI,float *D,float *PO);

#endif


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5
观海|  楼主 | 2018-10-11 13:06 | 只看该作者
矩阵函数_matrix.cpp:


#include "_matrix.h"

//矩阵方法
//设置mn
void matrix_set(struct _Matrix *m,int mm,int nn)
{
        m->m = mm;
        m->n = nn;
}

//设置m
void matrix_set_m(struct _Matrix *m,int mm)
{
        m->m = mm;
}

//设置n
void matrix_set_n(struct _Matrix *m,int nn)
{
        m->n = nn;
}

//初始化
void matrix_init(struct _Matrix *m)
{
        m->arr = (float *)malloc(m->m * m->n * sizeof(float));
}

//释放
void matrix_free(struct _Matrix *m)
{
        free(m->arr);
}

//读取i,j坐标的数据
//失败返回-31415,成功返回值
float matrix_read(struct _Matrix *m,int i,int j)
{
        if (i >= m->m || j >= m->n)
    {
        return -31415;
    }

    return *(m->arr + i * m->n + j);
}

//写入i,j坐标的数据
//失败返回-1,成功返回1
int matrix_write(struct _Matrix *m,int i,int j,float val)
{
        if (i >= m->m || j >= m->n)
    {
        return -1;
    }

    *(m->arr + i * m->n + j) = val;
    return 1;
}

//矩阵运算
//成功返回1,失败返回-1
int matrix_add(struct _Matrix *A,struct _Matrix *B,struct _Matrix *C)
{
        int i = 0;
    int j = 0;

    //判断是否可以运算
        if (A->m != B->m || A->n != B->n || \
        A->m != C->m || A->n != C->n)
    {
        return -1;
    }
    //运算
    for (i = 0;i < C->m;i++)
    {
        for (j = 0;j < C->n;j++)
        {
            matrix_write(C,i,j,matrix_read(A,i,j) + matrix_read(B,i,j));
        }
    }

    return 1;
}

//C = A - B
//成功返回1,失败返回-1
int matrix_subtract(struct _Matrix *A,struct _Matrix *B,struct _Matrix *C)
{
        int i = 0;
    int j = 0;

    //判断是否可以运算
    if (A->m != B->m || A->n != B->n || \
        A->m != C->m || A->n != C->n)
    {
        return -1;
    }
    //运算
    for (i = 0;i < C->m;i++)
    {
        for (j = 0;j < C->n;j++)
        {
            matrix_write(C,i,j,matrix_read(A,i,j) - matrix_read(B,i,j));
        }
    }

    return 1;
}

//C = A * B
//成功返回1,失败返回-1
int matrix_multiply(struct _Matrix *A,struct _Matrix *B,struct _Matrix *C)
{
        int i = 0;
    int j = 0;
    int k = 0;
    float temp = 0;

    //判断是否可以运算
    if (A->m != C->m || B->n != C->n || \
        A->n != B->m)
    {
        return -1;
    }
    //运算
    for (i = 0;i < C->m;i++)
    {
        for (j = 0;j < C->n;j++)
        {
            temp = 0;
            for (k = 0;k < A->n;k++)
            {
                temp += matrix_read(A,i,k) * matrix_read(B,k,j);
            }
            matrix_write(C,i,j,temp);
        }
    }

    return 1;
}

//行列式的值,只能计算2 * 2,3 * 3
//失败返回-31415,成功返回值
float matrix_det(struct _Matrix *A)
{
        float value = 0;

    //判断是否可以运算
    if (A->m != A->n || (A->m != 2 && A->m != 3))
    {
        return -31415;
    }
    //运算
    if (A->m == 2)
    {
        value = matrix_read(A,0,0) * matrix_read(A,1,1) - matrix_read(A,0,1) * matrix_read(A,1,0);
    }
    else
    {
        value = matrix_read(A,0,0) * matrix_read(A,1,1) * matrix_read(A,2,2) + \
                matrix_read(A,0,1) * matrix_read(A,1,2) * matrix_read(A,2,0) + \
                matrix_read(A,0,2) * matrix_read(A,1,0) * matrix_read(A,2,1) - \
                matrix_read(A,0,0) * matrix_read(A,1,2) * matrix_read(A,2,1) - \
                matrix_read(A,0,1) * matrix_read(A,1,0) * matrix_read(A,2,2) - \
                matrix_read(A,0,2) * matrix_read(A,1,1) * matrix_read(A,2,0);
    }

    return value;
}

//求转置矩阵,B = AT
//成功返回1,失败返回-1
int matrix_transpos(struct _Matrix *A,struct _Matrix *B)
{
        int i = 0;
    int j = 0;

    //判断是否可以运算
    if (A->m != B->n || A->n != B->m)
    {
        return -1;
    }
    //运算
    for (i = 0;i < B->m;i++)
    {
        for (j = 0;j < B->n;j++)
        {
            matrix_write(B,i,j,matrix_read(A,j,i));
        }
    }

    return 1;
}

//求逆矩阵,B = A^(-1)
//成功返回1,失败返回-1
int matrix_inverse(struct _Matrix *A,struct _Matrix *B)
{
        int i = 0;
    int j = 0;
    int k = 0;
    struct _Matrix m;
    float temp = 0;
    float b = 0;

    //判断是否可以运算
    if (A->m != A->n || B->m != B->n || A->m != B->m)
    {
        return -1;
    }

    /*
    //如果是2维或者3维求行列式判断是否可逆
    if (A->m == 2 || A->m == 3)
    {
        if (det(A) == 0)
        {
            return -1;
        }
    }
    */

    //增广矩阵m = A | B初始化
        matrix_set_m(&m,A->m);
        matrix_set_n(&m,2 * A->m);
        matrix_init(&m);
    for (i = 0;i < m.m;i++)
    {
        for (j = 0;j < m.n;j++)
        {
            if (j <= A->n - 1)
            {
                matrix_write(&m,i,j,matrix_read(A,i,j));
            }
            else
            {
                if (i == j - A->n)
                {
                    matrix_write(&m,i,j,1);
                }
                else
                {
                    matrix_write(&m,i,j,0);
                }
            }
        }
    }

    //高斯消元
    //变换下三角
    for (k = 0;k < m.m - 1;k++)
    {
        //如果坐标为k,k的数为0,则行变换
        if (matrix_read(&m,k,k) == 0)
        {
            for (i = k + 1;i < m.m;i++)
            {
                if (matrix_read(&m,i,k) != 0)
                {
                    break;
                }
            }
            if (i >= m.m)
            {
                return -1;
            }
            else
            {
                //交换行
                for (j = 0;j < m.n;j++)
                {
                    temp = matrix_read(&m,k,j);
                    matrix_write(&m,k,j,matrix_read(&m,k + 1,j));
                    matrix_write(&m,k + 1,j,temp);
                }
            }
        }

        //消元
        for (i = k + 1;i < m.m;i++)
        {
            //获得倍数
            b = matrix_read(&m,i,k) / matrix_read(&m,k,k);
            //行变换
            for (j = 0;j < m.n;j++)
            {
                temp = matrix_read(&m,i,j) - b * matrix_read(&m,k,j);
                matrix_write(&m,i,j,temp);
            }
        }
    }
    //变换上三角
    for (k = m.m - 1;k > 0;k--)
    {
        //如果坐标为k,k的数为0,则行变换
        if (matrix_read(&m,k,k) == 0)
        {
            for (i = k + 1;i < m.m;i++)
            {
                if (matrix_read(&m,i,k) != 0)
                {
                    break;
                }
            }
            if (i >= m.m)
            {
                return -1;
            }
            else
            {
                //交换行
                for (j = 0;j < m.n;j++)
                {
                    temp = matrix_read(&m,k,j);
                    matrix_write(&m,k,j,matrix_read(&m,k + 1,j));
                    matrix_write(&m,k + 1,j,temp);
                }
            }
        }

        //消元
        for (i = k - 1;i >= 0;i--)
        {
            //获得倍数
            b = matrix_read(&m,i,k) / matrix_read(&m,k,k);
            //行变换
            for (j = 0;j < m.n;j++)
            {
                temp = matrix_read(&m,i,j) - b * matrix_read(&m,k,j);
                matrix_write(&m,i,j,temp);
            }
        }
    }
    //将左边方阵化为单位矩阵
    for (i = 0;i < m.m;i++)
    {
        if (matrix_read(&m,i,i) != 1)
        {
            //获得倍数
            b = 1 / matrix_read(&m,i,i);
            //行变换
            for (j = 0;j < m.n;j++)
            {
                temp = matrix_read(&m,i,j) * b;
                matrix_write(&m,i,j,temp);
            }
        }
    }
    //求得逆矩阵
    for (i = 0;i < B->m;i++)
    {
        for (j = 0;j < B->m;j++)
        {
            matrix_write(B,i,j,matrix_read(&m,i,j + m.m));
        }
    }
    //释放增广矩阵
    matrix_free(&m);

    return 1;
}

//矩阵拷贝:A = B
//成功返回1,失败返回-1
int matrix_copy(struct _Matrix *A,struct _Matrix *B)
{
        int i = 0;
        int j = 0;

        if (A->m != B->m || A->n != B->n)
        {
                return -1;
        }

        for (i = 0;i < A->m;i++)
        {
                for (j = 0;j < A->n;j++)
                {
                        matrix_write(B,i,j,matrix_read(A,i,j));
                }
        }

        return 1;
}

//求方程根,A * X = B,
//成功返回1,答案保存在C中,失败返回-1
//要求:A必须是方阵,如果A是m*m方阵,则B必须是m * 1,C必须是m * 1
int matrix_solve(struct _Matrix *A,struct _Matrix *B,struct _Matrix *C)
{
        int i = 0;
    int j = 0;
    int k = 0;
    struct _Matrix m;
    float temp = 0;
    float b = 0;

    //判断是否可以运算
    if (A->m != A->n || B->n != 1 || A->m != B->m || \
                C->n != 1 || A->m != C->m)
    {
        return -1;
    }

    /*
    //如果是2维或者3维求行列式判断是否可逆
    if (A->m == 2 || A->m == 3)
    {
        if (det(A) == 0)
        {
            return -1;
        }
    }
    */

    //增广矩阵m = A | B初始化
        matrix_set_m(&m,A->m);
        matrix_set_n(&m,A->m + 1);
        matrix_init(&m);
    for (i = 0;i < m.m;i++)
    {
        for (j = 0;j < m.n;j++)
        {
            if (j <= A->n - 1)
            {
                matrix_write(&m,i,j,matrix_read(A,i,j));
            }
            else
            {
                                matrix_write(&m,i,j,matrix_read(B,i,0));
            }
        }
    }






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观海|  楼主 | 2018-10-11 13:06 | 只看该作者
    //高斯消元
    //变换下三角
    for (k = 0;k < m.m - 1;k++)
    {
        //如果坐标为k,k的数为0,则行变换
        if (matrix_read(&m,k,k) == 0)
        {
            for (i = k + 1;i < m.m;i++)
            {
                if (matrix_read(&m,i,k) != 0)
                {
                    break;
                }
            }
            if (i >= m.m)
            {
                return -1;
            }
            else
            {
                //交换行
                for (j = 0;j < m.n;j++)
                {
                    temp = matrix_read(&m,k,j);
                    matrix_write(&m,k,j,matrix_read(&m,k + 1,j));
                    matrix_write(&m,k + 1,j,temp);
                }
            }
        }

        //消元
        for (i = k + 1;i < m.m;i++)
        {
            //获得倍数
            b = matrix_read(&m,i,k) / matrix_read(&m,k,k);
            //行变换
            for (j = 0;j < m.n;j++)
            {
                temp = matrix_read(&m,i,j) - b * matrix_read(&m,k,j);
                matrix_write(&m,i,j,temp);
            }
        }
    }
    //变换上三角
    for (k = m.m - 1;k > 0;k--)
    {
        //如果坐标为k,k的数为0,则行变换
        if (matrix_read(&m,k,k) == 0)
        {
            for (i = k + 1;i < m.m;i++)
            {
                if (matrix_read(&m,i,k) != 0)
                {
                    break;
                }
            }
            if (i >= m.m)
            {
                return -1;
            }
            else
            {
                //交换行
                for (j = 0;j < m.n;j++)
                {
                    temp = matrix_read(&m,k,j);
                    matrix_write(&m,k,j,matrix_read(&m,k + 1,j));
                    matrix_write(&m,k + 1,j,temp);
                }
            }
        }

        //消元
        for (i = k - 1;i >= 0;i--)
        {
            //获得倍数
            b = matrix_read(&m,i,k) / matrix_read(&m,k,k);
            //行变换
            for (j = 0;j < m.n;j++)
            {
                temp = matrix_read(&m,i,j) - b * matrix_read(&m,k,j);
                matrix_write(&m,i,j,temp);
            }
        }
    }
    //将左边方阵化为单位矩阵
    for (i = 0;i < m.m;i++)
    {
        if (matrix_read(&m,i,i) != 1)
        {
            //获得倍数
            b = 1 / matrix_read(&m,i,i);
            //行变换
            for (j = 0;j < m.n;j++)
            {
                temp = matrix_read(&m,i,j) * b;
                matrix_write(&m,i,j,temp);
            }
        }
    }
    //求得解
    for (i = 0;i < C->m;i++)
    {
                matrix_write(C,i,0,matrix_read(&m,i,m.n - 1));
    }
    //释放增广矩阵
    matrix_free(&m);

    return 1;
}

//利用克莱姆法则求方程根,A * X = B,
//成功返回1,答案保存在C中,失败返回-1
//要求:A必须是方阵,如果A是m*m方阵,则B必须是m * 1,C必须是m * 1
int matrix_det_solve(struct _Matrix *A,struct _Matrix *B,struct _Matrix *C)
{
        struct _Matrix m;
        float det_m;
        float det_m_temp;
        int i = 0;
        int j = 0;

        //初始化m
        matrix_set_m(&m,A->m);
        matrix_set_n(&m,A->n);
        matrix_init(&m);

        //得到A的行列式值
        det_m = matrix_det(A);
        //判断是否有效
        if (det_m == 0)
        {
                matrix_free(&m);
                return -1;
        }

        for (i = 0;i < 2;i++)
        {
                //得到新的行列式
                matrix_copy(A,&m);
                for (j = 0;j < 2;j++)
                {
                        matrix_write(&m,j,i,matrix_read(B,j,0));
                }
                det_m_temp = matrix_det(&m);

                //求解
                matrix_write(C,i,0,det_m_temp / det_m);
        }

        matrix_free(&m);
        return 1;
}

//定位函数
//PI:输入3点坐标,格式:是3 * 2维
//D:3点距离未知点距离数组
//PO:输出坐标
//成功返回1,失败返回-1
int locate(struct _Matrix *PI,float *D,float *PO)
{
        int i = 0;
        int j = 0;
        struct _Matrix A;
        struct _Matrix B;
        struct _Matrix C;
        float temp = 0;

        //判断是否可以运算
        if (PI->m != 3 || PI->n != 2)
        {
                return -1;
        }

        //初始化ABC矩阵
        matrix_set_m(&A,2);
        matrix_set_n(&A,2);
        matrix_init(&A);
        matrix_set_m(&B,2);
        matrix_set_n(&B,1);
        matrix_init(&B);
        matrix_set_m(&C,2);
        matrix_set_n(&C,1);
        matrix_init(&C);

        //初始化A矩阵
        for (i = 0;i < 2;i++)
        {
                for (j = 0;j < 2;j++)
                {
                        temp = matrix_read(PI,i + 1,j) - matrix_read(PI,i,j);
                        matrix_write(&A,i,j,temp);
                }
        }

        //初始化B矩阵
        for (i = 0;i < 2;i++)
        {
                temp = matrix_read(PI,i + 1,0) * matrix_read(PI,i + 1,0);
                temp += matrix_read(PI,i + 1,1) * matrix_read(PI,i + 1,1);
                temp -= matrix_read(PI,i,0) * matrix_read(PI,i,0);
                temp -= matrix_read(PI,i,1) * matrix_read(PI,i,1);
                temp -= D[i + 1] * D[i + 1] - D * D;
                temp /= 2;
                matrix_write(&B,i,0,temp);
        }

        //解方程
        //if (matrix_solve(&A,&B,&C) > 0)
        if (matrix_det_solve(&A,&B,&C) > 0)
        {
                PO[0] = matrix_read(&C,0,0);
                PO[1] = matrix_read(&C,1,0);

                return 1;
        }

        return -1;
}

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观海|  楼主 | 2018-10-11 13:07 | 只看该作者
widget.h:


#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include "public.h"
#include "_four_point_locate.h"
#include "_Matrix.h"

namespace Ui {
    class Widget;
}

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit Widget(QWidget *parent = 0);
    ~Widget();

private:
    Ui::Widget *ui;
    _Four_Point_Locate four_point_locate;
    _Matrix pi;
    float d[3];
    float p[2];


private slots:
    void on_pushButton_clicked();
};

#endif // WIDGET_H


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观海|  楼主 | 2018-10-11 13:07 | 只看该作者
widget.cpp:


#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include "math.h"

Widget::Widget(QWidget *parent) :
    QWidget(parent),
    ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    //初始化矩阵
    matrix_set(&pi,3,2);
    matrix_init(&pi);
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::on_pushButton_clicked()
{
    bool ok;
    float h = 0;
    int i = 0;
    int j = 0;
    float temp = 0;

    //距离
    d[0] = ui->d1->text().toFloat(&ok);
    d[1] = ui->d2->text().toFloat(&ok);
    d[2] = ui->d3->text().toFloat(&ok);

    //获得坐标
    matrix_write(&pi,0,0,ui->p1x->text().toFloat(&ok));
    matrix_write(&pi,0,1,ui->p1y->text().toFloat(&ok));
    h = ui->p1z->text().toFloat(&ok);
    d[0] = sqrt(d[0] * d[0] - h * h);

    matrix_write(&pi,1,0,ui->p2x->text().toFloat(&ok));
    matrix_write(&pi,1,1,ui->p2y->text().toFloat(&ok));
    h = ui->p2z->text().toFloat(&ok);
    d[1] = sqrt(d[1] * d[1]- h * h);

    matrix_write(&pi,2,0,ui->p3x->text().toFloat(&ok));
    matrix_write(&pi,2,1,ui->p3y->text().toFloat(&ok));
    h = ui->p3z->text().toFloat(&ok);
    d[2] = sqrt(d[2] * d[2] - h * h);

    qDebug() << "pi" << matrix_read(&pi,0,0) << matrix_read(&pi,0,1);
    qDebug() << "pi" << matrix_read(&pi,1,0) << matrix_read(&pi,1,1);
    qDebug() << "pi" << matrix_read(&pi,2,0) << matrix_read(&pi,2,1);
    qDebug() << "d:" << d[0] << d[1] << d[2];

    if (locate(&pi,d,p) > 0)
    {
        //成功
        ui->outx->setText(QString::number(p[0]));
        ui->outy->setText(QString::number(p[1]));
    }
    else
    {
        //失败
        ui->outx->setText("fail");
        ui->outy->setText("fail");
    }
}


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观海|  楼主 | 2018-10-11 13:08 | 只看该作者

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