朝着同一个方向展开一切答案

【问题标题】：Unwrapping everything in the same direction朝着同一个方向展开一切
【发布时间】：2014-07-17 19:24:29
【问题描述】：

我昨天问了一个类似的问题，关于如何在使用atan2d 时避免数据“跳跃”。该函数在 -180 到 180 的范围内运行，如下所示：

当一个数字超过 180 时，它会直接变为 -180，从而使线图 very ugly and not intuitive 可以读取。我使用unwrap 来解决这个问题是suggested，我认为确实如此。然而，今天我遇到了一个看起来像这样的图表：

跳转是固定的，但在它的位置有一行被翻译到顶部。如果您绘制这三条线，它们会非常接近，就像它们应该的那样（-180 和 180 仍然是同一个位置，就像 atan2d 图表一样）。我希望我的图表能够反映角度的真实情况 - 非常接近。

根据 David K 的要求，这是我用来计算其中一条线的角度的代码。 rec,ret 是一组有序的坐标，recx 和 recy 分别是它们的 x 和 y 值。然后我将 theta_r 的结果绘制到一个常规图形上。

for i=1:length(recx)
    dy(i,1)=((recy(i)-rety(i)));
    dx(i,1)=((recx(i)-retx(i)));
    sloperight(i,1)=(dy(i)/dx(i));
    theta_r(i,1)=atan2d(dy(i),dx(i));

end
theta_r = 180/pi * unwrap(theta_r * pi/180);

我的问题

如何使展开功能仅在一个方向展开（使所有角度相对于圆上的顺时针方向或逆时针方向）而不是在最近的方向展开？或者我应该使用unwrap 以外的其他东西来使图表看起来不错？

【问题讨论】：

如果您发布制作图表的 MATLAB 代码（包括使用 unwrap 的部分），可能更容易找出问题所在。例如，从文档来看，unwrap 似乎会消除一维数组中的跳跃，但不会消除二维数组的列之间的跳跃。

标签： matlab graph angle atan2

【解决方案1】：

这里有一个想法：在您的数据集中选择一个值，例如，第一“行”数据中的第一个值。将angle0 设置为该值，并为每个数据数组A 创建A 的“调整后”副本，如下所示：wrapTo180(A - angle0) + angle0，并绘制新数据。

请确保对您在一张图表上绘制的所有数据使用相同的 angle0 值。

这种方法可能对某些数据集有其自身的问题（例如，如果角度在足够宽的范围内逐渐增加，这种方法将产生原始数据中不存在的“跳跃”），但是由于您知道数据都围绕一个角度值（模 360 度）聚集，它应该适合您的图表。

【讨论】：

【解决方案2】：

当我离开电脑时，我没有回答这个问题，因此今天早上nerdsniped我自己。

以下是将 David K 的答案付诸实践的一些代码。使用提供的随机种子来保证一个体面的例子。注释该行以每次查看不同的示例。

%Seed maintenance
%    This seed seems to demonstrate the desired behavior. Comment this out
%    to see multiple examples
rng(523205203)

%Parameters
N = 500;
commonRate = 10;
independentRate = 2;
nSeries = 4;

%Some random data
common = randn(N*2,1)*commonRate;
independent = randn(N*2,nSeries)*independentRate;

%Build up some interesting data series
data = cumsum(bsxfun(@plus,common, independent), 1);
data = data((N+1):end, :);

%Setup observed data, observing modulated data
observedData = mod(data, 360)-180;

%Utility functions
%    Basic unwrapping, in deg
unwrap_deg            = @(x) unwrap(x/180*pi)*180/pi;           
%    Unwrapping, using an arbitrary offset, in deg
unwrapToValue_deg     = @(x, value) unwrap_deg(x-value)+value;  
%    Basic unwrapping, in dim 1, after adjusting columns based on row 1
equalizeAndUnwrap_deg = @(x) unwrap_deg(...
    bsxfun(@plus, ...
    unwrapToValue_deg(x(1,:),x(1,1)) - x(1,:), ...   %Per column, add the difference ebtween row 1 and the unwrapped row 1
    observedData)...    
    );

%Use functions to correct observred data
unwrappedObservedData = unwrap_deg(observedData);
equalizedUnwrappedObservedData = equalizeAndUnwrap_deg(observedData);

%Plot
figure(2932323)
subplot(311)
plot(observedData,'.')
subplot(312)
plot(unwrappedObservedData,'.')
subplot(313)
plot(equalizedUnwrappedObservedData,'.')

【讨论】：