Update to 2.0.0 tree from current Fremantle build
[opencv] / samples / octave / kalman.m
diff --git a/samples/octave/kalman.m b/samples/octave/kalman.m
new file mode 100644 (file)
index 0000000..1ba5775
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,102 @@
+#! /usr/bin/env octave
+##   Tracking of rotating point.
+##   Rotation speed is constant.
+##   Both state and measurements vectors are 1D (a point angle),
+##   Measurement is the real point angle + gaussian noise.
+##   The real and the estimated points are connected with yellow line segment,
+##   the real and the measured points are connected with red line segment.
+##   (if Kalman filter works correctly,
+##    the yellow segment should be shorter than the red one).
+##   Pressing any key (except ESC) will reset the tracking with a different speed.
+##   Pressing ESC will stop the program.
+
+cv;
+highgui;
+
+global img;
+
+function ret=calc_point(angle)
+  global img;
+  ret=cvPoint( cvRound(img.width/2 + img.width/3*cos(angle)), \
+              cvRound(img.height/2 - img.width/3*sin(angle)));
+endfunction
+
+function draw_cross( center, color, d )
+  global img;
+  global CV_AA;
+  cvLine( img, cvPoint( center.x - d, center.y - d ),
+         cvPoint( center.x + d, center.y + d ), color, 1, CV_AA, 0); 
+  cvLine( img, cvPoint( center.x + d, center.y - d ),                
+         cvPoint( center.x - d, center.y + d ), \
+        color, 1, CV_AA, 0 );
+endfunction
+
+A = [ 1, 1; 0, 1 ];
+
+img = cvCreateImage( cvSize(500,500), 8, 3 );
+kalman = cvCreateKalman( 2, 1, 0 );
+state = cvCreateMat( 2, 1, CV_32FC1 );  # (phi, delta_phi)
+process_noise = cvCreateMat( 2, 1, CV_32FC1 );
+measurement = cvCreateMat( 1, 1, CV_32FC1 );
+rng = cvRNG(-1);
+code = -1;
+
+cvZero( measurement );
+cvNamedWindow( "Kalman", 1 );
+
+while (true),
+  cvRandArr( rng, state, CV_RAND_NORMAL, cvRealScalar(0), cvRealScalar(0.1) );
+
+  kalman.transition_matrix = mat2cv(A, CV_32FC1);
+  cvSetIdentity( kalman.measurement_matrix, cvRealScalar(1) );
+  cvSetIdentity( kalman.process_noise_cov, cvRealScalar(1e-5) );
+  cvSetIdentity( kalman.measurement_noise_cov, cvRealScalar(1e-1) );
+  cvSetIdentity( kalman.error_cov_post, cvRealScalar(1));
+  cvRandArr( rng, kalman.state_post, CV_RAND_NORMAL, cvRealScalar(0), cvRealScalar(0.1) );
+
+  while (true),
+
+    state_angle = state(0);
+    state_pt = calc_point(state_angle);
+
+    prediction = cvKalmanPredict( kalman );
+    predict_angle = prediction(0);
+    predict_pt = calc_point(predict_angle);
+
+    cvRandArr( rng, measurement, CV_RAND_NORMAL, cvRealScalar(0), \
+              cvRealScalar(sqrt(kalman.measurement_noise_cov(0))) );
+
+    ## generate measurement 
+    cvMatMulAdd( kalman.measurement_matrix, state, measurement, measurement );
+
+    measurement_angle = measurement(0);
+    measurement_pt = calc_point(measurement_angle);
+    
+    ## plot points 
+    cvZero( img );
+    draw_cross( state_pt, CV_RGB(255,255,255), 3 );
+    draw_cross( measurement_pt, CV_RGB(255,0,0), 3 );
+    draw_cross( predict_pt, CV_RGB(0,255,0), 3 );
+    cvLine( img, state_pt, measurement_pt, CV_RGB(255,0,0), 3, CV_AA, 0 );
+    cvLine( img, state_pt, predict_pt, CV_RGB(255,255,0), 3, CV_AA, 0 );
+    
+    cvKalmanCorrect( kalman, measurement );
+
+    cvRandArr( rng, process_noise, CV_RAND_NORMAL, cvRealScalar(0), \
+              cvRealScalar(sqrt(kalman.process_noise_cov(0)(0))));
+    cvMatMulAdd( kalman.transition_matrix, state, process_noise, state );
+
+    cvShowImage( "Kalman", img );
+    code = cvWaitKey( 100 );
+    
+    if( code > 0 )
+      break;
+    endif
+  endwhile
+  
+  if( code == '\x1b' || code == 'q' || code == 'Q' )
+    break;
+  endif
+endwhile
+
+cvDestroyWindow("Kalman");