sphere.h

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#ifndef SPHERE_H
#define SPHERE_H
 
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// INCLUDES
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#include "math_global.h"
 
//=============================================================================================================
// EIGEN INCLUDES
//=============================================================================================================
 
#include <Eigen/Core>
 
//=============================================================================================================
// DEFINE NAMESPACE UTILSLIB
//=============================================================================================================
 
namespace UTILSLIB
{
 
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// TYPEDEFS
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struct FitUser {
    Eigen::MatrixXf rr;
    bool report;
};
 
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class MATHSHARED_EXPORT Sphere
{
public:
 
    //=========================================================================================================
    Sphere(const Eigen::Vector3f& center, float radius);
 
    //=========================================================================================================
    static Sphere fit_sphere(const Eigen::MatrixX3f& points);
 
    //=========================================================================================================
    static Sphere fit_sphere_simplex(const Eigen::MatrixX3f& points, double simplex_size = 2e-2);
 
    //=========================================================================================================
    Eigen::Vector3f& center() { return m_center; }
 
    //=========================================================================================================
    float& radius() { return m_r; }
 
    //=========================================================================================================
    static bool fit_sphere_to_points(const Eigen::MatrixXf &rr, float simplex_size, Eigen::VectorXf &r0, float &R);
    static bool fit_sphere_to_points(float **rr, int np, float simplex_size, float *r0, float *R);
 
private:
    Eigen::Vector3f m_center;   
    float m_r;                  
 
    //=========================================================================================================
    static void calculate_cm_ave_dist(const Eigen::MatrixXf &rr, Eigen::VectorXf &cm, float &avep);
 
    //=========================================================================================================
    static Eigen::MatrixXf make_initial_simplex(const Eigen::VectorXf &pars, float size);
 
    //=========================================================================================================
    static float fit_eval(const Eigen::VectorXf &fitpar, const void  *user_data);
 
    //=========================================================================================================
    static bool report_func(int loop, const Eigen::VectorXf &fitpar, double fval_lo, double fval_hi, double par_diff);
 
    //=========================================================================================================
    static float opt_rad(const Eigen::VectorXf &r0, const FitUser* user);
};
} // NAMESPACE
 
#endif // SPHERE_H