root/applications/bdmtoolbox/mex/estimator.cpp @ 676

Revision 676, 6.2 kB (checked in by smidl, 15 years ago)

logger refactoring

RevLine 
[412]1/*!
2\file
3\brief Application Estimator
[293]4
[412]5The general task of estimation is defined on the following scheme:
6\dot
7digraph estimation{
8        node [shape=box];
9        {rank="same"; "Data Source"; "Bayesian Model"}
10        "Data Source" -> "Bayesian Model" [label="data"];
[622]11        "Bayesian Model" -> "Result Logger" [label="estimated\n statistics"];
[412]12        "Data Source" -> "Result Logger" [label="Simulated\n data"];
13}
14\enddot
15
[622]16Here,
[412]17\li Data Source is an object (class DS) providing sequential data, \f$ [d_1, d_2, \ldots d_t] \f$.
18\li Bayesian Model is an object (class BM) performing Bayesian filtering,
19\li Result Logger is an object (class logger) dedicated to storing important data from the experiment.
20
21\section  cmd Command-line usage
22Execute command:
23\code
24$> estimator config_file.cfg
25\endcode
26
27Full description of the experiment is in the file config_file.cfg which is expected to have the following structure:
28\code
29system = {type = "DS_offspring", ...};      // definition of a data source
30estimator = {type = "BM_offspring", ...};   // definition of an estimator
31logger = {type = "logger_type",...};        // definition of a logger
32experiment = {ndat = 11000; };              // definition of number of data records
33\endcode
34
35The above description must be specialized to specific classes. See, \subpage arx_ui how to do it for estimation of an ARX model.
36
37\section ex Matlab usage
38Execute command:
39\code
40>> estimator('config_file.cfg');
41\endcode
42when using loggers storing results on hard drives, and
43\code
44>> Res=estimator('config_file.cfg');
45\endcode
46when using logger of the type \c "mex_logger". The results will be stored in structure \c M.
47
48 */
49
[373]50#include "estim/arx.h"
[602]51#include "stat/emix.h"
[412]52#include "base/datasources.h"
53#include "base/loggers.h"
[640]54#include "estim/particles.h"
55#include "estim/kalman.h"
[293]56
[384]57//#include "mex_datasource.h"
[373]58
[293]59using namespace bdm;
60
[412]61#ifdef MEX
62#include <itpp/itmex.h>
[593]63#include "mex/mex_BM.h"
[412]64#include "mex/mex_logger.h"
[593]65#include "mex/mex_datasource.h"
[412]66
[293]67void mexFunction ( int n_output, mxArray *output[], int n_input, const mxArray *input[] ) {
68        // Check the number of inputs and output arguments
[622]69        if ( n_input<2 ) mexErrMsgTxt ( "Usage:\n"
70                                                "result=estimator(system, estimators, experiment, logger)\n"
71                                                "  system     = struct('class','datasource',...);  % Estimated system\n"
72                                                "  estimators = {struct('class','estimator',...),  % Estimators\n"
73                                                "                struct('class','estimator',...),...} \n"
74                                                "  === optional ==="
75                                                "  experiment = struct('ndat',10);                 % number of data in experiment, full length of finite datasources, 10 otherwise \n"
76                                                "  logger     = struct('class','mexlogger');       % How to store results, default=mexlog, i.e. matlab structure\n\n"
77                                                "see documentation of classes datasource, BM, and mexlogger and their offsprings in BDM." );
78
[490]79        RV::clear_all();
[622]80        //CONFIG
[412]81        UImxArray Cfg;
[622]82        try {
83                Cfg.addGroup ( input[0],"system" );
84                Cfg.addList ( input[1],"estimators" );
85                if ( n_input>2 ) {
86                        Cfg.addGroup ( input[2],"experiment" );
87                }
88                if ( n_input>3 ) {
89                        Cfg.addGroup ( input[3],"logger" );
90                }/*else{
[412]91                // define logger as mexlog
92                Setting &S=Cfg.getRoot();
93                S.add("logger",Setting::TypeGroup);
94                S["logger"].add("class",Setting::TypeString);
95                S["logger"]["class"]="mexlog";
96                S["logger"].add("maxlen",Setting::TypeInt);
97                int maxlen;
98                S["experiment"].lookupValue("ndat",maxlen);
99                S["logger"]["maxlen"]=maxlen;
[609]100        }*/
[622]101        } catch ( SettingException e ) {
102                it_error ( "error: "+string ( e.getPath() ) );
103        }
[412]104
105        //DBG
[622]106        Cfg.writeFile ( "estimator.cfg" );
[412]107
108#else
109int main ( int argc, char* argv[] ) {
110        const char *fname;
111        if ( argc>1 ) {
112                fname = argv[1];
[293]113        } else {
[412]114                fname="estimator.cfg";
[293]115        }
[412]116        UIFile Cfg ( fname );
117#endif
[622]118
119        shared_ptr<DS> Ds = UI::build<DS> ( Cfg, "system" );
120        Array<shared_ptr<BM> > Es;
121        UI::get ( Es,Cfg, "estimators" );
[609]122        long Ndat=10;
[622]123        if ( Cfg.exists ( "experiment" ) ) {
124                if ( Cfg.lookupValue ( "experiment.ndat",Ndat ) ) {
125                        bdm_assert ( Ndat<=Ds->max_length(), "Data source has less data then required" );
[609]126                };
127        } else {
[626]128                if ( Ds->max_length() < std::numeric_limits< int >::max() ) {
[609]129                        Ndat=Ds->max_length();
[622]130                }
131                ;// else Ndat=10;
[609]132        }
[622]133        shared_ptr<logger> L = UI::build<logger> ( Cfg, "logger",UI::optional );
134        if ( !L ) {
135#ifdef MEX
[609]136                //mex logger has only from_setting constructor - we  have to fill it...
[622]137                L=new mexlog ( Ndat );
138#else
[611]139                L=new stdlog();
[622]140#endif
[609]141        }
[622]142
[676]143        Ds->log_register ( *L, "DS" );
[412]144        string Ename;
145        Setting &S=Cfg;
[622]146        for ( int i=0; i<Es.length(); i++ ) {
147                try {
148                        UI::get ( Ename, S["estimators"][i], "name" );
149                } catch ( UIException e ) {
150                        Ename="Est"+num2str ( i );
[412]151                }
[622]152
[676]153                Es ( i )->log_register ( *L,Ename ); // estimate
[412]154        }
[622]155        L->init();
[293]156
[593]157        vec dt=zeros ( Ds->_drv()._dsize() );   //data variable
[622]158        Array<datalink*> Dls ( Es.length() );
[626]159        Array<datalink_buffered*> Dls_buf (0);
[622]160        for ( int i=0; i<Es.length(); i++ ) {
[631]161                if (Es ( i )->_drv().mint()<0){ 
162                        //delayed values are required
163                       
164                        //create delayed dl
[626]165                        int ith_buf=Dls_buf.size();
[631]166                        Dls_buf.set_size( ith_buf + 1, true);
[626]167                        Dls_buf(ith_buf) = new datalink_buffered(); 
[631]168                        //add dl to list of buffered DS
[626]169                        Dls(i) = Dls_buf(ith_buf);
170                        Dls(i)->set_connection ( Es ( i )->_drv(),Ds->_drv() ); //datalink between a datasource and estimator
171                       
172                } else {
173                        Dls ( i ) = new datalink ( Es ( i )->_drv(),Ds->_drv() ); //datalink between a datasource and estimator
174                }
[412]175        }
[622]176
[609]177        for ( int tK=0;tK<Ndat;tK++ ) {
[593]178                Ds->getdata ( dt );                                     // read data
[676]179                Ds->log_write ( );
[622]180
181                for ( int i=0; i<Es.length(); i++ ) {
182                        Es ( i )->bayes ( Dls ( i )->pushdown ( dt ) );         // update estimates
[676]183                        Es ( i )->log_write ();
[412]184                }
[626]185               
[293]186                L->step();
[609]187                Ds->step();                                                     // simulator step
[626]188                //update buffered fdat links
189                for (int i=0; i<Dls_buf.length(); i++){
190                        Dls_buf(i)->step(dt);
191                }
192                       
[293]193        }
194
195        L->finalize();
196        // ------------------ End of routine -----------------------------
197
[412]198#ifdef MEX
[622]199        mexlog* mL=dynamic_cast<mexlog*> ( L.get() );
[412]200
[622]201        if ( mL ) { // user wants output!!
[293]202                if ( n_output<1 ) mexErrMsgTxt ( "Wrong number of output variables!" );
203                output[0] = mL->toCell();
204        }
[412]205#endif
[653]206        for (int i=0;i<Dls.length(); i++){delete Dls(i);}
[293]207}
Note: See TracBrowser for help on using the browser.