root/applications/bdmtoolbox/mex/estimator.cpp @ 706

Revision 706, 6.6 kB (checked in by smidl, 15 years ago)

eol-native

  • Property svn:eol-style set to native
Line 
1/*!
2\file
3\brief Application Estimator
4
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"];
11        "Bayesian Model" -> "Result Logger" [label="estimated\n statistics"];
12        "Data Source" -> "Result Logger" [label="Simulated\n data"];
13}
14\enddot
15
16Here,
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
50#include <estim/arx.h>
51#include <stat/emix.h>
52#include <base/datasources.h>
53#include <base/loggers.h>
54#include <estim/particles.h>
55#include <estim/kalman.h>
56
57//#include "mex_datasource.h"
58
59using namespace bdm;
60
61#ifdef MEX
62#include <itpp/itmex.h>
63#include <mex/mex_BM.h>
64#include <mex/mex_logger.h>
65#include <mex/mex_datasource.h>
66
67void mexFunction ( int n_output, mxArray *output[], int n_input, const mxArray *input[] ) {
68        // Check the number of inputs and output arguments
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
79        RV::clear_all();
80        //CONFIG
81        UImxArray Cfg;
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{
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;
100        }*/
101        } catch ( SettingException e ) {
102                it_error ( "error: "+string ( e.getPath() ) );
103        }
104
105        //DBG
106        Cfg.writeFile ( "estimator.cfg" );
107
108#else
109int main ( int argc, char* argv[] ) {
110        const char *fname;
111        if ( argc>1 ) {
112                fname = argv[1];
113        } else {
114                fname="estimator.cfg";
115        }
116        UIFile Cfg ( fname );
117#endif
118
119        shared_ptr<DS> Ds = UI::build<DS> ( Cfg, "system" );
120        Array<shared_ptr<BM> > Es;
121        UI::get ( Es,Cfg, "estimators" );
122        int Ndat=10;
123        if ( Cfg.exists ( "experiment" ) ) {
124                if ( Cfg.getRoot().lookupValue ( "experiment.ndat",Ndat ) ) {
125                        bdm_assert ( Ndat<=Ds->max_length(), "Data source has less data then required" );
126                };
127        } else {
128                if ( Ds->max_length() < std::numeric_limits< int >::max() ) {
129                        Ndat=Ds->max_length();
130                }
131                ;// else Ndat=10;
132        }
133        shared_ptr<logger> L = UI::build<logger> ( Cfg, "logger",UI::optional );
134        if ( !L ) {
135#ifdef MEX
136                //mex logger has only from_setting constructor - we  have to fill it...
137                L=new mexlog ( Ndat );
138#else
139                L=new stdlog();
140#endif
141        }
142
143        Ds->log_register ( *L, "DS" );
144        string Ename;
145        Setting &S=Cfg;
146        for ( int i=0; i<Es.length(); i++ ) {
147                if (!UI::get ( Ename, S["estimators"][i], "name" ,UI::optional)){
148                        Ename="Est"+num2str ( i );
149                }
150                if (Es(i)->posterior()._log_level()<1){
151                        const_cast<epdf&>(Es (i) ->posterior()).set_log_level (1);
152                }
153               
154                Es ( i )->log_register ( *L,Ename ); // estimate
155        }
156        L->init();
157
158        vec dt=zeros ( Ds->_drv()._dsize() );   //data variable
159        Array<datalink*> Dls ( Es.length() );
160        Array<datalink*> Dlsc ( Es.length() );
161        Array<datalink_buffered*> Dls_buf (0);
162        for ( int i=0; i<Es.length(); i++ ) {
163                //connect actual data
164                Dls ( i ) = new datalink ( Es ( i )->_yrv(),Ds->_drv() ); //datalink between a datasource and estimator
165                //connect data in condition
166                if (Es ( i )->_rvc().mint()<0){ 
167                        //delayed values are required
168                       
169                        //create delayed dl
170                        int ith_buf=Dls_buf.size();
171                        Dls_buf.set_size( ith_buf + 1, true);
172                        Dls_buf(ith_buf) = new datalink_buffered(); 
173                        //add dl to list of buffered DS
174                        Dlsc(i) = Dls_buf(ith_buf);
175                        Dlsc(i)->set_connection ( Es ( i )->_rvc(),Ds->_drv() ); //datalink between a datasource and estimator
176                       
177                } else {
178                        Dlsc ( i ) = new datalink ( Es ( i )->_rvc(),Ds->_drv() ); //datalink between a datasource and estimator
179                }
180        }
181
182        for ( int tK=0;tK<Ndat;tK++ ) {
183                Ds->getdata ( dt );                                     // read data
184                Ds->log_write ( );
185
186                for ( int i=0; i<Es.length(); i++ ) {
187                        if (tK + Es ( i )->_rvc().mint() > 0 ) {
188                                Es ( i )->bayes ( Dls ( i )->pushdown ( dt ), Dlsc(i) ->pushdown(dt) );         // update estimates
189                        }
190                        Es ( i )->log_write ();
191                }
192               
193                L->step();
194                Ds->step();                                                     // simulator step
195                //update buffered fdat links
196                for (int i=0; i<Dls_buf.length(); i++){
197                        Dls_buf(i)->step(dt);
198                }
199                       
200        }
201
202        L->finalize();
203        // ------------------ End of routine -----------------------------
204
205#ifdef MEX
206        mexlog* mL=dynamic_cast<mexlog*> ( L.get() );
207
208        if ( mL ) { // user wants output!!
209                if ( n_output<1 ) mexErrMsgTxt ( "Wrong number of output variables!" );
210                output[0] = mL->toCell();
211        }
212#endif
213        for (int i=0;i<Dls.length(); i++){delete Dls(i); delete Dlsc(i);}
214}
Note: See TracBrowser for help on using the browser.