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00047
00048 #ifndef EIGEN_CONSTRAINEDCG_H
00049 #define EIGEN_CONSTRAINEDCG_H
00050
00051 #include <Eigen/Core>
00052
00053 namespace internal {
00054
00061 template <typename CMatrix, typename CINVMatrix>
00062 void pseudo_inverse(const CMatrix &C, CINVMatrix &CINV)
00063 {
00064
00065 typedef typename CMatrix::Scalar Scalar;
00066 typedef typename CMatrix::Index Index;
00067
00068 typedef Matrix<Scalar,Dynamic,1> TmpVec;
00069
00070 Index rows = C.rows(), cols = C.cols();
00071
00072 TmpVec d(rows), e(rows), l(cols), p(rows), q(rows), r(rows);
00073 Scalar rho, rho_1, alpha;
00074 d.setZero();
00075
00076 CINV.startFill();
00077 for (Index i = 0; i < rows; ++i)
00078 {
00079 d[i] = 1.0;
00080 rho = 1.0;
00081 e.setZero();
00082 r = d;
00083 p = d;
00084
00085 while (rho >= 1e-38)
00086 {
00087
00088 l = C.transpose() * p;
00089 q = C * l;
00090 alpha = rho / p.dot(q);
00091 e += alpha * p;
00092 r += -alpha * q;
00093 rho_1 = rho;
00094 rho = r.dot(r);
00095 p = (rho/rho_1) * p + r;
00096 }
00097
00098 l = C.transpose() * e;
00099
00100 for (Index j=0; j<l.size(); ++j)
00101 if (l[j]<1e-15)
00102 CINV.fill(i,j) = l[j];
00103
00104 d[i] = 0.0;
00105 }
00106 CINV.endFill();
00107 }
00108
00109
00110
00116 template<typename TMatrix, typename CMatrix,
00117 typename VectorX, typename VectorB, typename VectorF>
00118 void constrained_cg(const TMatrix& A, const CMatrix& C, VectorX& x,
00119 const VectorB& b, const VectorF& f, IterationController &iter)
00120 {
00121 typedef typename TMatrix::Scalar Scalar;
00122 typedef typename TMatrix::Index Index;
00123 typedef Matrix<Scalar,Dynamic,1> TmpVec;
00124
00125 Scalar rho = 1.0, rho_1, lambda, gamma;
00126 Index xSize = x.size();
00127 TmpVec p(xSize), q(xSize), q2(xSize),
00128 r(xSize), old_z(xSize), z(xSize),
00129 memox(xSize);
00130 std::vector<bool> satured(C.rows());
00131 p.setZero();
00132 iter.setRhsNorm(sqrt(b.dot(b)));
00133 if (iter.rhsNorm() == 0.0) iter.setRhsNorm(1.0);
00134
00135 SparseMatrix<Scalar,RowMajor> CINV(C.rows(), C.cols());
00136 pseudo_inverse(C, CINV);
00137
00138 while(true)
00139 {
00140
00141 old_z = z;
00142 memox = x;
00143 r = b;
00144 r += A * -x;
00145 z = r;
00146 bool transition = false;
00147 for (Index i = 0; i < C.rows(); ++i)
00148 {
00149 Scalar al = C.row(i).dot(x) - f.coeff(i);
00150 if (al >= -1.0E-15)
00151 {
00152 if (!satured[i])
00153 {
00154 satured[i] = true;
00155 transition = true;
00156 }
00157 Scalar bb = CINV.row(i).dot(z);
00158 if (bb > 0.0)
00159
00160 for (typename CMatrix::InnerIterator it(C,i); it; ++it)
00161 z.coeffRef(it.index()) -= bb*it.value();
00162 }
00163 else
00164 satured[i] = false;
00165 }
00166
00167
00168 rho_1 = rho;
00169 rho = r.dot(z);
00170
00171 if (iter.finished(rho)) break;
00172
00173 if (iter.noiseLevel() > 0 && transition) std::cerr << "CCG: transition\n";
00174 if (transition || iter.first()) gamma = 0.0;
00175 else gamma = std::max(0.0, (rho - old_z.dot(z)) / rho_1);
00176 p = z + gamma*p;
00177
00178 ++iter;
00179
00180 q = A * p;
00181 lambda = rho / q.dot(p);
00182 for (Index i = 0; i < C.rows(); ++i)
00183 {
00184 if (!satured[i])
00185 {
00186 Scalar bb = C.row(i).dot(p) - f[i];
00187 if (bb > 0.0)
00188 lambda = std::min(lambda, (f.coeff(i)-C.row(i).dot(x)) / bb);
00189 }
00190 }
00191 x += lambda * p;
00192 memox -= x;
00193 }
00194 }
00195
00196 }
00197
00198 #endif // EIGEN_CONSTRAINEDCG_H