Jan 092016
 
This post shows an amazing function to practice with graphics in Octave. The name of the function is allyouneed() and the code is the following:

function allyouneed()

% L
x0= linspace(0.3,30,100);
y0 = 1 ./ x0;
subplot(1,4,1)
plot(x0,y0,’linewidth’,3)
axis off
title(‘All you need is…’)
set(h,’FontSize’,20)

% O
theta=linspace(0,2*pi,100);
x1=2*cos(theta);
y1=2*sin(theta);
subplot(1,4,2)
plot(x1,y1,’linewidth’,3)
axis off

% V
x2=linspace(-6,6,100);
y2=2*abs(x2);
subplot(1,4,3)
plot(x2,y2,’linewidth’,3)
axis off

% E
x3=linspace(0,2*pi,100);
y3=-4*abs(sin(x3));
subplot(1,4,4)
plot(y3,x3,’linewidth’,3)
axis off

allyouneed

Santiago Higuera (9 de enero de 2016)
Oct 182015
 
El sistema Operativo Android utiliza un núcleo Linux, sobre el que van montadas varias capas de software que le dan la forma final que estamos acostumbrados a ver en nuestros smartphones y tablets [1]. Esto facilita la adaptación de softwares originálmente desarrollados para Linux.

Corbin Champion desarrolla y mantiene una versión de Octave para dispositivos Android que incluye todas o casi todas las funcionalidades de Octave. Podemos ejecutar en la consola todas las funciones de Octave, utilizar todos los tipos de datos, ejecutar programas .m y dibujar gráficos sofisticados

Si buscamos ‘Octave‘ en la Google Play veremos que nos aparecen varias aplicaciones. La aplicación denominada Octave, (ver figura), es la versión que funcionaba hasta Android 4. A partir de esta versión, las modificaciones introducidas por Google en el sistema operativo Android hicieron que dejara de funcionar. Es una desagradable costumbre de Google que nos trae de cabeza a los desarrolladores, y que hace que cada pocos meses algunas aplicaciones dejen de funcionar correctamente con la aparición de nuevas versiones del sistema operativo.

Aplicaciones Android en la Google Play

Aplicaciones Android en la Google Play

La aplicación denominada GNU Root Octave [2] es la versión actual de Octave para Android y es la que debemos instalar en nuestros dispositivos. Para que nos funcione, tenemos que instalar y ejecutar previamente la aplicación denominada GNU Root Debian [3], que instala diversas librerías necesarias para el funcionamiento correcto de Octave. Al ejecutar GNU Root Debian aparecerá una consola del sistema y veremos que se ejecutan un montón de instrucciones, a medida que se cargan e instalan los distintos componentes. No debemos interrumpir ese proceso. Tampoco debemos asustarnos, no está haciendo nada ‘malo‘ en nuestro smartphone o tablet, solo instalando librerías.

Una vez instalado y ejecutado GNU Root Debian, podemos instalar y ejecutar GNU Root Octave, que es el Octave propiamente dicho. A partir de ahí dispondremos en nuestro dispositivo de una consola Octave con toda la potencia que ello aporta, convirtiendo nuestro smartphone o tablet en la mejor calculadora.

Para utilizar cómodamente Octave sobre Android es conveniente instalarse un buen teclado. Yo utilizo Swift Key [4], que permite disponer de un cómodo teclado numérico que incluye todos los signos de operaciones aritméticas, acceso a las teclas de movimiento del cursor para editar expresiones, acceso a las teclas Alt, CTRL y otras opciones no disponibles en el teclado que traen por defecto los dispositivos Android.

[1] ¿Qué significa que Android esté basado en Linux?

[2] GNU Root Octave

[3] GNU Root Debian

[4] Teclado Swift Key

 



Santiago Higuera (18 de octubre de 2015)

Jan 192015
 

Un problema que surge trabajando con los sensores de un smartphone es elegir el tipo de datos y de almacenamiento que permita gestionar la información generada por los dispositivos. Otro problema es sincronizar los datos procedentes de los distintos sensores.

Ya sea el acelerómetro, el clinómetro, o el GPS, lo que vamos obteniendo es una serie de valores reales asociados a un instante concreto de tiempo.

Los tiempos que nos entrega el ordenador están medidos en milisegundos y vienen representados por un valor entero, tipo long en Java, que representa los milisegundos transcurridos desde las 00:00 horas UTC del 1 de enero de 1970.

Los valores correspondientes a los sensores serán en general números reales, que en Java estarán representados por valores double. Así, en el caso de un acelerómetro, por ejemplo, tendremos por cada valor de tiempo una terna de valores double ax, ay, az.

El problema de la sincronización de los datos procedentes de distintos sensores es debido a la diferencia en el tiempo de actualización de los mismos. Si queremos sincronizar los datos procedentes de un sensor ‘lento’, como por ejemplo el GPS que actualiza cada segundo, con los datos de un sensor ‘rápido’, como el clinómetro, por ejemplo, que actualiza 15 o 20 veces por segundo, tendremos que aplicar algún tipo de filtro a los datos procedentes del sensor rápido para adaptarlos a los del sensor lento.

La clase TSerie de la librería GpxParser, [1], encapsula una lista de tiempos, List<Long>, de manera coordinada con una lista de arrays de doubles List<double[ ]>. Realmente, las listas de tiempos y de arrays de doubles están a su vez encapsuladas en sendas instancias de las clases TList y DoublesList de la propia librería.

Para crear una instancia de la clase TSerie utilizaremos su constructor sin parámetros, lo que dará lugar a la creación de una instancia de TSerie, con sus listas inicialmente vacías.

TSerie serie = new TSerie();

El método add() permite añadir elementos a la lista. Cada elemento constará de un valor long correspondiente al tiempo, y un array de doubles con los valores asociados. El primer elemento que añadamos a la lista establecerá la dimensión que deberán tener todos los arrays que añadamos a continuación:

TSerie serie = new TSerie();
long t = new Date().getTime();
double[] values = new double[] {1.0,2.0,-1.0};
serie.add(t, values);

El método add() realiza una serie de comprobaciones antes de añadir cada elemento. En el caso del tiempo, comprueba que el valor es mayor que cero y que es mayor que el último de los tiempos que se hayan añadido a la lista. En el caso del array de doubles, se comprueba que no es nulo y que su dimensión está de acuerdo con la de los arrays de la lista. Esa dimensión la establece el primer array que se añada a la lista. La clase TSerie ofrece un método utilitario canAdd() que permite comprobar si unos valores concretos se pueden añadir o no.

Para acceder a los valores almacenados en nuestro objeto de la clase TSerie disponemos de diversos métodos utilitarios:

  • size(): nos devuelve el número de elementos almacenados en la lista.
  • TList: La clase TSerie ofrece diversos métodos utilitarios para acceder a los métodos y propiedades de la serie de tiempos. Por ejemplo, se dispone de un método getTime() que permite acceder a los tiempos por su índice en la lista. Existen también dos métodos firstTime() y lastTime() que permiten obtener el primer o el último tiempo de la lista.
  • getValues(int): Se puede acceder a los valores doubles almacenados por su índice en la lista mediante el método getValues() pasando un entero como parámetro
  • getValues(long): Una segunda versión del método getValues(), que admite como parámetro un valor long correspondiente a un tiempo, devolverá los valores doubles correspondientes a ese tiempo, si el tiempo está comprendido en el intervalo de tiempos de la lista. Si el tiempo se corresponde exactamente con uno de los de la lista, se devolverá el array de doubles correspondientes. Si el tiempo no coincide exactamente con ninguno de la lista, se devolverá un array de doubles cuyos valores serán la interpolación lineal entre los valores correspondientes al tiempo inmediatamente anterior y el tiempo inmediatamente posterior.
  • getValues(long, StrategyOnValues): Este método admite, ademas de un tiempo, un segundo parámetro que es una instancia de la clase StrategyOnValues, que explicamos a continuación

El interface StrategyOnValues sólo tiene un método cuya signatura es:

double[] getValues(TSerie tserie, long t)

La clases que implementen el interface, devolverán el array de valores double que corresponden al tiempo t en la tserie. A la fecha de escribir este artículo existe una implementación concreta, la clase AverageStrategy. Esta clase recibe, en su constructor, un valor long llamado halfinterval. Los doubles devueltos por el método getValues son la media de los valores del sensor comprendidos en el intervalo de tiempo [t – halfinterval, t + halfinterval]. Esto es, cuando utilicemos esta estrategia para obtener los datos del sensor en un tiempo determinado t, obtendremos la media de los valores del sensor en un entorno de ese tiempo. El tiempo t no tiene por qué coincidir exactamente con uno de los de la lista.

En el ejemplo que se muestra a continuación, se define una TSerie con una serie de valores double para cada tiempo. Definimos a continuación una AverageStrategy con intervalo de tiempo t=100 ms. El resultado de la función getValues() utilizada a continuación nos devolverá un array de double double[] con los valores 2.0 y 4.66 correspondientes a la media de los valores entre t=200 – halfinterval= 100 ms y t=200 + halfinterval= 300 ms.

TSerie serie = new TSerie();
serie.add(new Long(0L), new double[] {1.0,1.0});
serie.add(new Long(100L), new double[] {1.0,1.0});
serie.add(new Long(200L), new double[] {2.0,4.0});
serie.add(new Long(300L), new double[] {3.0,9.0});
serie.add(new Long(400L), new double[] {4.0,16.0});

AverageStrategy strategy = new AverageStrategy(100L);
double[] values = serie.getValues(200L, strategy);
// Devuelve {2.0 4.66}


[1] https://github.com/shiguera/gpxparser



Santiago Higuera (15 de enero de 2015)

Feb 282014
 

Cuando arrancamos una aplicación Android, el sistema operativo crea un nuevo ‘hilo’ de procesamiento para la aplicación. En ese hilo, llamado hilo principal, es donde se ejecutan todas las operaciones del programa, incluidas las tareas relacionadas con la actualización del interfaz de usuario. Es por ello, que cuando realizamos una operación que consuma un tiempo apreciable, dejamos momentaneámente congelado el interfaz de usuario. Durante ese tiempo el interfaz no responderá a las acciones como pulsar botones, actualizaciones de pantalla, etc. En suma, es como si se quedara temporalmente colgada la aplicación. Ejemplos de este tipo de operaciones pueden ser el acceso a ficheros de la tarjeta de memoria, las consultas a través de internet o la inicialización de objetos complejos. Con el fin de que el interfaz de la aplicación atienda adecuadamente en todo momento a los eventos generados en el interfaz de usuario, es conveniente que dichas operaciones se hagan en otro hilo de procesamiento diferente del hilo principal

Android dispone de la clase AsyncTask pensada para dar solución a numerosas situaciones como las planteadas. La clase AsyncTask tiene un funcionamiento muy similar al que ofrece la clase SwingWorker cuando se trabaja en entornos Java-Swing

Para utilizarla tendremos que derivar una clase que descienda de AsyncTask y sobreescribir, al menos, el método doInBackground(). Todo lo que ejecutemos dentro de ese método se ejecutará en un hilo propio creado por AsyncTask, diferente del hilo que instanció nuestra clase, que generalmente será el hilo principal. AsyncTask ofrece otros métodos que nos permitirán comunicarnos con el hilo principal y transmitirle el progreso del proceso o el resultado final del mismo. Se trata de los métodos onProgressUpdate() y onPostExecute(). Si sobreescribimos estos métodos, todo lo que ejecutemos en ellos se ejecutará en el hilo principal. El método onProgressUpdate() se ejecutará cada vez que llamemos al método publishProgress() explicitamente desde dentro del método doInBackground(). El método onPostExecute() es llamado automáticamente cuando finaliza el proceso de doInBackground().

Hay tres clases genéricas que debemos indicar al derivar nuestra clase de AsyncTask: La primera corresponde al tipo de los parametros que recibe el método doInBackground(). La segunda corresponde a los parámetros que recibe el método onProgressUpdate(). La tercera clase es la de los valores devueltos por el método doInBackground() que coincide con los parámetros que se pasan al método onPostExecute()..

Veamos un ejemplo de un worker que actúa de contador. Dentro del método doInBackground() se va incrementando un contador cada segundo. Cada vez que incrementa el contador, manda publicar el resultado en un TextView existente en el UI.

Hay que destacar que el método ‘onProgressUpdate() recibe un array de parámetros del tipo declarado. Puede suceder que enviemos un mensaje a publicar y no sea publicado inmediatamente. En cualquier caso, cuando se ejecute el método, dara salida a los mensajes pendientes.

Vemos la forma de invocar la tarea desde la actividad principal: primero se instancia un objeto de la clase y luego se llama a su método ‘execute()‘. Podemos forzar que nuestra Activity espere el resultado de la tarea asíncrona llamando al método get() de la siguiente manera:

Esto forzará al hilo principal a esperar un resultado antes de seguir.

Por último, indicar que esta clase está pensada para tareas de corta duración, pongamos unos pocos segundos. Para tareas que lleven más tiempo, Android dispone de otros mecanismos específicos como los Service. También es posible utilizar el mecanismo de Threads y ThreadPools de Java. Encontraréis más documentación en Processes and Threads



Santiago Higuera (28 de febrero de 2014)

Feb 042014
 
Navegación a por estima

Vamos explicar el método que se utiliza en náutica para calcular la distancia y el rumbo directo entre dos puntos de los que se conocen sus coordenadas geográficas. El procedimiento proporciona valores precisos para puntos cuya separación sea menor de unas doscientas millas, esto es, unos 370 kilómetros. Es el denominado problema de estima inversa en navegación loxodrómica.

No vamos a entrar en las matemáticas del asunto, sino que vamos a utilizar una regla nemotécnica para memorizar dos triángulos rectángulos que nos permitirán deducir las fórmulas correspondientes. La justificación matemática se puede encontrar en cualquier tratado de náutica. A mí me gusta más que otros el libro de Luis Mederos ‘Navegación Astronómica’.

El problema que queremos resolver es, conocidas las coordenadas geográficas de dos puntos, calcular la distancia entre ellos y el rumbo directo a seguir para ir del primer al segundo punto. Llamaremos longitud1, latitud1, longitud2 y latitud2 a las coordenadas conocidas de los puntos.

Los dos triángulos rectángulos que nos proporcionan las fórmulas para relacionar las variables son los de la figura, donde el significado de las variables es el siguiente:

  • Δl: Incremento de latitud, esto es, latitud2-latitud1
  • R: rumbo para ir del primer punto al segundo. El rumbo es un ángulo medido desde el Norte hacia el Este (a derechas)
  • D: distancia entre los dos puntos
  • Ap: Apartamiento, esto es, la longitud del arco comprendido entre dos meridianos, medido a una latitud concreta. (ver ref)
  • lm: Latitud media, o sea, (latitud1+latitud2)/2
  • ΔL: incremento de longitud, es decir, (longitud2 – longitud1)

Calcularemos en primer lugar el Apartamiento, Ap, a partir de la fórmula que deducimos del segundo triángulo:

Ap =  ΔL * cos(lm)

En esta fórmula, como en las demás, es muy importante la utilización de las unidades correctas. En general, las coordenadas de los puntos inicial y final vendrán expresadas en grados sexagesimales. Tenemos que pasar todos los ángulos a radianes antes de comenzar a operar.

Una vez calculado el Apartamiento utilizaremos el primer triángulo de la figura para calcular el Rumbo y la Distancia:

R = atan( Ap /  Δl)
D = asin( Ap / sin(R) )

El rumbo obtenido estará expresado en radianes, por lo que habrá que pasarlo a grados para que sea de utilidad en el compás

La distancia también está en radianes. Habra que pasarla a minutos de arco, o lo que es lo mismo, a millas. Una vez en millas podremos expresarla en metros multiplicando por 1851:

D (millas) = D (minutos) = D (rad) * 180.0 /  π * 60 
D (metros) = D (millas) * 1851 

Os dejo un enlace a las rutinas java que resuelven el problema:

loxodromia.java

Por último indicar que la regla nemotécnica para memorizar los triángulos es la frase que aparece bajo la figura: Alrededor del Apartamento apareció la madre de Luis



Santiago Higuera (4 de febrero de 2014)