あるクラスで取得したセンサデータをいくつかの他クラスで使用したいです。

前提・実現したいこと

GetDataクラスで取得したセンサデータをいくつかの他クラスで使用したいです。
具体的にはGetDataクラス → Menu2クラスでCSV保存用途と、PlotCanvasクラスのupdateFigure()でのリアルタイムグラフ表示です。

１周間近く詰まってしまったので以前助けていただけたこちらのサイトの皆様の助言をいただきたいです。

発生している問題・エラーメッセージ

ValueError: could not convert string to float: 'None'

該当のソースコード

python3
1# 文字数制限の為省略しています。全文載せられます。
2# 以下に動作段階のコードを記載しております。
3# 動作段階のコードにclass GetData()を作成してMenu2クラスとPlotCanvasクラスで使用しようとしておりました。

試したこと

最初はグローバル変数で出来ないか試したが最初に取得したデータのみがタイマーで出続けるのみ。（失敗）
関数を書いてグローバル変数にタイマーで取得し続けた値を入れようとする。（失敗）
スコープ範囲を広げてみる。　理解出来ていなかった為他の方の記述がいじれない。（失敗）
データ取得用クラス作成（GetData）。数値が入っていない様子。（現在）

本当は１行ずつデバッグしながら組んでいくものなのでしょうが、プログラミング初級者であるため１からの記述が難しかったためいろいろな方のコードを引っ張ってきており、私のレベルでは難しい状況となってしまいました。。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Windows10 or macOS Catalina 10.15.4
言語 : Python3 (関係ないはずですがファームウェアはCとMicroPythonの２パターンあります。)
フレーム : PyQt5

PlotCanvasクラスのupdateFigure()内でデータ取得をした場合問題なく動きました。
お恥ずかしながら初歩的なことで躓いており、心折れかけてます。
おわかりになる方の助言を心からおまちしております。。

以下追記です。
動いている段階までもどってみました。最近は動かなくてはこのバックアップにもどってのくりかえしです。。

python
1
2class StartMenu(QWidget):                               #メインウインドウ用のクラス作成
3    def __init__(self, parent):
4        super().__init__(parent)      
5        
6        self.master = parent
7        self.button1 = QPushButton('Graph', self)       #ボタンの作成(表示名)
8        self.button1.move(260, 100)                     #ボタンの位置を決定(X,Y)
9        self.button1.clicked.connect(self.Graph)        #ボタンを押すと(clicked.connect())Graph関数を呼ぶ（Menu2にアクセス）
10        
11        self.button2 = QPushButton('InputData', self)
12        self.button2.move(260, 180)
13        self.button2.clicked.connect(self.InputData)
14        
15        self.quitbutton1 = QPushButton('exit', self)
16        self.quitbutton1.move (260, 260)
17        self.quitbutton1.clicked.connect(QCoreApplication.instance().quit)
18
19    def initUI(self):
20        self.setWindowTitle(self.title)
21        self.setGeometry(self.width, self.height)
22        self.show()
23
24    def Graph(self):
25        # 0オリジン
26        self.master.setCurrentIndex(1)                  #Menu2にアクセス
27
28    def InputData(self):
29        # 0オリジン
30        self.master.setCurrentIndex(2)
31
32class Menu2(QWidget):
33
34    def __init__(self, parent):
35        super().__init__(parent)
36
37        # 実際にグラフを打つPlotCanvasクラスのインスタンスを生成。
38        self.m = PlotCanvas(self, width=5, height=4)
39        self.m.move(15,15)
40
41        self.master = parent
42        self.startButton = QPushButton('保存開始', self)
43        self.startButton.move(530, 300)
44#        self.startButton.clicked.connect(self.onStartButton)
45
46        self.master = parent
47        self.stopButton = QPushButton('CSVファイル作成', self)
48        self.stopButton.move(530, 330)
49#        self.stopButton.clicked.connect(self.onStopButton)
50
51        self.quitbutton2 = QPushButton('quit', self)
52        self.quitbutton2.move(530, 360)
53        self.quitbutton2.clicked.connect(self.quit)
54
55#    def onStartButton(self):
56
57#    def onStopButton(self):
58        
59    def quit(self):
60        self.master.text("return")
61        self.master.setCurrentIndex(0)
62
63class Menu3(QWidget):
64
65    def __init__(self, parent):
66        super().__init__(parent)
67        self.master = parent
68
69        self.textbox = QLineEdit(self)        # テキストボックス作成
70        self.textbox.move(20, 20)
71        self.textbox.resize(200,30)
72
73        self.button = QPushButton("Show text", self)       # ボタン作成
74        self.button.move(20,80)
75        self.button.clicked.connect(self.on_click)         # ボタン押下時のアクションを指定
76        self.show()
77
78    @pyqtSlot()
79    def on_click(self):
80        textboxValue = self.textbox.text()
81        QMessageBox.question(self, "Message - pythonspot.com", "You typed: " + textboxValue, QMessageBox.Ok, QMessageBox.Ok)
82        self.textbox.setText("")
83
84        self.button4 = QPushButton('登録', self)
85        self.button4.move(530, 100)
86
87        self.button4 = QPushButton('登録', self)
88        self.button4.move(530, 220)
89
90        self.button4 = QPushButton('登録', self)
91        self.button4.move(530, 340)
92
93        self.quitbutton3 = QPushButton('quit', self)
94        self.quitbutton3.move(530, 380)
95        self.quitbutton3.clicked.connect(self.quit)
96
97    def quit(self):
98        self.master.text("return")
99        self.master.setCurrentIndex(0)                  # StartMenuに移動
100
101
102class App(QTabWidget):
103    def __init__(self):
104        super().__init__()
105        self.setWindowTitle("加速度センシング")
106
107        self.tab1 = StartMenu(self)        # 1個1個のタブがメニューに対応
108        self.tab2 = Menu2(self)
109        self.tab3 = Menu3(self)
110
111        self.addTab(self.tab1, "StartMenu")        # タブページに追加
112        self.addTab(self.tab2, "Graph")
113        self.addTab(self.tab3, "InputData")
114
115        self.setStyleSheet("QTabWidget::pane { border: 0; }")      # タブパネルのボーダーを削除
116
117#        self.tabBar().hide()                # タブバーを非表示に
118        self.resize(640, 470)               # サイズの変更と
119        self.move(150, 20)                  # 立ち上げ位置の設定
120
121    def text(self, text):
122        print(text)
123
124#グラフ描画クラス
125class PlotCanvas(FigureCanvas):
126
127    def __init__(self, parent=None, width=5, height=5, dpi=100):
128        self.fig = Figure(figsize=(width, height), dpi=dpi)
129        self.axes = self.fig.add_subplot(111)
130        super(PlotCanvas, self).__init__(self.fig)
131        self.setParent(parent)
132
133        FigureCanvas.setSizePolicy(
134                self,
135                QSizePolicy.Expanding,
136                QSizePolicy.Expanding
137                )
138        FigureCanvas.updateGeometry(self)
139        self.plot()
140
141    def plot(self):
142#        self.xser = serial.Serial("COM7")                     # シリアルポート
143        self.ser = serial.Serial("/dev/tty.usbserial-0001")    # Macで作業用シリアルPORT
144        timer = QTimer(self)
145        timer.timeout.connect(self.updateFigure)
146        self.x = np.arange(0,10)
147        self.xlist_x = np.zeros(10).tolist()  # B
148        self.xlist_y = np.zeros(10).tolist()  # Y
149        self.xlist_z = np.zeros(10).tolist()  # G
150
151        self.axes.set_ylim((-1000,1000))
152
153        self.xlines1, = self.axes.plot(self.x, self.xlist_x)
154        self.xlines2, = self.axes.plot(self.x, self.xlist_y)
155        self.xlines3, = self.axes.plot(self.x, self.xlist_z)
156
157        timer.start(1)        
158
159    def updateFigure(self):
160
161        self.x += 1                                 # plotデータの更新
162        self.data = self.ser.readline().rstrip()    # \nまで読み込む(\nは削除)
163        accdata = self.data.decode('utf-8')
164        acc = accdata.split(",")
165        acc_x = float(acc[0])/10 + 155
166        acc_y = float(acc[1])/10
167        acc_z = float(acc[2])/10 - 1665
168
169        self.xlist_x.pop(0)
170        self.xlist_x.append(acc_x)
171        self.xlist_y.pop(0)
172        self.xlist_y.append(acc_y)
173        self.xlist_z.pop(0)
174        self.xlist_z.append(acc_z)
175
176        self.xlines1.set_data(self.x, self.xlist_x)
177        self.xlines2.set_data(self.x, self.xlist_y)
178        self.xlines3.set_data(self.x, self.xlist_z)
179
180        self.axes.set_xlim((self.x.min(), self.x.max()))
181
182        self.draw()
183#        plt.pause(1)
184
185def main():
186    app = QApplication(sys.argv)
187
188    ex1 = App()
189    ex1.show()
190    sys.exit(app.exec_())
191
192if __name__ == '__main__':
193    main()

行動規範の内容に同意します

回答2件

ベストアンサー

GetDataクラスで取得したセンサデータをいくつかの他クラスで使用したいです。

具体的にはGetDataクラス → Menu2クラスでCSV保存用途と、PlotCanvasクラスのupdateFigure()でのリアルタイムグラフ表示です。

PubSub というメッセージ伝搬の方法を使うと良いです。

ライブラリ等もありますが、仕組みは単純なので、
簡単な例で紹介。(エラー処理等は省く、最小限の実装です)

class PubSub:
    def __init__(self):
        self.listeners = []

    def subscribe(self, func):
        self.listeners.append(func)

    def unsubscribe(self, func):
        self.listeners.remove(func)

    def sendMessage(self, message):
        for func in self.listeners:
            func(message)


if __name__ == "__main__":

    # CSV保存用と
    def save_to_csv(message):
        print("Save CSV", message)

    # リアルタイムグラフ表示に見立てた関数
    def plot_update(message):
        print("Plot", message)

    pub = PubSub()
    pub.subscribe(save_to_csv) # 呼び出してほしい関数を登録
    pub.subscribe(plot_update)

    # 双方の関数にメッセージが送られます
    pub.sendMessage("1,2,3")

Qt のシグナル＆スロットも同様の仕組みを備えてます。
(通常のマウス操作等のイベントも同イベントループ内で処理されてるので、
大量のデータのやり取りには向いてませんが)

import sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QPushButton

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)

    def func1():
        print("func1 was called")

    def func2():
        print("func2 was called")

    button = QPushButton("Click")
    button.clicked.connect(func1) # subscribe
    button.clicked.connect(func2)
    button.clicked.emit() # sendMessage
    button.clicked.disconnect(func2) # unsubscribe
    button.show()

    app.exec_()

(上のコード例には出してませんが)
データ生成元にシグナルを定義して、
CSV出力とプロットの双方のスロットに繋げる、
といった設計等も出来ます。

PubSubを使ったデモ

データは適当な乱数生成

右パネル subscribe 購読開始を通知 (この時点では何もデータが流れない)
Start ... タイマー開始 (データが流れ始め、グラフ描画が開始)
左パネル subscribe 購読開始を通知 (テキストログが流れる)
左パネル unsubscribe 購読解除 (テキストログが止まる)
Stop ... タイマー停止 (データがないのでグラフ描画も止まる)

投稿2020/04/24 06:32

teamikl

総合スコア8664

Tatsuya1192

2020/04/24 11:31

ご指導頂きまして誠に有難う御座います！今朝、解決していたのですが一日中別の会議で返信及び評価が遅れてしまい申し訳御座いません。原因は非常に初歩的な事でGetDataクラスの返り値を指定していなかった事でした。。ですが、こちらの方法がより分かりやすく、ベストアンサーとさせて頂きました！こちらのパターンでも書いてみたいと思います。誠に有難う御座います！

行動規範の内容に同意します

本当は１行ずつデバッグしていくものなのでしょうが、

違います。最初から動くように考えながらプログラムを作成するものであって、適当に組み立ててしまってから動くように直していく、というのは邪道です。

プログラミング初級者であるため１からの記述が難しかったためいろいろな方のコードを引っ張ってきており

理解していないものをキメラにしても大抵動きません。

初心者がどうしたら出来るかわからないのは仕方ないでしょう。だからといって、メチャクチャをやってもいい、というものではありません。わかるところから、順に歩いて下さい。

正直、GetDataというクラス名はかなり引きます。他のStartMenuとかPlotCanvasとかもですけれど。議論はありますけれど、オブジェクト指向の設計としてクラスの候補はまず「名詞」で抽出しよう、なんていう考え方もあるくらいで、動詞+目的語がクラスの名前になるというのは...クラスについてどのように考えているのでしょうか。

それはそれとして。
エラーの原因はそんなこととは関係なく、
関数の定義の仕方がメチャクチャなのでGetData.updatedata()は返り値を持たず、Noneを返すので、

Python
1    def updateFigure(self):                  # plotする
2
3        self.x += 1                          # plotデータの更新
4        accdata = self.getdata.updatedata() 
5#accdataは必ずNone
6
7        acc = str(accdata) 
8#accdataがNoneなのでそれを文字列にしてaccは'None'
9
10        acc = acc.split(",") 
11#Noneは','を含まないのでaccは'None'
12
13        acc_x = float(acc[0])/10 + 155 
14#'None'はfloatに変換不可なのでcould not convert string to float: 'None'になる
15

というのがエラーに至る流れです。

PlotCanvasクラスのupdateFigure()内でデータ取得をした場合問題なく動きました。

おなじ手順でやっていたら同じエラーになっていたはずですが、その時のコードはどうなっていましたか?場所だけでなく手順も変えていませんでしたか?

言ってしまえば、多少の手助けでどうにかなる、というレベルではありません。
同じことをまた言いますが、ちゃんとわかっているところまで立ち戻って、一歩ずつ進んでみて下さい。

関数の作り方
クラスの意味、使い方
プログラムの組み立て方

多少の背伸びはいいですけれど、一気に進みすぎるとにっちもさっちも行かなくなります。

投稿2020/04/22 11:28

thkana

総合スコア7659

Tatsuya1192

2020/04/23 02:48 編集

ご指導頂きまして誠に有難うございます！勉強不足でくだらない質問をしてしまった中、このように指摘いただけた事がとても嬉しいです。動いていて動きがわかるのはGetDataクラスを作る前でPlotCanvasクラスを以下のような記述にしておりました。 class PlotCanvas(FigureCanvas): def __init__(self, parent=None, width=5, height=5, dpi=100): self.fig = Figure(figsize=(width, height), dpi=dpi) self.axes = self.fig.add_subplot(111) super(PlotCanvas, self).__init__(self.fig) self.setParent(parent) FigureCanvas.setSizePolicy( self, QSizePolicy.Expanding, QSizePolicy.Expanding ) FigureCanvas.updateGeometry(self) self.plot() def plot(self): # self.ser = serial.Serial("COM7") # COMポート self.ser = serial.Serial("/dev/tty.usbserial-0001") self.fig, self.axes = plt.subplots(1, 1) # Figureオブジェクトとそれに属する一つのAxesオブジェクトを同時に作成 self.x = np.arange(0,10) # リアルタイムX方向表示 self.list_x = np.zeros(10).tolist() # B self.list_y = np.zeros(10).tolist() # Y self.list_z = np.zeros(10).tolist() # G self.axes.set_ylim((-1000,1000)) # 初期化的に一度plotしなければならない # そのときplotしたオブジェクトをlistで受け取る受け取る必要がある． self.lines1, = self.axes.plot(self.x, self.list_x) self.lines2, = self.axes.plot(self.x, self.list_y) self.lines3, = self.axes.plot(self.x, self.list_z) while True: # ここから無限にplotする self.x += 1 # plotデータの更新 data = self.ser.readline().rstrip() # \nまで読み込む(\nは削除) acc = data.decode('utf-8') acc = acc.split(",") acc_x = float(acc[0])/10 + 155 acc_y = float(acc[1])/10 acc_z = float(acc[2])/10 - 1665 self.list_x.pop(0) self.list_x.append(acc_x) self.list_y.pop(0) self.list_y.append(acc_y) self.list_z.pop(0) self.list_z.append(acc_z) # 描画データを更新するときにplot関数を使うと # lineオブジェクトが都度増えてしまうので，注意． # 一番楽なのは上記で受け取ったlinesに対して # set_data()メソッドで描画データを更新する方法． self.lines1.set_data(self.x, self.list_x) self.lines2.set_data(self.x, self.list_y) self.lines3.set_data(self.x, self.list_z) # set_data()を使うと軸とかは自動設定されないっぽいので， # 今回の例だとあっという間にdataカーブが描画範囲からいなくなるため,x軸の範囲は適宜修正してやる必要がある． self.axes.set_xlim((self.x.min(), self.x.max())) # - plt.show() はブロッキングされてリアルタイム描写できない # - plt.ion() + plt.draw() グラフウ0.インドウが固まってプログラムが止まるから使えない # ----> plt.pause(interval) これを使う!!! 引数はsleep時間 plt.pause(1) def clear(self): self.axes.cla() self.draw() インスタンスを生成して、インスタンス変数名 = クラス名でインスタンス変数を作ってインスタンス変数,関数で中身を呼び出すと捉えてしまっていたのでこのようなことになってしまったと思います。理解力が全然ありませんね。。自分の周りにプログラミングが出来る人がいないためここで質問してしまいました。。お手を煩わせてしまい大変申し訳ございませんでした。。

thkana

2020/04/22 23:10

インストラクタ変数、というのは寡聞にして知りません。Pythonはあまり詳しくないのですが、そういうものがあるのでしょうか。とりあえず、Pythonのプログラムをインデント無しに解釈しろというのは拷問以外の何者でもないので、プログラムを示すのなら質問への追記でお願いします。質問は随時編集出来ます。履歴も残るので、ガシガシ編集しちゃっても大丈夫です。

Tatsuya1192

2020/04/23 02:58

度々もうしわけないです。。インスタンス変数の間違いです。 javaのコンストラクタ変数とごっちゃになってしまいました。おっしゃるとおり大変見づらかったため質問の編集を行いました。現況を報告致しますとpython3の教本をいくつか読み直しています。こちらのようなGUIなどのアプリケーション制作は趣味なのですが仕事はハードやファーム専門で他の言語をいじる必要があり、（頭の中ごっちゃになって）まだまだ時間がかかりそうです。。

行動規範の内容に同意します

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