在極客工坊看到這篇帖子,覺得非常不錯,轉載之留存。 原文鏈接:http://www.geek-workshop.com/thread-7694-1-1.html
作者:shenhaiyu 2013-11-01
最近用Arduino做電子秤,爲了解決數據的跳變研究了不少濾波算法。網上能找到大把的十大濾波算法帖子,每一篇都不太一樣,都號稱精編啊,除錯啊什麼的,可是放到板子裏卻沒一個能正常跑起來的。於是決定自己整理一下這些程序,完美移植到Arduino中。
所以大家看到這個帖子的時候,不要懷疑我重複發帖。我的代碼都是經過反覆試驗,複製到Arduino中就能開跑的成品代碼,移植到自己的程序中非常方便。而且都仔細研究了各個算法,把錯誤都修正了的(別的程序連冒泡算法都是溢出的,不信自己找來細看看),所以也算個小原創吧,在別人基礎上的原創。
1、限幅濾波法(又稱程序判斷濾波法)
2、中位值濾波法
3、算術平均濾波法
4、遞推平均濾波法(又稱滑動平均濾波法)
5、中位值平均濾波法(又稱防脈衝干擾平均濾波法)
6、限幅平均濾波法
7、一階滯後濾波法
8、加權遞推平均濾波法
9、消抖濾波法
10、限幅消抖濾波法
11、新增加 卡爾曼濾波(非擴展卡爾曼),代碼在17樓(點擊這裏)感謝zhangzhe0617分享
程序默認對int類型數據進行濾波,如需要對其他類型進行濾波,只需要把程序中所有int替換成long、float或者double即可。
1、限幅濾波法(又稱程序判斷濾波法)
-
/*
-
A、名稱:限幅濾波法(又稱程序判斷濾波法)
-
B、方法:
-
根據經驗判斷,確定兩次採樣允許的最大偏差值(設爲A),
-
每次檢測到新值時判斷:
-
如果本次值與上次值之差<=A,則本次值有效,
-
如果本次值與上次值之差>A,則本次值無效,放棄本次值,用上次值代替本次值。
-
C、優點:
-
能有效克服因偶然因素引起的脈衝干擾。
-
D、缺點:
-
無法抑制那種週期性的干擾。
-
平滑度差。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
int Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串口通信
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
Value = 300;
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Value = Filter_Value; // 最近一次有效採樣的值,該變量爲全局變量
-
Serial.println(Filter_Value); // 串口輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 限幅濾波法(又稱程序判斷濾波法)
-
#define FILTER_A 1
-
int Filter() {
-
int NewValue;
-
NewValue = Get_AD();
-
if(((NewValue - Value) > FILTER_A) || ((Value - NewValue) > FILTER_A))
-
return Value;
-
else
-
return NewValue;
-
}
-
複製代碼
2、中位值濾波法
-
/*
-
A、名稱:中位值濾波法
-
B、方法:
-
連續採樣N次(N取奇數),把N次採樣值按大小排列,
-
取中間值爲本次有效值。
-
C、優點:
-
能有效克服因偶然因素引起的波動干擾;
-
對溫度、液位的變化緩慢的被測參數有良好的濾波效果。
-
D、缺點:
-
對流量、速度等快速變化的參數不宜。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串口通信
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串口輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 中位值濾波法
-
#define FILTER_N 101
-
int Filter() {
-
int filter_buf[FILTER_N];
-
int i, j;
-
int filter_temp;
-
for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {
-
filter_buf[i] = Get_AD();
-
delay(1);
-
}
-
// 採樣值從小到大排列(冒泡法)
-
for(j = 0; j < FILTER_N - 1; j++) {
-
for(i = 0; i < FILTER_N - 1 - j; i++) {
-
if(filter_buf[i] > filter_buf[i + 1]) {
-
filter_temp = filter_buf[i];
-
filter_buf[i] = filter_buf[i + 1];
-
filter_buf[i + 1] = filter_temp;
-
}
-
}
-
}
-
return filter_buf[(FILTER_N - 1) / 2];
-
}
-
複製代碼
3、算術平均濾波法
-
/*
-
A、名稱:算術平均濾波法
-
B、方法:
-
連續取N個採樣值進行算術平均運算:
-
N值較大時:信號平滑度較高,但靈敏度較低;
-
N值較小時:信號平滑度較低,但靈敏度較高;
-
N值的選取:一般流量,N=12;壓力:N=4。
-
C、優點:
-
適用於對一般具有隨機干擾的信號進行濾波;
-
這種信號的特點是有一個平均值,信號在某一數值範圍附近上下波動。
-
D、缺點:
-
對於測量速度較慢或要求數據計算速度較快的實時控制不適用;
-
比較浪費RAM。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串口通信
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串口輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 算術平均濾波法
-
#define FILTER_N 12
-
int Filter() {
-
int i;
-
int filter_sum = 0;
-
for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {
-
filter_sum += Get_AD();
-
delay(1);
-
}
-
return (int)(filter_sum / FILTER_N);
-
}
-
複製代碼
4、遞推平均濾波法(又稱滑動平均濾波法)
-
/*
-
A、名稱:遞推平均濾波法(又稱滑動平均濾波法)
-
B、方法:
-
把連續取得的N個採樣值看成一個隊列,隊列的長度固定爲N,
-
每次採樣到一個新數據放入隊尾,並扔掉原來隊首的一次數據(先進先出原則),
-
把隊列中的N個數據進行算術平均運算,獲得新的濾波結果。
-
N值的選取:流量,N=12;壓力,N=4;液麪,N=4-12;溫度,N=1-4。
-
C、優點:
-
對週期性干擾有良好的抑制作用,平滑度高;
-
適用於高頻振盪的系統。
-
D、缺點:
-
靈敏度低,對偶然出現的脈衝性干擾的抑制作用較差;
-
不易消除由於脈衝干擾所引起的採樣值偏差;
-
不適用於脈衝干擾比較嚴重的場合;
-
比較浪費RAM。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串口通信
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串口輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 遞推平均濾波法(又稱滑動平均濾波法)
-
#define FILTER_N 12
-
int filter_buf[FILTER_N + 1];
-
int Filter() {
-
int i;
-
int filter_sum = 0;
-
filter_buf[FILTER_N] = Get_AD();
-
for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {
-
filter_buf[i] = filter_buf[i + 1]; // 所有數據左移,低位仍掉
-
filter_sum += filter_buf[i];
-
}
-
return (int)(filter_sum / FILTER_N);
-
}
-
複製代碼
5、中位值平均濾波法(又稱防脈衝干擾平均濾波法)
-
/*
-
A、名稱:中位值平均濾波法(又稱防脈衝干擾平均濾波法)
-
B、方法:
-
採一組隊列去掉最大值和最小值後取平均值,
-
相當於“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”。
-
連續採樣N個數據,去掉一個最大值和一個最小值,
-
然後計算N-2個數據的算術平均值。
-
N值的選取:3-14。
-
C、優點:
-
融合了“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”兩種濾波法的優點。
-
對於偶然出現的脈衝性干擾,可消除由其所引起的採樣值偏差。
-
對週期干擾有良好的抑制作用。
-
平滑度高,適於高頻振盪的系統。
-
D、缺點:
-
計算速度較慢,和算術平均濾波法一樣。
-
比較浪費RAM。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串口通信
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串口輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 中位值平均濾波法(又稱防脈衝干擾平均濾波法)(算法1)
-
#define FILTER_N 100
-
int Filter() {
-
int i, j;
-
int filter_temp, filter_sum = 0;
-
int filter_buf[FILTER_N];
-
for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {
-
filter_buf[i] = Get_AD();
-
delay(1);
-
}
-
// 採樣值從小到大排列(冒泡法)
-
for(j = 0; j < FILTER_N - 1; j++) {
-
for(i = 0; i < FILTER_N - 1 - j; i++) {
-
if(filter_buf[i] > filter_buf[i + 1]) {
-
filter_temp = filter_buf[i];
-
filter_buf[i] = filter_buf[i + 1];
-
filter_buf[i + 1] = filter_temp;
-
}
-
}
-
}
-
// 去除最大最小極值後求平均
-
for(i = 1; i < FILTER_N - 1; i++) filter_sum += filter_buf[i];
-
return filter_sum / (FILTER_N - 2);
-
}
-
-
-
// 中位值平均濾波法(又稱防脈衝干擾平均濾波法)(算法2)
-
/*
-
#define FILTER_N 100
-
int Filter() {
-
int i;
-
int filter_sum = 0;
-
int filter_max, filter_min;
-
int filter_buf[FILTER_N];
-
for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {
-
filter_buf[i] = Get_AD();
-
delay(1);
-
}
-
filter_max = filter_buf[0];
-
filter_min = filter_buf[0];
-
filter_sum = filter_buf[0];
-
for(i = FILTER_N - 1; i > 0; i--) {
-
if(filter_buf[i] > filter_max)
-
filter_max=filter_buf[i];
-
else if(filter_buf[i] < filter_min)
-
filter_min=filter_buf[i];
-
filter_sum = filter_sum + filter_buf[i];
-
filter_buf[i] = filter_buf[i - 1];
-
}
-
i = FILTER_N - 2;
-
filter_sum = filter_sum - filter_max - filter_min + i / 2; // +i/2 的目的是爲了四捨五入
-
filter_sum = filter_sum / i;
-
return filter_sum;
-
}*/
-
複製代碼
6、限幅平均濾波法
-
/*
-
A、名稱:限幅平均濾波法
-
B、方法:
-
相當於“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”;
-
每次採樣到的新數據先進行限幅處理,
-
再送入隊列進行遞推平均濾波處理。
-
C、優點:
-
融合了兩種濾波法的優點;
-
對於偶然出現的脈衝性干擾,可消除由於脈衝干擾所引起的採樣值偏差。
-
D、缺點:
-
比較浪費RAM。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
#define FILTER_N 12
-
int Filter_Value;
-
int filter_buf[FILTER_N];
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串口通信
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
filter_buf[FILTER_N - 2] = 300;
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串口輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 限幅平均濾波法
-
#define FILTER_A 1
-
int Filter() {
-
int i;
-
int filter_sum = 0;
-
filter_buf[FILTER_N - 1] = Get_AD();
-
if(((filter_buf[FILTER_N - 1] - filter_buf[FILTER_N - 2]) > FILTER_A) || ((filter_buf[FILTER_N - 2] - filter_buf[FILTER_N - 1]) > FILTER_A))
-
filter_buf[FILTER_N - 1] = filter_buf[FILTER_N - 2];
-
for(i = 0; i < FILTER_N - 1; i++) {
-
filter_buf[i] = filter_buf[i + 1];
-
filter_sum += filter_buf[i];
-
}
-
return (int)filter_sum / (FILTER_N - 1);
-
}
-
複製代碼
7、一階滯後濾波法
-
/*
-
A、名稱:一階滯後濾波法
-
B、方法:
-
取a=0-1,本次濾波結果=(1-a)*本次採樣值+a*上次濾波結果。
-
C、優點:
-
對週期性干擾具有良好的抑制作用;
-
適用於波動頻率較高的場合。
-
D、缺點:
-
相位滯後,靈敏度低;
-
滯後程度取決於a值大小;
-
不能消除濾波頻率高於採樣頻率1/2的干擾信號。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
int Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串口通信
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
Value = 300;
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串口輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 一階滯後濾波法
-
#define FILTER_A 0.01
-
int Filter() {
-
int NewValue;
-
NewValue = Get_AD();
-
Value = (int)((float)NewValue * FILTER_A + (1.0 - FILTER_A) * (float)Value);
-
return Value;
-
}
-
複製代碼
8、加權遞推平均濾波法
-
/*
-
A、名稱:加權遞推平均濾波法
-
B、方法:
-
是對遞推平均濾波法的改進,即不同時刻的數據加以不同的權;
-
通常是,越接近現時刻的數據,權取得越大。
-
給予新採樣值的權係數越大,則靈敏度越高,但信號平滑度越低。
-
C、優點:
-
適用於有較大純滯後時間常數的對象,和採樣週期較短的系統。
-
D、缺點:
-
對於純滯後時間常數較小、採樣週期較長、變化緩慢的信號;
-
不能迅速反應系統當前所受干擾的嚴重程度,濾波效果差。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串口通信
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串口輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 加權遞推平均濾波法
-
#define FILTER_N 12
-
int coe[FILTER_N] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}; // 加權係數表
-
int sum_coe = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12; // 加權係數和
-
int filter_buf[FILTER_N + 1];
-
int Filter() {
-
int i;
-
int filter_sum = 0;
-
filter_buf[FILTER_N] = Get_AD();
-
for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {
-
filter_buf[i] = filter_buf[i + 1]; // 所有數據左移,低位仍掉
-
filter_sum += filter_buf[i] * coe[i];
-
}
-
filter_sum /= sum_coe;
-
return filter_sum;
-
}
-
複製代碼
9、消抖濾波法
-
/*
-
A、名稱:消抖濾波法
-
B、方法:
-
設置一個濾波計數器,將每次採樣值與當前有效值比較:
-
如果採樣值=當前有效值,則計數器清零;
-
如果採樣值<>當前有效值,則計數器+1,並判斷計數器是否>=上限N(溢出);
-
如果計數器溢出,則將本次值替換當前有效值,並清計數器。
-
C、優點:
-
對於變化緩慢的被測參數有較好的濾波效果;
-
可避免在臨界值附近控制器的反覆開/關跳動或顯示器上數值抖動。
-
D、缺點:
-
對於快速變化的參數不宜;
-
如果在計數器溢出的那一次採樣到的值恰好是干擾值,則會將干擾值當作有效值導入系統。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
int Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串口通信
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
Value = 300;
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串口輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 消抖濾波法
-
#define FILTER_N 12
-
int i = 0;
-
int Filter() {
-
int new_value;
-
new_value = Get_AD();
-
if(Value != new_value) {
-
i++;
-
if(i > FILTER_N) {
-
i = 0;
-
Value = new_value;
-
}
-
}
-
else
-
i = 0;
-
return Value;
-
}
-
複製代碼
10、限幅消抖濾波法
-
/*
-
A、名稱:限幅消抖濾波法
-
B、方法:
-
相當於“限幅濾波法”+“消抖濾波法”;
-
先限幅,後消抖。
-
C、優點:
-
繼承了“限幅”和“消抖”的優點;
-
改進了“消抖濾波法”中的某些缺陷,避免將干擾值導入系統。
-
D、缺點:
-
對於快速變化的參數不宜。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
int Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串口通信
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
Value = 300;
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串口輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 限幅消抖濾波法
-
#define FILTER_A 1
-
#define FILTER_N 5
-
int i = 0;
-
int Filter() {
-
int NewValue;
-
int new_value;
-
NewValue = Get_AD();
-
if(((NewValue - Value) > FILTER_A) || ((Value - NewValue) > FILTER_A))
-
new_value = Value;
-
else
-
new_value = NewValue;
-
if(Value != new_value) {
-
i++;
-
if(i > FILTER_N) {
-
i = 0;
-
Value = new_value;
-
}
-
}
-
else
-
i = 0;
-
return Value;
-
}
-
複製代碼
11. 卡爾曼濾波(非擴展卡爾曼)
-
<font size="3">#include <Wire.h> // I2C library, gyroscope
-
-
// Accelerometer ADXL345
-
#define ACC (0x53) //ADXL345 ACC address
-
#define A_TO_READ (6) //num of bytes we are going to read each time (two bytes for each axis)
-
-
-
// Gyroscope ITG3200
-
#define GYRO 0x68 // gyro address, binary = 11101000 when AD0 is connected to Vcc (see schematics of your breakout board)
-
#define G_SMPLRT_DIV 0x15
-
#define G_DLPF_FS 0x16
-
#define G_INT_CFG 0x17
-
#define G_PWR_MGM 0x3E
-
-
#define G_TO_READ 8 // 2 bytes for each axis x, y, z
-
-
-
// offsets are chip specific.
-
int a_offx = 0;
-
int a_offy = 0;
-
int a_offz = 0;
-
-
int g_offx = 0;
-
int g_offy = 0;
-
int g_offz = 0;
-
////////////////////////
-
-
////////////////////////
-
char str[512];
-
-
void initAcc() {
-
//Turning on the ADXL345
-
writeTo(ACC, 0x2D, 0);
-
writeTo(ACC, 0x2D, 16);
-
writeTo(ACC, 0x2D, 8);
-
//by default the device is in +-2g range reading
-
}
-
-
void getAccelerometerData(int* result) {
-
int regAddress = 0x32; //first axis-acceleration-data register on the ADXL345
-
byte buff[A_TO_READ];
-
-
readFrom(ACC, regAddress, A_TO_READ, buff); //read the acceleration data from the ADXL345
-
-
//each axis reading comes in 10 bit resolution, ie 2 bytes. Least Significat Byte first!!
-
//thus we are converting both bytes in to one int
-
result[0] = (((int)buff[1]) << 8) | buff[0] + a_offx;
-
result[1] = (((int)buff[3]) << 8) | buff[2] + a_offy;
-
result[2] = (((int)buff[5]) << 8) | buff[4] + a_offz;
-
}
-
-
//initializes the gyroscope
-
void initGyro()
-
{
-
/*****************************************
-
* ITG 3200
-
* power management set to:
-
* clock select = internal oscillator
-
* no reset, no sleep mode
-
* no standby mode
-
* sample rate to = 125Hz
-
* parameter to +/- 2000 degrees/sec
-
* low pass filter = 5Hz
-
* no interrupt
-
******************************************/
-
writeTo(GYRO, G_PWR_MGM, 0x00);
-
writeTo(GYRO, G_SMPLRT_DIV, 0x07); // EB, 50, 80, 7F, DE, 23, 20, FF
-
writeTo(GYRO, G_DLPF_FS, 0x1E); // +/- 2000 dgrs/sec, 1KHz, 1E, 19
-
writeTo(GYRO, G_INT_CFG, 0x00);
-
}
-
-
-
void getGyroscopeData(int * result)
-
{
-
/**************************************
-
Gyro ITG-3200 I2C
-
registers:
-
temp MSB = 1B, temp LSB = 1C
-
x axis MSB = 1D, x axis LSB = 1E
-
y axis MSB = 1F, y axis LSB = 20
-
z axis MSB = 21, z axis LSB = 22
-
*************************************/
-
-
int regAddress = 0x1B;
-
int temp, x, y, z;
-
byte buff[G_TO_READ];
-
-
readFrom(GYRO, regAddress, G_TO_READ, buff); //read the gyro data from the ITG3200
-
-
result[0] = ((buff[2] << 8) | buff[3]) + g_offx;
-
result[1] = ((buff[4] << 8) | buff[5]) + g_offy;
-
result[2] = ((buff[6] << 8) | buff[7]) + g_offz;
-
result[3] = (buff[0] << 8) | buff[1]; // temperature
-
-
}
-
-
-
float xz=0,yx=0,yz=0;
-
float p_xz=1,p_yx=1,p_yz=1;
-
float q_xz=0.0025,q_yx=0.0025,q_yz=0.0025;
-
float k_xz=0,k_yx=0,k_yz=0;
-
float r_xz=0.25,r_yx=0.25,r_yz=0.25;
-
//int acc_temp[3];
-
//float acc[3];
-
int acc[3];
-
int gyro[4];
-
float Axz;
-
float Ayx;
-
float Ayz;
-
float t=0.025;
-
void setup()
-
{
-
Serial.begin(9600);
-
Wire.begin();
-
initAcc();
-
initGyro();
-
-
}
-
-
//unsigned long timer = 0;
-
//float o;
-
void loop()
-
{
-
-
getAccelerometerData(acc);
-
getGyroscopeData(gyro);
-
//timer = millis();
-
sprintf(str, "%d,%d,%d,%d,%d,%d", acc[0],acc[1],acc[2],gyro[0],gyro[1],gyro[2]);
-
-
//acc[0]=acc[0];
-
//acc[2]=acc[2];
-
//acc[1]=acc[1];
-
//r=sqrt(acc[0]*acc[0]+acc[1]*acc[1]+acc[2]*acc[2]);
-
gyro[0]=gyro[0]/ 14.375;
-
gyro[1]=gyro[1]/ (-14.375);
-
gyro[2]=gyro[2]/ 14.375;
-
-
-
Axz=(atan2(acc[0],acc[2]))*180/PI;
-
Ayx=(atan2(acc[0],acc[1]))*180/PI;
-
/*if((acc[0]!=0)&&(acc[1]!=0))
-
{
-
Ayx=(atan2(acc[0],acc[1]))*180/PI;
-
}
-
else
-
{
-
Ayx=t*gyro[2];
-
}*/
-
Ayz=(atan2(acc[1],acc[2]))*180/PI;
-
-
-
//kalman filter
-
calculate_xz();
-
calculate_yx();
-
calculate_yz();
-
-
//sprintf(str, "%d,%d,%d", xz_1, xy_1, x_1);
-
//Serial.print(xz);Serial.print(",");
-
//Serial.print(yx);Serial.print(",");
-
//Serial.print(yz);Serial.print(",");
-
//sprintf(str, "%d,%d,%d,%d,%d,%d", acc[0],acc[1],acc[2],gyro[0],gyro[1],gyro[2]);
-
//sprintf(str, "%d,%d,%d",gyro[0],gyro[1],gyro[2]);
-
Serial.print(Axz);Serial.print(",");
-
//Serial.print(Ayx);Serial.print(",");
-
//Serial.print(Ayz);Serial.print(",");
-
//Serial.print(str);
-
//o=gyro[2];//w=acc[2];
-
//Serial.print(o);Serial.print(",");
-
//Serial.print(w);Serial.print(",");
-
Serial.print("\n");
-
-
-
//delay(50);
-
}
-
void calculate_xz()
-
{
-
-
xz=xz+t*gyro[1];
-
p_xz=p_xz+q_xz;
-
k_xz=p_xz/(p_xz+r_xz);
-
xz=xz+k_xz*(Axz-xz);
-
p_xz=(1-k_xz)*p_xz;
-
}
-
void calculate_yx()
-
{
-
-
yx=yx+t*gyro[2];
-
p_yx=p_yx+q_yx;
-
k_yx=p_yx/(p_yx+r_yx);
-
yx=yx+k_yx*(Ayx-yx);
-
p_yx=(1-k_yx)*p_yx;
-
-
}
-
void calculate_yz()
-
{
-
yz=yz+t*gyro[0];
-
p_yz=p_yz+q_yz;
-
k_yz=p_yz/(p_yz+r_yz);
-
yz=yz+k_yz*(Ayz-yz);
-
p_yz=(1-k_yz)*p_yz;
-
-
}
-
-
-
//---------------- Functions
-
//Writes val to address register on ACC
-
void writeTo(int DEVICE, byte address, byte val) {
-
Wire.beginTransmission(DEVICE); //start transmission to ACC
-
Wire.write(address); // send register address
-
Wire.write(val); // send value to write
-
Wire.endTransmission(); //end transmission
-
}
-
-
-
//reads num bytes starting from address register on ACC in to buff array
-
void readFrom(int DEVICE, byte address, int num, byte buff[]) {
-
Wire.beginTransmission(DEVICE); //start transmission to ACC
-
Wire.write(address); //sends address to read from
-
Wire.endTransmission(); //end transmission
-
-
Wire.beginTransmission(DEVICE); //start transmission to ACC
-
Wire.requestFrom(DEVICE, num); // request 6 bytes from ACC
-
-
int i = 0;
-
while(Wire.available()) //ACC may send less than requested (abnormal)
-
{
-
buff[i] = Wire.read(); // receive a byte
-
i++;
-
}
-
Wire.endTransmission(); //end transmission
-
}</font>
複製代碼
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