Документация о фильтрах в целом - PullRequest
Новая
       28

Документация о фильтрах в целом

4 голосов
/ 15 сентября 2011

В последнее время я занимаюсь обработкой данных от датчиков с разных устройств. Эти датчики состоят из акселерометров, гироскопов, магнитометров и т. Д. Все началось, когда я хотел изолировать гравитационную силу, и наткнулся на эту ссылку (код с android android_frameworks_base / services / sensorservice / SecondOrderLowPassFilter.cpp): 

/*
* Copyright (C) 2010 The Android Open Source Project
*
* Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
* you may not use this file except in compliance with the License.
* You may obtain a copy of the License at
*
* http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
*
* Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
* distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
* WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
* See the License for the specific language governing permissions and
* limitations under the License.
*/

#include <stdint.h>
#include <sys/types.h>
#include <math.h>

#include <cutils/log.h>

#include "SecondOrderLowPassFilter.h"

// ---------------------------------------------------------------------------

namespace android {
// ---------------------------------------------------------------------------

SecondOrderLowPassFilter::SecondOrderLowPassFilter(float Q, float fc)
    : iQ(1.0f / Q), fc(fc)
{
}

void SecondOrderLowPassFilter::setSamplingPeriod(float dT)
{
    K = tanf(float(M_PI) * fc * dT);
    iD = 1.0f / (K*K + K*iQ + 1);
    a0 = K*K*iD;
    a1 = 2.0f * a0;
    b1 = 2.0f*(K*K - 1)*iD;
    b2 = (K*K - K*iQ + 1)*iD;
}

// ---------------------------------------------------------------------------

BiquadFilter::BiquadFilter(const SecondOrderLowPassFilter& s)
    : s(s)
{
}

float BiquadFilter::init(float x)
{
    x1 = x2 = x;
    y1 = y2 = x;
    return x;
}

float BiquadFilter::operator()(float x)
{
    float y = (x + x2)*s.a0 + x1*s.a1 - y1*s.b1 - y2*s.b2;
    x2 = x1;
    y2 = y1;
    x1 = x;
    y1 = y;
    return y;
}

// ---------------------------------------------------------------------------

CascadedBiquadFilter::CascadedBiquadFilter(const SecondOrderLowPassFilter& s)
    : mA(s), mB(s)
{
}

float CascadedBiquadFilter::init(float x)
{
    mA.init(x);
    mB.init(x);
    return x;
}

float CascadedBiquadFilter::operator()(float x)
{
    return mB(mA(x));
}

// ---------------------------------------------------------------------------
}; // namespace android

Хотя этот код работает довольно хорошо, я чувствую, что мне нужно понять некоторые основы философии фильтра в целом. Например, может быть, мне нужно что-то изменить в этом фильтре.

Я начал читать в Википедии (Kalman, Low-Pass, ...), но я все еще чувствую, что мне нужно лучше почувствовать / прикоснуться к этой теории, прежде чем начать изменять чужой код.

Итак, я спрашиваю вас, ТАК пользователи, что я могу прочитать, чтобы иметь более общее представление о фильтрах? Любая ссылка, ресурс, документация будут хорошими.

Также: у меня есть диплом инженера, но я не совсем изучал фильтры, за исключением некоторых преобразований Фурье (DFT) при изучении обработки сигналов. Математика не должна быть большой проблемой.

Я задаю этот вопрос, потому что я видел, что есть МНОГО вопросов, связанных с фильтрами.

Большое спасибо,

Юлиан

1 Ответ

1 голос
/ 16 сентября 2011
...