傳感器算法處理:加權(quán)平滑\簡單移動(dòng)平均線\抽取突變

　　通過利用先進(jìn)的傳感器庫，智能手機(jī)和平板OEM廠商就能讓開發(fā)者能夠追蹤智能手機(jī)和用戶的移動(dòng)軌跡。通過觀察移動(dòng)軌跡，應(yīng)用程序就能讓用戶與設(shè)備以創(chuàng)新、方便的手勢(shì)進(jìn)行交互。例如，當(dāng)用戶把手機(jī)放在耳朵旁邊的時(shí)候，程序就能自動(dòng)接收音頻指令。

　　然而，最流行的移動(dòng)應(yīng)用程序卻不常用到傳感器。應(yīng)用程序開發(fā)者說用傳感器很難，沒錯(cuò)，這是因?yàn)閭鞲衅魇怯脕矶攘课锢憝h(huán)境的，但沒有好的想法或用法，這些測量經(jīng)常沒有意義。

　　現(xiàn)在，傳感器廠商意識(shí)到了算法和軟件才是產(chǎn)品最基本的要素。獨(dú)立的固件開發(fā)者開發(fā)了傳感器庫，不但能保持傳感器處在校準(zhǔn)狀態(tài)從而提供準(zhǔn)確的導(dǎo)航，還能減輕外界電磁干擾造成的影響。

　　一、在傳感器使用中，我們常常需要對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行各種整理，讓應(yīng)用獲得更好的效果，以下介紹幾種常用的簡單處理方法：

　　1.加權(quán)平滑：平滑和均衡傳感器數(shù)據(jù)，減小偶然數(shù)據(jù)突變的影響；

　　2.抽取突變：去除靜態(tài)和緩慢變化的數(shù)據(jù)背景，強(qiáng)調(diào)瞬間變化；

　　3.簡單移動(dòng)平均線：保留數(shù)據(jù)流最近的K個(gè)數(shù)據(jù)，取平均值；

　　二、加權(quán)平滑

　　使用算法如下：

　?。ㄐ轮担?= （舊值）*（1 - a） + X * a其中a為設(shè)置的權(quán)值，X為最新數(shù)據(jù)，程序?qū)崿F(xiàn)如下：

　　float ALPHA = 0.1f;

　　public void onSensorChanged（SensorEvent event）{

　　x = event.values［0］;

　　y = event.values［1］;

　　z = event.values［2］;

　　mLowPassX = lowPass（x，mLowPassX）;

　　mLowPassY = lowPass（x，mLowPassY）;

　　mLowPassZ = lowPass（x，mLowPassZ）;

　　}

　　private float lowPass（float current，float last）{

　　return last * （1.0f - ALPHA） + current * ALPHA;

　　}

　　三、抽取突變

　　采用上面加權(quán)平滑的逆算法。實(shí)現(xiàn)代碼如下：

　　public void onSensorChanged（SensorEvent event）{

　　final float ALPHA = 0.8;gravity［0］ = ALPHA * gravity［0］ + （1-ALPHA） * event.values［0］;

　　gravity［1］ = ALPHA * gravity［1］ + （1-ALPHA） * event.values［1］;

　　gravity［2］ = ALPHA * gravity［2］ + （1-ALPHA） * event.values［2］;filteredValues［0］ = event.values［0］ - gravity［0］;

　　filteredValues［1］ = event.values［1］ - gravity［1］;

　　filteredValues［2］ = event.values［2］ - gravity［2］;

　　}

　　四、簡單移動(dòng)平均線

　　保留傳感器數(shù)據(jù)流中最近的K個(gè)數(shù)據(jù)，返回它們的平均值。k表示平均“窗口”的大?。?/p>

　　實(shí)現(xiàn)代碼如下：

　　public class MovingAverage{

　　private float circularBuffer［］; //保存?zhèn)鞲衅髯罱腒個(gè)數(shù)據(jù)

　　private float avg; //返回到傳感器平均值

　　private float sum; //數(shù)值中傳感器數(shù)據(jù)的和

　　private float circularIndex; //傳感器數(shù)據(jù)數(shù)組節(jié)點(diǎn)位置

　　private int count;public MovingAverage（int k）{

　　circularBuffer = new float［k］;

　　count= 0;

　　circularIndex = 0;

　　avg = 0;

　　sum = 0;

　　}

　　public float getValue（）{

　　return arg;

　　}

　　public long getCount（）{

　　return count;

　　}

　　private void primeBuffer（float val）{

　　for（int i=0;i《circularbuffer.length;++i）{

　　circularBuffer［i］ = val;

　　sum += val;

　　}

　　}

　　private int nextIndex（int curIndex）{

　　if（curIndex + 1 》= circularBuffer.length）{

　　return 0;

　　}

　　return curIndex + 1;

　　}

　　public void pushValue（float x）{

　　if（0 == count++）{

　　primeBuffer（x）;

　　}

　　float lastValue = circularBuffer［circularIndex］;

　　circularBuffer［circularIndex］ = x; //更新窗口中傳感器數(shù)據(jù)

　　sum -= lastValue; //更新窗口中傳感器數(shù)據(jù)和

　　sum += x;

　　avg = sum / circularBuffer.length; //計(jì)算得傳感器平均值

　　circularIndex = nextIndex（circularIndex）;

　　}

　　}