Gewichteter Gleitender Durchschnitt Arduino

Dies ist eine Sammlung von Routinen für die Durchführung mathematischer Analysen von Arrays von Zahlen. Aktuelle Funktionsunterstützung: Alle Funktionen werden vollständig überlastet, um die folgenden Datentypen zu unterstützen: Mit Ausnahme von stddev () geben sie alle denselben Datentyp wie das Array zurück. Ein Array von int-Werten gibt ein einzelnes int zurück. Stddev () gibt immer einen float zurück. Alle Funktionen außer rollingAverage () nehmen zwei Argumente. Das erste ist das Array zu bearbeiten. Die zweite ist die Anzahl der Einträge im Array. RollingAverage () nimmt ein drittes Argument - den neuen Eintrag, der dem Array hinzugefügt werden soll. Rolling average Format: average rollingAverage (historyarray, slicecount, value) Fügt dem Array Historyarray einen Wert hinzu, der alle Werte um eine Stelle verschiebt. Der mittlere Mittelwert wird dann zurückgegeben. Format: average mean (array, slicecount) Berechnet den mittleren Mittelwert der Werte im Array. Slicecount ist die Anzahl der Einträge im Array. Format: average mode (array, slicecount) Findet die häufigste Zahl im Array. Format: max maximum (array, slicecount) Sucht den größten Wert im Array. Format: min minimum (array, slicecount) Sucht den kleinsten Wert im Array. Standardabweichung Format: Abweichung stddev (array, slicecount) Die Standardabweichung ist die Quadratwurzel des Mittelwertes der Summe der Quadrate der Differenz zwischen jedem Datenpunkt und dem mittleren Mittelwert des Arrays. Dies ist die einzige Funktion, die nicht denselben Datentyp wie das Array zurückgibt. Die Standardabweichung wird immer als Float zurückgegeben. Eines der Hauptanwendungen für das Arduino-Board ist das Lesen und Protokollieren von Sensordaten. Zum Beispiel überwacht man den Druck jede Sekunde des Tages. Da hohe Abtastraten oft Spikes in den Graphen erzeugen, möchte man auch einen Mittelwert der Messungen haben. Da die Messungen nicht statisch in der Zeit sind, was wir oft brauchen, ist ein laufender Durchschnitt. Dies ist der Durchschnitt einer bestimmten Periode und sehr wertvoll bei der Trendanalyse. Die einfachste Form eines laufenden Durchmessers kann durch einen Code ausgeführt werden, der auf dem vorherigen laufenden Durchschnitt basiert: Wenn man keine Gleitkomma-Mathematik verwenden möchte - da dies Speicherplatz einnimmt und Geschwindigkeit verringert - kann man dies in der Integer-Domäne vollständig durchführen. Die Teilung durch 256 in dem Beispielcode ist ein Schiebe-Recht 8, das schneller ist als eine Teilung durch z. B. 100. Dies gilt für jede Potenz von 2 als Teiler und man muss nur darauf achten, dass die Summe der Gewichte gleich der Potenz von 2 ist. Und natürlich sollte man darauf achten, dass es keinen Zwischenüberlauf gibt (erwägen Sie unsigned long) Eine genauere laufende Durchschnitt, in concreto aus den letzten 10 Messungen, benötigen Sie ein Array (oder verkettete Liste), um sie zu halten. Diese Anordnung wirkt wie ein kreisförmiger Puffer und bei jeder neuen Messung wird die älteste entfernt. Der laufende Durchschnitt wird als die Summe aller Elemente geteilt durch die Anzahl der Elemente in dem Array berechnet. Der Code für den laufenden Durchschnitt wird etwa so aussehen: Nachteil dieses Codes ist, dass das Array, um alle Werte zu halten, ziemlich groß werden kann. Wenn Sie eine Messung pro Sekunde haben und Sie wollen einen laufenden Durchschnitt pro Minute benötigen Sie ein Array von 60 ein durchschnittliches pro Stunde würde ein Array von 3600 benötigen. Das könnte nicht auf diese Weise auf einem Arduino getan werden, da es nur 2K RAM hat. Allerdings kann durch den Bau eines zweistufigen Durchschnitts kann es ziemlich gut angegangen werden (Disclaimer: nicht für alle Messungen). Im psuedo-Code: Da für jede runningAverage-Funktion ein neues internes statisches Array benötigt wird, wird dieses als Klasse implementiert. RunningAverage-Bibliothek Die RunningAverage-Bibliothek bildet eine Klasse der oben genannten Funktion, so dass sie mehrfach in einer Skizze verwendet werden kann. Es entkoppelt die add () - und die avg () - Funktion, um ein wenig flexibler zu sein, z. B. Kann man den Durchschnitt mehrmals nennen, ohne eine Sache hinzuzufügen. Beachten Sie, dass jede Instanz der Klasse ein eigenes Array hinzufügt, um Messungen zu halten, und dass dies die Speicherauslastung addiert. Die Schnittstelle der Klasse wird so klein wie möglich gehalten. Anmerkung: Bei Version 0.2 werden die Namen der Methoden beschreibender. Eine kleine Skizze zeigt, wie sie verwendet werden kann. Ein Zufallsgenerator wird verwendet, um einen Sensor nachzuahmen. In setup () wird der myRA gelöscht, so dass wir mit dem Hinzufügen neuer Daten beginnen können. In Schleife () wird zuerst eine Zufallszahl erzeugt und in einen Float umgewandelt, der zu myRA hinzugefügt werden soll. Dann wird das runningAverage auf den seriellen Port gedruckt. Man könnte es auch auf einem LCD-Display oder über ethernet etc. Wenn 300 Elemente hinzugefügt myRA ist gelöscht, um neu zu beginnen. Um die Bibliothek zu verwenden, machen Sie einen Ordner in Ihrem SKETCHBOOKPATHlibaries mit dem Namen RunningAverage und legen Sie die. h und. cpp dort. Fügen Sie optional ein Beispielunterverzeichnis hinzu, um die Beispielanwendung zu platzieren. 2011-01-30: Anfangsversion 2011-02-28: fester fehlender Zerstörer in der. h Akte 2011-02-28: entfernter Standardkonstruktor 2012--. TrimValue () Yuval Naveh hinzugefügt trimValue (gefunden im Web) 2012-11-21: refactored 2012-12-30: hinzugefügt fillValue () refactored für die Veröffentlichung 2014-07-03: hinzugefügt Speicherschutz-Code - wenn internen Array nicht zugeordnet werden kann Größe Wird 0. Dies ist, um das hier beschriebene Problem zu lösen - forum. arduino. ccindex. phptopic50473.msg1790086msg1790086 - Test ausführlich. Template-Klasse RunningAverage. h RunningAverage. cpp Ich arbeite an einem mobilen Roboter, der über einen drahtlosen 2,4-GHz-Link gesteuert wird. Der Empfänger ist mit dem Arduino Uno verbunden, der Onboard als Hauptregler bedient. Der kritischste (und Haupt-) Eingangskanal des Empfängers erzeugt ein sehr verrauschtes Signal, was zu vielen kleinen Änderungen am Ausgang der Aktoren führt, obwohl diese nicht benötigt werden. Ich suche Bibliotheken, die effiziente Glättung durchführen können. Gibt es ein Signal Glättung Bibliotheken zur Verfügung für die Arduino (Uno) Ich glaube, ich sehe eine Menge von Single-Sample Rauschspitzen in Ihrem lauten Signal. Der Medianfilter ist besser bei der Beseitigung von Einzelprobenrauschspitzen als bei jedem linearen Filter. (Es ist besser als jedes Tiefpaßfilter, gleitender Durchschnitt, gewichteter gleitender Durchschnitt usw. in Bezug auf seine Ansprechzeit und seine Fähigkeit, solche Einzelproben-Rauschspitzen-Ausreißer zu ignorieren). Es gibt in der Tat viele Signalglättungsbibliotheken für das Arduino, von denen viele einen Medianfilter enthalten. Signalglättungsbibliotheken bei arduino. cc: Signalglättungsbibliotheken bei github: Würde sowas in Deinem Roboter so funktionieren (Der Median-of-3 erfordert sehr wenig CPU-Leistung und damit schnell): Du könntest diese digital mit einem Tief filtern Filter: Ändern Sie die 0,99, um die Grenzfrequenz zu ändern (näher an 1,0 ist die niedrigere Frequenz). Der tatsächliche Ausdruck für diesen Wert ist exp (-2piffs) wobei f die Grenzfrequenz ist, die gewünscht wird und fs die Frequenz ist, an der die Daten abgetastet werden. Ein anderer Typ eines digitalen Filters ist ein Ereignisfilter. Es funktioniert gut auf Daten, die Ausreißer, z. B. 9,9,8,10,9,25,9. Ein Ereignisfilter gibt den häufigsten Wert zurück. Statistisch ist dies der Modus. Statistische Mittelwerte wie Mean, Mode etc. können mit Hilfe der Arduino Average Library berechnet werden. Ein Beispiel aus der Arduino Library-Seite: