在处理环绕时如何从固定航向确定 angular 速度

Question

我正在尝试确定一个物体的 angular 速度（度/秒）。

我只有每 1/60 秒更新一次该对象的方向（以度为单位）（0 表示北，90 表示东）

我遇到的具体问题之一是当对象从 355 度变为 5 度超过 0/360 时处理环绕。

我目前在想，也许我可以随着时间的推移平均读数，排除异常值，但这会给系统增加不必要的滞后并降低该区域的准确性。

简单的示例代码，其中 degreesIn 是源，degreesPerSecondOut 是结果

degreesPerSecondOut = (degreesIn or 0 - degreesInOld) * 60
degreesInOld = degreesIn

预期结果包括在超过 0 度时平稳准确地过渡

附加想法：我正在计算 angular 速度的物体不应超过每秒 1 转（甚至每 1/60 秒）。我不知道为什么，但我觉得这很有用。

Answer 1

我想我已经找到了答案的解决方案。不幸的是，我认为它不一定是最好的解决方案，因为这个解决方案每次最多只能达到约 180 度（每个 second/1800RPM 10800 度），但我相信它解决了我的问题并且对我的应用程序足够准确.

这里是：

"angularVelocity"是计算出来的速度

"rotationInDegrees" 是输入 rotation/heading

"rotationInDegreesOld"是前面的rotation/heading

if (rotationInDegrees - rotationInDegreesOld > 180) then
    angularVelocity = rotationInDegrees - rotationInDegreesOld - 360 * 60
elseif (inputRotation - inputRotationOld < 180) then
    angularVelocity = rotationInDegrees- rotationInDegreesOld + 360 * 60
else
    angularVelocity= rotationInDegrees - rotationInDegreesOld * 60
end

为了解释发生了什么，当速率如此之高以至于我认为它已经环绕时（比如当你从 355 度变为 5 度时，滴答的测量值为每秒 -350 * 60 度）添加了 360 使其成为更合理的 10 度选项。

同样适用于另一个方向，但减去 360 而不是添加。

Answer 2

我的看法：

function velocity(ain,aout)
    ipersec = 60
    raw = aout - ain
    turn = math.min((-math.abs(raw))%360,math.abs(raw)%360)
    direction = math.abs(raw)/raw
    return direction*turn*ipersec
end
print(velocity(5,355),velocity(355,5),velocity(20,40),velocity(40,20))
--[[600    -600    1200    -1200--]]

我的看法 - 你有三个组成部分：

环绕，简单地用%360处理。 math.mod 适用于 5.0。
即使有环绕，您也可以通过两种方式转向 - 我们总是希望转向最少。
指示方向的符号部分。

一旦你处理了环绕，你就会意识到 355->5 或向后与 10->20 没有什么不同 - 你可以采取 10 度或 350 度，但我们假设最短。

在处理环绕时如何从固定航向确定 angular 速度

How can I determine angular velocity from a fixed heading while dealing with the wrap around

math

lua

trigonometry

angle