来自 iOS 加速度计的高通滤波器方程未返回良好结果

Question

我正在尝试基于 Accelerometer Graph project 为 iOS 加速度计实施高通滤波器。代码写在Swift这里是完整的class：

import Foundation
import CoreMotion
import SpriteKit

class Accelerometer {

     let motionManager: CMMotionManager

     var x: Double
     var y: Double
     var z: Double
     var lastX: Double
     var lastY: Double
     var lastZ: Double
     let kUpdateFrequency: Double
     let cutOffFrequency: Double
     let dt: Double
     let RC: Double
     let alpha: Double
     let kFilteringFactor = 0.6


init(manager: CMMotionManager){

    motionManager = manager
    motionManager.accelerometerUpdateInterval = 1.0 / 60
    motionManager.startDeviceMotionUpdates()

    x = 0.0
    y = 0.0
    z = 0.0
    lastX = 0.0
    lastY = 0.0
    lastZ = 0.00
    kUpdateFrequency = 60.0
    cutOffFrequency = 5.0
    dt = 1.0 / kUpdateFrequency
    RC = 1.0 / cutOffFrequency
    alpha = RC / (dt+RC)
    getAccelerometerUpdates()

}

func getAccelerometerUpdates() {

    motionManager.startAccelerometerUpdatesToQueue(NSOperationQueue.mainQueue(), withHandler: { (data, error) -> Void in

        // Filter the raw measurments with high pass filter
        self.highPassFilter(data!)
    })

}


// High pass filter function for accelerometer measurments
func highPassFilter(data: CMAccelerometerData){

    self.x = self.alpha * (self.x + data.acceleration.x - self.lastX)
    self.y = self.alpha * (self.y + data.acceleration.y - self.lastY)
    self.z = self.alpha * (self.z + data.acceleration.z - self.lastZ)

    self.lastX = data.acceleration.x
    self.lastY = data.acceleration.y
    self.lastZ = data.acceleration.z

}

}

class 是涉及 SpriteKit 和 CoreLocation 的项目的一部分，因此我从 class 中删除了一些部分，因为它们不相关。此代码的问题在于它不能像 Apple 给出的示例那样工作。在加速度计图中，当 phone 静止并且对运动非常敏感时，所有值都等于 0，这是高通滤波器所期望的，但是在我的例子中，当 phone 时，值并不总是 0 =22=] 不动，它们需要时间来改变（即使是非常强烈的摇动），最后通常需要几秒钟才能稳定下来。简而言之，它的行为更像是低通或卡尔曼滤波器，而不是高通滤波器。因为它是一个 SpriteKit 项目，所以我也尝试从 GameScene.swift 文件调用加速度计更新，但结果是一样的。我还对 startDeviceMotionUpdatesToQueue 和 startDeviceMotionUpdatesToQueue 函数进行了重力实验，但没有成功。

Answer 1

问题是您使用应用程序的主队列进行加速度计更新。主队列用于对 UI 执行更改。使用主队列进行加速度计更新会使主队列超载，因此并非每个操作都在提交到 NSOperationQueue 后立即执行。解决方案是创建一个新的 NSOperationQueue

let queue = NSOperationQueue()

并将其传递给 motionManager.startAccelerometerUpdatesToQueue 而不是 NSOperationQueue.mainQueue()。

如果你想在 motionHandler 中对你的 UI 进行更改，你必须使用 gcd's

dispatch_async(dispatch_get_main_queue() {
    //perform UI changes here
}

来自 iOS 加速度计的高通滤波器方程未返回良好结果

High Pass Filter Equation from iOS accelerometer not returning good results

ios

accelerometer

core-motion

highpass-filter