来自iOS加速度计的高通滤波器方程未返回良好结果

时间:2015-08-12 21:40:17

标签: ios accelerometer core-motion highpass-filter

我正在尝试基于Accelerometer Graph project为iOS加速度计实施高通滤波器。代码是用Swift编写的,这里是完整的类:

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

}

}

该类是涉及SpriteKit和CoreLocation的项目的一部分,因此我从类中删除了一些部分,因为它们不相关。这段代码的问题在于它不能像Apple给出的例子一样工作。在加速度计图表中,当手机静止且对移动非常敏感时,所有值都等于0,这是高通滤波器所期望的,但在我的情况下,当手机不移动时,值并不总是0,他们需要时间来改变(即使是非常剧烈的摇晃),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。由于它是一个SpriteKit项目,我试过从GameScene.swift文件调用加速度计更新,但结果是一样的。我还尝试了重力尝试startDeviceMotionUpdatesToQueue和startDeviceMotionUpdatesToQueue函数,但没有运气。

1 个答案:

答案 0 :(得分:4)

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进行更改。使用主队列进行加速计更新会使主队列重载,因此并非每个操作在提交到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()

如果您想在motionHandler中对UI进行更改,则必须使用gcd'

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