新人求助怎么把限幅滤波算法应用在超声波测距上

GGG1101 发表于 2017-3-26 16:42:03

是这样的，我在论坛上看见十大滤波算法大全，上面的限幅滤波法怎么用在超声波测距上。我刚接触这个方面的东西，有些看不懂，耽误大家一点时间，我想问几个问题。

/*
A、名称：限幅滤波法（又称程序判断滤波法）
B、方法：
根据经验判断，确定两次采样允许的最大偏差值（设为A），
每次检测到新值时判断：
如果本次值与上次值之差<=A，则本次值有效，
如果本次值与上次值之差>A，则本次值无效，放弃本次值，用上次值代替本次值。
C、优点：
能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰。
D、缺点：
无法抑制那种周期性的干扰。
平滑度差。
E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
*/

int Filter_Value;
int Value;

void setup() {
Serial.begin(9600);    // 初始化串口通信
randomSeed(analogRead(0)); // 产生随机种子
Value = 300;
}

void loop() {
Filter_Value = Filter();    // 获得滤波器输出值
Value = Filter_Value;       // 最近一次有效采样的值，该变量为全局变量
Serial.println(Filter_Value); // 串口输出
delay(50);
}

// 用于随机产生一个300左右的当前值
int Get_AD() {
return random(295, 305);
}

// 限幅滤波法（又称程序判断滤波法）
#define FILTER_A 1
int Filter() {
int NewValue;
NewValue = Get_AD();
if(((NewValue - Value) > FILTER_A) || ((Value - NewValue) > FILTER_A))
return Value;
else
return NewValue;
}

这个是我转自论坛上大神写的限幅滤波算法代码。但我不知道怎么用在超声波测距上。

这个超声波测距有时候数据跳动比较大，我想让其平稳些.
怎么把超声波测距的数值放进上面这个滤波代码中呢?

GGG1101 发表于 2017-3-26 16:44:15

上面的int Filter_Value，Filter()啥意思呢

275891381 发表于 2017-3-26 19:39:19

GGG1101 发表于 2017-3-26 16:44
上面的int Filter_Value，Filter()啥意思呢

测距结果替换Get_AD();就可以了

GGG1101 发表于 2017-3-26 22:36:02

275891381 发表于 2017-3-26 19:39
测距结果替换Get_AD();就可以了

怎么替换，能不能给我详细的讲一下，兄弟

275891381 发表于 2017-3-27 11:54:20

GGG1101 发表于 2017-3-26 22:36
怎么替换，能不能给我详细的讲一下，兄弟

return random(295, 305); 这一句话换成测距结果就可以了

GGG1101 发表于 2017-3-27 17:52:17

前辈，谢谢你多次给我解答疑惑，麻烦你再看看我写的这个正不正确。滤波部分是论坛10大滤波算法之一的算术平均滤波法(限幅滤波不怎么适合超声波，所以我换了一个)。这个原贴算术平均滤波法代码是这样的
/*
A、名称：算术平均滤波法
B、方法：
连续取N个采样值进行算术平均运算：
N值较大时：信号平滑度较高，但灵敏度较低；
N值较小时：信号平滑度较低，但灵敏度较高；
N值的选取：一般流量，N=12；压力：N=4。
C、优点：
适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波；
这种信号的特点是有一个平均值，信号在某一数值范围附近上下波动。
D、缺点：
对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用；
比较浪费RAM。
E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
*/

int Filter_Value;

void setup() {
Serial.begin(9600);    // 初始化串口通信
randomSeed(analogRead(0)); // 产生随机种子
}

void loop() {
Filter_Value = Filter();    // 获得滤波器输出值
Serial.println(Filter_Value); // 串口输出
delay(50);
}

// 用于随机产生一个300左右的当前值
int Get_AD() {
return random(295, 305);
}

// 算术平均滤波法
#define FILTER_N 12
int Filter() {

int filter_sum = 0;
int i=0;
for( i = 0; i < FILTER_N; i++) {
filter_sum += Get_AD();
delay(1);
}
return (int)(filter_sum / FILTER_N);
}

我写的是下面的

#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2);
int TrigPin = 9;
int EchoPin =8;
double Time_Echo_us;

void setup()
{
lcd.begin(16,2);
lcd.print("Welcom to Use");
pinMode(TrigPin, OUTPUT);
pinMode(EchoPin, INPUT);
}

void loop()
{

digitalWrite(TrigPin,LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(TrigPin,HIGH);
delay(1);
digitalWrite(TrigPin,LOW);

Time_Echo_us= pulseIn(EchoPin,HIGH);

if(( Time_Echo_us <= 23530)&&(Time_Echo_us > 175))
{



   lcd.print( Filter());

   delay(600);
   lcd.clear();
   lcd.home();
}
else
{
   lcd.clear();

}
}

#define FILTER_N 10
int Filter()
{

int filter_sum = 0;
for(int i = 0; i < FILTER_N; i++)
{
   filter_sum +=( Time_Echo_us*0.017);
   delay(1);
}
return ((int)(filter_sum / FILTER_N));
}
请你帮我看下我借鉴算术平均滤波法写的有没有问题，在液晶上面的显示也能显示的出来。但是我感觉测距结果还是和原来一样，同一个地方测距，放着不动，数值跳动有2CM上下浮动。，就这样的。好像不成功。我本意是在一个周期内多取几次超声波测量值，然后取平均值，显示在液晶上，这样想必稳定些，所以借鉴这个算术平均法，但情况不怎么理想，不知道是不是我理解错了。按道理取了平均值后，显示平均值在液晶上，跳动不会猛地变化，最少整数位不会出现2厘米浮动，小数位会变化。我估计是把程序写错了，根本没有取到平均值，麻烦您给我指导整理一下，感激不尽。:)

GGG1101 发表于 2017-3-27 18:55:29

275891381 发表于 2017-3-27 11:54
return random(295, 305); 这一句话换成测距结果就可以了
/*
A、名称：算术平均滤波法
B、方法：
连续取N个采样值进行算术平均运算：
N值较大时：信号平滑度较高，但灵敏度较低；
N值较小时：信号平滑度较低，但灵敏度较高；
N值的选取：一般流量，N=12；压力：N=4。
C、优点：
适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波；
这种信号的特点是有一个平均值，信号在某一数值范围附近上下波动。
D、缺点：
对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用；
比较浪费RAM。
E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
*/

int Filter_Value;

void setup() {
Serial.begin(9600);    // 初始化串口通信
randomSeed(analogRead(0)); // 产生随机种子
}

void loop() {
Filter_Value = Filter();    // 获得滤波器输出值
Serial.println(Filter_Value); // 串口输出
delay(50);
}

// 用于随机产生一个300左右的当前值
int Get_AD() {
return random(295, 305);
}

// 算术平均滤波法
#define FILTER_N 12
int Filter() {

int filter_sum = 0;
int i=0;
for( i = 0; i < FILTER_N; i++) {
filter_sum += Get_AD();
delay(1);
}
return (int)(filter_sum / FILTER_N);
}

我写的是下面的

#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2);
int TrigPin = 9;
int EchoPin =8;
double Time_Echo_us;

void setup()
{
lcd.begin(16,2);
lcd.print("Welcom to Use");
pinMode(TrigPin, OUTPUT);
pinMode(EchoPin, INPUT);
}

void loop()
{

digitalWrite(TrigPin,LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(TrigPin,HIGH);
delay(1);
digitalWrite(TrigPin,LOW);

Time_Echo_us= pulseIn(EchoPin,HIGH);

if(( Time_Echo_us <= 23530)&&(Time_Echo_us > 175))
{



   lcd.print( Filter());

   delay(600);
   lcd.clear();
   lcd.home();
}
else
{
   lcd.clear();

}
}

#define FILTER_N 10
int Filter()
{

int filter_sum = 0;
for(int i = 0; i < FILTER_N; i++)
{
   filter_sum +=( Time_Echo_us*0.017);
   delay(1);
}
return ((int)(filter_sum / FILTER_N));
}

前辈，谢谢你多次给我解答疑惑，麻烦你再看看我写的这个正不正确。滤波部分是论坛10大滤波算法之一的算术平均滤波法(限幅滤波不怎么适合超声波，所以我换了一个)。这个原贴算术平均滤波法代码是这样的

请你帮我看下我借鉴算术平均滤波法写的有没有问题，在液晶上面的显示也能显示的出来。但是我感觉测距结果还是和原来一样，同一个地方测距，放着不动，数值跳动有2CM上下浮动。，就这样的。好像不成功。我本意是在一个周期内多取几次超声波测量值，然后取平均值，显示在液晶上，这样想必稳定些，所以借鉴这个算术平均法，但情况不怎么理想，不知道是不是我理解错了。按道理取了平均值后，显示平均值在液晶上，跳动不会猛地变化，最少整数位不会出现2厘米浮动,同一个位置，超声波模块也没有拿在手上晃动。我估计是把程序写错了，根本没有取到平均值，麻烦您给我指导整理一下，感激不尽。

275891381 发表于 2017-3-28 10:56:21

GGG1101 发表于 2017-3-27 18:55

#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
int TrigPin = 9;
int EchoPin = 8;
double Time_Echo_us;

void setup()
{
lcd.begin(16, 2);
lcd.print("Welcom to Use");
pinMode(TrigPin, OUTPUT);
pinMode(EchoPin, INPUT);
}

void loop()
{
lcd.print( Filter());
delay(1000);
lcd.clear();
lcd.home();
}

#define FILTER_N 10
long Filter()
{
float filter_sum = 0;
for(int i = 0; i < FILTER_N; i++)
{
filter_sum += ( get_juli() * 0.017);
delay(10);
}
return ((long)(filter_sum / FILTER_N));
}

longget_juli(void)
{
digitalWrite(TrigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(TrigPin, HIGH);
delay(1);
digitalWrite(TrigPin, LOW);

Time_Echo_us = pulseIn(EchoPin, HIGH);

if(( Time_Echo_us <= 23530) && (Time_Echo_us > 175))
return Time_Echo_us;
else
return 0;
}

前辈，谢谢你多次给我解答疑惑，麻烦你再看看我写的这个正不正确。滤波部分是论坛10大滤波算法之一的算 ...

按你的意思应该是这样的

GGG1101 发表于 2017-3-28 11:15:36

275891381 发表于 2017-3-28 10:56
按你的意思应该是这样的

#include

谢谢前辈您帮代码整理的这么清晰，谢谢:)

275891381 发表于 2017-3-28 11:21:08

GGG1101 发表于 2017-3-28 11:15
谢谢前辈您帮代码整理的这么清晰，谢谢

filter_sum +=( Time_Echo_us*0.017);像有这一句 filter_sum就不能int 了只能float了，不然小数部分都没了，细节多注意一点

GGG1101 发表于 2017-3-28 13:22:07

275891381 发表于 2017-3-28 11:21
filter_sum +=( Time_Echo_us*0.017);像有这一句 filter_sum就不能int 了只能float了，不然小数部分都 ...

好，谢谢您提醒

GGG1101 发表于 2017-4-2 16:49:42

275891381 发表于 2017-3-28 11:21
filter_sum +=( Time_Echo_us*0.017);像有这一句 filter_sum就不能int 了只能float了，不然小数部分都 ...

前辈，我今天又遇到一个不明白得地方，又得麻烦您帮我解答疑惑了。
是这样的，我看了下那个论坛上那个中位值平均滤波法。
中位值平均滤波法A、名称：中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）
B、方法：
采一组队列去掉最大值和最小值后取平均值，
相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”。
连续采样N个数据，去掉一个最大值和一个最小值，
然后计算N-2个数据的算术平均值。
N值的选取：3-14。
C、优点：
融合了“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”两种滤波法的优点。
对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由其所引起的采样值偏差。
对周期干扰有良好的抑制作用。
平滑度高，适于高频振荡的系统。
D、缺点：
计算速度较慢，和算术平均滤波法一样。
比较浪费RAM。
E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
*/

int Filter_Value;

void setup() {
Serial.begin(9600);    // 初始化串口通信
randomSeed(analogRead(0)); // 产生随机种子
}

void loop() {
Filter_Value = Filter();    // 获得滤波器输出值
Serial.println(Filter_Value); // 串口输出
delay(50);
}

// 用于随机产生一个300左右的当前值
int Get_AD() {
return random(295, 305);
}

// 中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）（算法1）
#define FILTER_N 100
int Filter() {
int i, j;
int filter_temp, filter_sum = 0;
int filter_buf;
for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {
filter_buf = Get_AD();
delay(1);
}
// 采样值从小到大排列（冒泡法）
for(j = 0; j < FILTER_N - 1; j++) {
for(i = 0; i < FILTER_N - 1 - j; i++) {
   if(filter_buf > filter_buf) {
   filter_temp = filter_buf;
   filter_buf = filter_buf;
   filter_buf = filter_temp;
   }
}
}
// 去除最大最小极值后求平均
for(i = 1; i < FILTER_N - 1; i++)
{
filter_sum += filter_buf;
}
return filter_sum / (FILTER_N - 2);
}

他这个采用冒泡法将值从小到大排列后，程序里面是怎么去掉的最大值和最小值的，这个部分不是很明白。
能不能帮我讲解一下。我也不知道这个程序能不能把最大值最小值过滤掉。

275891381 发表于 2017-4-2 17:49:02

GGG1101 发表于 2017-4-2 16:49
前辈，我今天又遇到一个不明白得地方，又得麻烦您帮我解答疑惑了。
是这样的，我看了下那个论坛上那个中 ...

for(i = 1; i < FILTER_N - 1; i++)
{
filter_sum += filter_buf;
}
return filter_sum / (FILTER_N - 2);

这地方去掉的呀，第一个最后一个没要，数量也-2了

GGG1101 发表于 2017-4-2 20:49:13

275891381 发表于 2017-4-2 17:49
for(i = 1; i < FILTER_N - 1; i++)
{
filter_sum += filter_buf;

谢谢，明白了

tianjitingyu 发表于 2017-8-9 10:18:48

用中位值平均滤波法应该效果好点吧？

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