滤波程序怎么做

时间:2025-01-25 18:43:45 单机游戏

滤波程序的设计取决于具体的应用场景和需求。以下是一些常见的滤波方法及其实现步骤:

限幅滤波法

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大于A,则本次值无效,放弃本次值,用上次值代替本次值。

优点:能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰。

示例代码(Arduino):

```cpp

int Filter_Value;

int Value;

void setup() {

Serial.begin(9600);

randomSeed(analogRead(0));

Value = 300;

}

void loop() {

Filter_Value = Filter();

Value = Filter_Value;

Serial.println(Filter_Value);

delay(50);

}

int Filter() {

int new_value = Get_AD();

if ((new_value - Value > FILTER_A) || (Value - new_value > FILTER_A)) {

return Value;

} else {

return new_value;

}

}

int Get_AD() {

return random(295, 305);

}

```

平均值滤波

方法:对信号进行多次采样,计算其平均值作为滤波后的输出值。

优点:算法简便,能够切实有效地平滑随机噪声。

示例代码(模拟量5次采样平均值):

```cpp

const int sample_count = 5;

float sum = 0;

int count = 0;

float filtered_value;

void loop() {

float new_value = analogRead(A0);

sum += new_value;

count++;

if (count == sample_count) {

filtered_value = sum / sample_count;

sum = 0;

count = 0;

// 处理滤波后的值

}

}

```

中值滤波

方法:连续采样N次(N取奇数),把N次采样值按大小排列,取中间值为本次有效值。

优点:能有效克服因偶然因素引起的波动干扰,对温度、液位的变化再送入队列进行递推平均滤波处理。

示例代码(中值滤波):

```cpp

const int sample_count = 7;

float values[sample_count];

int index = 0;

float median;

void loop() {

float new_value = analogRead(A0);

values[index] = new_value;

index = (index + 1) % sample_count;

if (index == 0) {

// 计算中值

float sum = 0;

for (int i = 0; i < sample_count; i++) {

sum += values[i];

}

median = sum / sample_count;

// 处理滤波后的值

}

}

```

一阶滞后滤波

方法:取a=0~1,本次滤波结果=(1-a) 本次采样值+a 上次滤波结果。

优点:对周期性干扰具有良好的抑制作用,适用于波动频率较高的场合。

示例代码(一阶滞后滤波):

```cpp

const float alpha = 0.1;

float filtered_value;

float last_value = 0;

void loop() {

float new_value = analogRead(A0);

filtered_value = alpha * new_value + (1 - alpha) * last_value;

last_value = filtered_value;

// 处理滤波后的值

}

```

卡尔曼滤波

方法:通过测量数据来估计动态系统的状态,降低噪声对结果的影响。

优点:能够有效降低噪声,适用于高精度测量系统。

示例代码(一维卡尔曼滤波):