消除传感器测量中的峰值

如何解决消除传感器测量中的峰值

我正在测量pwm信号。有两种状态。测量结果非常接近1000或2000。 我不想取平均值来消除测量噪声。我只是摆脱一个或两个非常不精确的值。

举一个例子，这是预期的（准确的）数据图：

这是真实的测量数据图：

我想消除仅由3或4次测量引起的中间峰值。我想忽略那些度量。

我实际上以为我会创建一个包含10个元素的队列并将其推入其中。如果新的度量值比队列中的平均值平均少500或更多，则它将不会添加到实际数据数组中。每当队列平均值与新度量值之间的差小于500（在10个元素的队列中为5个度量值）时，我就会开始添加到实际数据数组中并重置队列。

但这似乎不是一种有效的方法。我是数学新手。因此，我不知道如何更有效地编写它，并且我需要效率，因为代码将在Arduino上运行。

谢谢

编辑：

我尝试按照建议使用中值过滤

这是我的实际测量图：

这是应用了中值过滤器的图形：

如您所见，它运行良好。但是，我必须使用长度为20的过滤器。要缓存并推送到队列的数据很多。特别是在Ardunio，c ++中，其处理能力仅为16兆赫。我的案子有没有更有效的方法？

解决方法

我将假设现在的问题是如何加快Arduino的中值滤波器的速度。我在Arduino上的经验仅限于抱怨它产生的数据不定期采样。显然，当他们改用Raspberry Pi时，这种情况就消失了，因为Raspberry Pi的功能要强大得多，所以这可能是一个选择。

我不知道您是如何计算中值过滤器的，但是网络搜索表明您可以尝试一些实现。如果从C ++ STL开始，则可以使用允许您插入，删除和查找最大或最小项目的数据结构来计算运行中位数。保持中位数以上N / 2个项目的池和中位数以下N / 2个项目的池。当您获得新的数据点时，请删除最旧的值，并将新值与中值进行比较，然后将其放入指向的任何池中。现在，您可能在一侧有N / 2 + 1个项目，而在另一侧有N / 2-1。如果是这样的话，例如，从顶部池中取出最小的物品，并将其插入底部池中。将中间值重新计算为现在顶部最小的项目和底部最大的平均项目（如果N为奇数，则池中的中间项目和记账要复杂一点）。现在，接受新数据点的成本为O（log N）而不是O（N）或更糟，所以这可能有所帮助。

（FWIW，我所认识的最令人印象深刻的程序员也是专家数学家，所以我会保持数学水平。）

可以考虑一下，如果每个值确实是1000或2000，就不需要花哨的数据结构：您需要的只是一个循环缓冲区，以及在缓冲区内运行的数量大于等于2000的数量的计数，您可以在删除最早的值并添加最新的值时进行更新。这将花费您20个整数，但是如果您的值确实是1000或2000，则每个值都可以用一个位表示，因此您可以将整个队列容纳在单个32位字中，并用POPCNT，如果arduino C / C ++提供的话

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如@mcdowella所建议。我将所有输入都转换为1和0。

我没有使用中值滤波器，因为我将实时使用消除。

我只取伺服器生成的最后10个值的平均值，然后四舍五入以收集最终值。因此，当0在最后10个值中占优势时，我使用0。

此方法存在延迟的缺点。当我的传感器开始测量0个值时，我的算法会在5个测量周期后检测到它。每个25毫秒。有250毫秒的延迟。

我知道这是一个懒惰的解决方案，但它似乎对我有用。但是，@ mcdowella的答案非常有用。我希望未来的读者能从中受益匪浅