c - 如何使用平方反比定律将光强度转换为线性值

Question

我正在尝试为机器人编写一些嵌入式固件，机器人将以与光强度成正比的速度向光源移动，这样当机器人接近光源时，它会以线性速率减速。

它的正面有一个光传感器，它将当前的光强度写入变量current_light_intensity，范围为1(低光强度，远)到4095(高光强度，近)。我正在寻找一种算法，将这个值转换为变量 motor_speed，在整数 1 到 8 的范围内，用于控制电机速度(1 是最慢的，8 是最快的)。

至关重要的是，我希望机器人随着距离线性减速(即，假设光强度在距光源 8 米处最低，我希望速度每降低一米)。目前我的光源与速度成正比。然而，光线的增加与距离的平方成反比，这意味着目前我的机器人在大部分距离内全速朝着光线移动，然后在接近时突然减速，因为强度猛增，这对我来说是问题。任何算法建议将不胜感激。语言是 C。

Answer 1

如果 current_light_intensity 确实与当前光强度成正比，那么您可以这样做:

distance = 1.0/sqrt(current_light_intensity); /* range is 1/sqrt(4095) to 1 */
distance = (distance-1.0/sqrt(4095.0))/(1.0 - 1.0/sqrt(4095.0)); /* scaled to [0,1] */
motor_speed = ceil(8.0 * distance);

如果(通常情况下)系统中存在大量非线性(例如光电传感器饱和度)，您可能需要手动调整速度(强度)功能，这不是很困难。只需构建一个阈值强度数组，用作查找表。然后用原型(prototype)做一些实验，并调整数组中的值直到行为看起来正确。