ios - iOS 加速度计的高通滤波器方程未返回良好结果

Question

我正在尝试基于 Accelerometer Graph project 为 iOS 加速度计实现高通滤波器.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，因此我从该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像 Apple 给出的示例那样工作。在加速度计图中，当手机静止并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，但是在我的情况下，当手机不移动时，这些值并不总是 0，它们需要时间来改变(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，我也尝试从 GameScene.swift 文件中调用加速度计更新，但结果是相同的。我还尝试了重力，尝试了 startDeviceMotionUpdatesToQueue 和 startDeviceMotionUpdatesToQueue 函数，但没有运气。

Answer 1

问题是您使用应用程序的主队列来更新加速度计。主队列用于对 UI 进行更改。使用主队列进行加速度计更新会使主队列过载，因此并非每个操作在提交到 NSOperationQueue 后都会立即执行。
解决办法是新建一个NSOperationQueue

let queue = NSOperationQueue()

并将其传递给 motionManager.startAccelerometerUpdatesToQueue 而不是 NSOperationQueue.mainQueue() .
如果你想在motionHandler中对你的用户界面进行更改，你必须使用gcd的

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