Détection du changement de sens pour un capteur

Version imprimable

23/10/2014, 13h31
sdecorme

2 pièce(s) jointe(s)

Détection du changement de sens pour un capteur

Bonjour,
Je cherche à détecter précisément le changement de sens de rotation d'un capteur.
Actuellement je fais un filtre passe bas sur ce capteur puis je dérive cette valeur.
Malheureusement la valeur de la dérivée m'amène beaucoup de bruit.
En pièce jointe mon code ainsi qu'un log.
Existe-t-il une autre manière de faire ?
Mon code fonctionne dans un microcontrôleur en C.

Merci

Pièce jointe 159552 Pièce jointe 159553

Le filtre passe bas est une bonne ma manière de lissé le bruit.
Après, tu peux aussi ajouter une seuil de détection.

Donc avec ton logCateur en utilisant deux buffers de 30 points et une limite de détection de 5, j'obtiens le résultat suivant :

Citation:

On change de sens on diminue !
Valuer actuelle : 916
On change de sens on augment !
Valuer actuelle : 57
On change de sens on diminue !
Valuer actuelle : 472
On change de sens on augment !
Valuer actuelle : 379
On change de sens on diminue !
Valuer actuelle : 624
On change de sens on augment !
Valuer actuelle : 327
On change de sens on diminue !
Valuer actuelle : 626
On change de sens on augment !
Valuer actuelle : 447
On change de sens on diminue !
Valuer actuelle : 549

J'explique le fonctionnement :
Quand j'ai une nouvelle valeur :
Je place la valeur du buffer A dans le buffer B.
Je place la nouvelle valeur dans le buffer A.
(buffer glissant)
Code:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 int[] bufferOld = new int[size]; int[] buffer = new int[size]; int pos = 0; int previousMoyenne= 0; boolean isAugement = true; while ((line = buff.readLine()) != null) { Integer value = Integer.parseInt(line); if(value != null){ bufferOld[pos] = buffer[pos]; buffer[pos] = value; } pos++; if(pos ==size){ pos =0; } }
Après avoir lus 60 valeur ou plus, j'ai donc mon buffer A contenant les 30 dernière valeurs et le Buffer B contenant les 30 précédents.
En réalisant une moyenne des valeurs de du buffer A et du buffer B. On obtient un valeur lissé (filtre passe bas).
Cela élimine une première partie du bruit. cependant si notre valeur stagne trop par rapport à notre échantillonnage, le bruit sera capable à lui seul faire bascule la moyenne de A au dessus de la moyenne de B alors que globalement, la valeur n'a pas bougé.
C'est pour cela qu'on ajout un seuillé de détection :
Code:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 int delta = 5; if( getMoyen(buffer)> (getMoyen(bufferOld)+delta) ){ // on augemnent if(!isAugement){ isAugement = true; System.out.println("On change de sens on augment !"); System.out.println("Valuer actuelle : " +value); } } else if(getMoyen(buffer)<(getMoyen(bufferOld)-delta)) { // on diminue if(isAugement){ isAugement = false; System.out.println("On change de sens on diminue !"); System.out.println("Valuer actuelle : " +value); } }
Bien qu'il soit nécessaire de faire un calibrage de la taille des buffer et du seuil de détection. Cela fonctionne !par rapport à ce que tu fait, je n'ai globalement qu’ajouté un seuil et fait le filtre à la main.

Cordialement,
Patrick Kolodziejczyk.

23/10/2014, 18h31
ToTo13

Le signal semble très stable. Un lissage avec un gros médian pourrait rendre la courbe complètement monotone sur des grandes portions.
Tu pourrais même fitter une spline.
Ensuite, tu peux appliquer une dérivée, tu n'auras plus de bruit.

Bonsoir,
merci kolodz mais mon système doit fonctionner en temps réel donc je ne peux pas anticiper les valeurs pour créer des buffers PréValue et PostValue. Mais je garde ton code sous le coude.
Merci Toto13 par contre je n'ai pas compris "fitter une spline" mais je suppose que c'est un post traitement.

Merci

edit:
Je viens d'essayer le principe de moyenne flottante mais je trouve les même résultats après le calcul de la dérivée.
Code:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 size = 40; matrix = zeros(size,1); last =0; for k=2:s %decale le tableau for j=1:(size-1) matrix(size-j+1) = matrix(size-j); end %charge avec la nouvelle valeur matrix(1) = Pot(k); somme =0; for j=1:size somme = somme + matrix(j); end %calcule la moyenne somme = somme / size; Moy(k) = somme; %calcule la dérivée DeriveeMoy(k) = Moy(k)- last; last = Moy(k); end plot(Moy,'k'); DeriveeMoy =DeriveeMoy *100; plot(DeriveeMoy,'c');
Une autre idée

2 pièce(s) jointe(s)

Avec ce que je te propose tu es en temps réel.
Cependant, tu as un délai sur la détection des des changements de sens dû au filtre "passe bas" provoquer par la moyenne flottant.
Personnellement, je trouve le résultat correct :
Pièce jointe 159622 Pièce jointe 159623
Sachant que j'ai modifié la configuration à :
size = 10
seuil = 1

Voici le code java correspondant :
J'utilise ton fichier de log sans l'espace en début de chaque ligne comme entré

Code:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
package aide.forum.developpez;
 
import java.awt.Color;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
 
import org.jfree.chart.ChartFactory;
import org.jfree.chart.ChartPanel;
import org.jfree.chart.JFreeChart;
import org.jfree.chart.plot.PlotOrientation;
import org.jfree.chart.plot.XYPlot;
import org.jfree.data.xy.XYDataset;
import org.jfree.data.xy.XYSeries;
import org.jfree.data.xy.XYSeriesCollection;
import org.jfree.ui.ApplicationFrame;
import org.jfree.ui.RefineryUtilities;
 
public class Algo extends ApplicationFrame {
 
	public Algo(String title) {
		super(title);
		final XYDataset dataset = createDataset();
		final JFreeChart chart = createChart(dataset);
		final ChartPanel chartPanel = new ChartPanel(chart);
		chartPanel.setPreferredSize(new java.awt.Dimension(500, 270));
		setContentPane(chartPanel);
	}
 
	/**
         * @param args
         */
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		final Algo demo = new Algo("Développez : Détection du changement de sens");
		demo.pack();
		RefineryUtilities.centerFrameOnScreen(demo);
		demo.setVisible(true);
	}
 
	/**
         * Creates a sample dataset.
         * 
         * @return a sample dataset.
         */
	private XYDataset createDataset() {
 
		final XYSeries series1 = new XYSeries("Entré");
		final XYSeries series2 = new XYSeries("Moyenne");
		final XYSeries series3 = new XYSeries("Résultat");
		File file = new File("C:\\devel\\test\\developpez\\LogCapteur.log");
		try {
			BufferedReader buff = new BufferedReader(new FileReader(file));
 
			try {
				String line;
				int offset = 0;
				int size = 10;
				int pos =0;
				int[] bufferOld = new int[size];
				int[] buffer = new int[size];
				boolean isAugement = true;
				while ((line = buff.readLine()) != null) {
					int value = Integer.parseInt(line);
					series1.add(offset, value);
					offset++;
					bufferOld[pos] = buffer[pos];
					buffer[pos] = value;
					pos++;
					if(pos ==size){
						pos =0;
					}
					int delta = 1;
					series2.add(offset, getMoyen(buffer));
					if( getMoyen(buffer)> (getMoyen(bufferOld)+delta) ){
						if(!isAugement){
							isAugement = true;
						}
					} else if(getMoyen(buffer)<(getMoyen(bufferOld)-delta)) {
						if(isAugement){
							isAugement = false;
						}
					}
					if(isAugement){
						series3.add(offset, 1000);
					} else{
						series3.add(offset, 0);
					}
				}
			} finally {
				// dans tous les cas, on ferme nos flux
				buff.close();
			}
		} catch (IOException ioe) {
		}
 
		final XYSeriesCollection dataset = new XYSeriesCollection();
		dataset.addSeries(series1);
		dataset.addSeries(series2);
		dataset.addSeries(series3);
 
		return dataset;
 
	}
 
	private int getMoyen(int[] buffer) {
		int somme = 0;
		for (int i = 0; i < buffer.length; i++) {
			somme += buffer[i];
		}
		return somme/buffer.length;
	}
 
	/**
         * Creates a chart.
         * 
         * @param dataset
         *            the data for the chart.
         * 
         * @return a chart.
         */
	private JFreeChart createChart(final XYDataset dataset) {
 
		// create the chart...
		final JFreeChart chart = ChartFactory.createXYLineChart(
				"Développez : Détection du changement de sens", // chart title
				"X", // x axis label
				"Y", // y axis label
				dataset, // data
				PlotOrientation.VERTICAL, true, // include legend
				true, // tooltips
				false // urls
				);
 
		// NOW DO SOME OPTIONAL CUSTOMISATION OF THE CHART...
		chart.setBackgroundPaint(Color.white);
 
		// get a reference to the plot for further customisation...
		final XYPlot plot = chart.getXYPlot();
		plot.setBackgroundPaint(Color.lightGray);
		plot.setDomainGridlinePaint(Color.white);
		plot.setRangeGridlinePaint(Color.white);
 
		return chart;
 
	}
}

Cordialement,
Patrick Kolodziejczyk

24/10/2014, 08h48
sdecorme

je vais essayer dans la journée, ça marche nickel reste plus qu'à voir en pratique.
Merci
24/10/2014, 21h21
ToTo13

Citation:

Envoyé par sdecorme

Merci Toto13 par contre je n'ai pas compris "fitter une spline" mais je suppose que c'est un post traitement.

Faire passer une spline/courbe par les points.
24/10/2014, 22h05
sdecorme

mais ça ne marche qu'en post-traitement ? pas ne temps réel je suppose.
25/10/2014, 07h41
ToTo13

Tu la fais passer par les points précédents, tout comme tu traites les points déjà existants/connus.