跟踪对象的速度不一致地报告其位置

Question

我的代码跟踪虚拟3D空间中存在的对象。

我无法直接访问该对象的位置，但是它每隔一段时间都报告其坐标。更新的确切频率并不完全是可靠的或可靠的，但是我知道通常会发生每个x毫秒。

此外，我不知道何时发生更新。取而代之的是，该代码仅限于单个功能，该功能运行了很多次（每秒考虑约60倍，但是它也应该在或多或少的执行中可以很好地工作，并且在运行时的速率可能会更改）。每次函数运行时，它都可以访问对象的最后一个报告的坐标以及确切的当前时间（但不是报告坐标的时间）。

该功能必须返回对物体当前速度和加速度的最佳估计。

估计并非微不足道。例如，连续两次读取完全相同的位置可能意味着对象停止移动，也可能意味着移动对象尚未更新其位置。

这是一个可能的“解决方案”的python/pseudocode示例，但不是一个很好的示例：

USUAL_UPDATE_RATE = X
STOPPING_THRESHOLD = USUAL_UPDATE_RATE * 1.2

lastTimePosition = None
lastVelocity = None
lastAcceleration = None

def update(time, position):
    # First time running, can't estimate yet
    if lastTimePosition is None:
        lastTimePosition = (time, position)
        return (0, 0)

    lastTime, lastPosition = lastTimePosition
    deltaTime = time - lastTime

    # Ignore duplicate positions if not enough time has passed
    if lastPosition == position and deltaTime < STOPPING_THRESHOLD:
        return (lastVelocity, lastAcceleration)

    # Calculate velocity
    velocity = distance(position, lastPosition) / deltaTime

    # If there's a previous velocity known, calculate acceleration
    if lastVelocity is not None:
        acceleration = (velocity - lastVelocity) / deltaTime
    else:
        acceleration = 0

    # Save new values
    lastTimePosition = (time, position)
    lastVelocity = velocity
    lastAcceleration = acceleration

    return (velocity, acceleration)

结果不够好，因为即使在实际速度或加速度避免的呼叫中，计算出的速度和加速度值也会差异很大T改变了。我还尝试将多个速度和加速度的平均值平均，但是即使那样的变化太多，当平均值太多的值时，结果花费太长以反映真实值。

鉴于有限的情况，哪种算法会给我最准确的估计，尽可能接近实时？

提前致谢。

Answer 1

我是a

算法

是，幸运的是，使用某些给定的邻居点可以在任何程度上在特定点上区分任何功能，甚至不必平均分布。最重要的是，您甚至可以定义近似值的准确性（当然，这是通过给出更多点）。

>提出算法（在此直接指向PDF的链接）。它具有一些密集的数学和一些棘手的符号，但它做得非常出色。

您说报告的时间

可能不是报告的坐标时间。鉴于时间间隔如此之低，我认为这不是一个大问题（这取决于您想要的准确性）。另外，如果您使用此算法来减少噪声，我认为将轨迹进行曲线样本是一个好主意。而不是取点p，p-1，p-2，...（其中p是当前点），您可以服用p，pk，pk， P-2K，...作为算法的输入。

关于图书馆，

我们没有涵盖库中的生活更新轨迹，但是您每次都可以创建一个新的轨迹（也许只使用最后几个点），但这可能不是最佳的。尽管如此，我鼓励您使用我们的图书馆，尽管它们的性质以一种简单的方式，但仍旨在与各种轨迹一起使用，我鼓励您使用我们的图书馆。在这里，您可以在几行中指定速度估计方法。这是一个现在正在工作的项目，当今我们将添加新功能。

我们也有一个 explample存储库，其中包含a 笔记本专门用于分析不同的速度估计方法及其工作方式。您可以将其与 iftial文档。

重要说明：此项目仍处于alpha阶段，而在因果关系中，下一个版本将在此速度方法选择中特别更改序列（我们正在将其进行一般性，以便它也可以用于估计）） 。如果您使用它，请继续关注。