工作上一个改进:一个输入序列的稳定输出

本文通过一个具体的示例,介绍了如何利用滑窗技术处理数值序列中的波动问题,通过设定固定长度的滑窗并计算其中最常出现的数值来稳定输入序列。

近日在阅读吴军博士的《数学之美》,觉得他的思想是:“获得的大量的数据,然后采用概率和统计的方法,找出这些数据的规律”。受该思想的影响,对近一段工作上的一个问题加以改进:

假设,一个系统,每秒钟采集到一个数字,形成一个输入序列,如: 37, 37, 36, 37, 38, 37, 35, 37, 37....(用人的眼睛看,很容易看到,其稳定的数值是37)。但如果这个采集到的数字序列显示到屏幕上,如果不采用任何处理的方式,就会看到跳动和变化的37 36 35,这个问题的解决思路呢?

1. 设定一个先进先出FIFO的队列,队列的缓冲长度,就这个示例可以设为5,每采集到一个数字,进入这个队尾,如果长度大于了5,对头出队,这样就形成了一个移动着的“滑窗”,等待后续处理。

在C/C++语言中,直接使用std::list数据结构,来完成上述FIFO的滑窗,入队:list::push_back,出队:list::pop_back,判断队列中的元素数量:list::size。当然std::deque,vector也可以,使用vector时,注意其效率,因为滑窗中的数据元素移动复制,最好使用指针类型的数据结构。


2. 有了这个“滑窗”,就可以找出里面“出现概率最大的元素”。如果是C/C++语言,直接使用std::multiset来实现寻找最大值,将该滑窗序列的元素依次加入到该集合中,成员mulitset::count直接报出每个元素出现的个数。




【激光质量检测】利用丝杆与步进电机的组合装置带动光源的移动,完成对光源使用切片法测量其光束质量的目的研究(Matlab代码实现)内容概要:本文研究了利用丝杆与步进电机的组合装置带动光源移动,结合切片法实现对激光光源光束质量的精确测量方法,并提供了基于Matlab的代码实现方案。该系统通过机械装置精确控制光源位置,采集不同截面的光强分布数据,进而分析光束的聚焦特性、发散角、光斑尺寸等关键质量参数,适用于高精度光学检测场景。研究重点在于硬件控制与图像处理算法的协同设计,实现了自动化、高重复性的光束质量评估流程。; 适合人群:具备一定光学基础知识和Matlab编程能力的科研人员或工程技术人员,尤其适合从事激光应用、光电检测、精密仪器开发等相关领域的研究生及研发工程师。; 使用场景及目标:①实现对连续或脉冲激光器输出光束的质量评估;②为激光加工、医疗激光、通信激光等应用场景提供可靠的光束分析手段;③通过Matlab仿真与实际控制对接,验证切片法测量方案的有效性与精度。; 阅读建议:建议读者结合机械控制原理与光学测量理论同步理解文档内容,重点关注步进电机控制逻辑与切片数据处理算法的衔接部分,实际应用时需校准装置并优化采样间距以提高测量精度。
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