JPS60190016A

JPS60190016A - 移動平均フイルタ

Info

Publication number: JPS60190016A
Application number: JP4679184A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Suzuki; 宏明鈴木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-03-12
Filing date: 1984-03-12
Publication date: 1985-09-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明はシンクロ・デジタル変換器等を介して得られ
るデジタル・データを平滑化するだめの移動平均フィル
タに関するものである。

〔従来技術〕

外界のアナログ量をリアルタイムに入力し、処理を行な
うデジタルシステムにおいて、入力データを平滑化する
方法として移動平均フィルタは簡便かつ有用なものであ
る。

第１図にその構成を示す。図中、（１）は入力変換器で
アナログデジタル変換器（以下〜の変換器と称す）等で
あり、（２）は入力レジスタ、（３）は入力データを保
持するデータ・レジスタ、　＋４１Ｖｉ減算器。

（５）は加算レジスタ、（６）は平均演算器、（７）は
フィルタの出力である移動平均を得る出力レジスタであ
る。

データ・レジスタ（３）は過去に回（ｋ＝１．　２゜３
・・・）のサンプリングによる入力データを保持するも
のであるが９例えば２のべき乗の値、即ち２゜４．８・
・・等を用いるのが処理しやすく、第１図ではに＝４で
示している。つまνデータ・レジスタ（３）は過去１〜
４回前の入力値をそれぞれＴＲＩ〜ＴＲ４の４個のレジ
スタに保持する。

次に動作を説明する。入力変換器（１）を経て、入力レ
ジスタ（２）に得られたデータは減算器（４）罠よって
、データ・レジスタ（３）の中の４回前のデータ・Ｉｎ
２を減じた後、加算レジスタ（５）に加算される。

次いで、データ・レジスタ（３）において、それぞれ３
〜１回前のデータＩＲ３〜ＩＲＩを順にＩＲ４〜ＩＲ２
にシフトし、最後に入力レジスタ（２）のデータをＩＲ
Ｉに入れる。初期状態において加算レジスタ（５）及び
データ・レジスタ（３）の内容がすべてゼロであるよう
にすれば上記の過程により、加算レジスタ（５）は、常
にデータ・レジスタ（３）のＩＲＩ　−Ｉｎ２の和とな
る。従って加算レジスタ（５）の内容を平均演算器（６
）によって４で除し、出力レジスタ（７）に出力すれば
移動平均値を得ることができる。なお、平均演算器（６
）はｋが２のべき乗である場合には、４捨５人のだめの
１ビツト加算と、数値的右シフトのみで実現される。

以上のようにして通常のＡ／Ｄ変換等のデータは移動平
均をとることができるが９人力データの性質によっては
上記フィルタでは正しい移動平均を得られない場合があ
った。以下に正しい動作とならない場合を示す。

角度データ、例えば航空機や艦船のヘディング角などの
場合、入力変換器（１）として、シンクロ・デジタル変
換器（以下シΦ変換器と称す）が使用される。Ｓ／Ｄ変
換器より得られるデータは２進化角度系で表される。第
２図はその例である。第２図でＶｉＳ／Ｄ変換器の変換
データ長が１２ビツト、処理系のレジスタのデータ長が
１６ビノトの場合を示している。又第３図は、その場合
の１６進数表現と対応する角度の値を示す。この様な表
現は、２進数を符号なしの正数とみなした時は角度が０
°〜３６０゜に、又２進数を２の補数方式による正負の
数とみなした時は角度が一１８０°〜→−１８０°と表
現することに全く対応し、角度の周期性と有限ビット長
の２進数演算でオーバフローを無視した場合の周期性が
一致することを利用したものである。しかし９第１図に
示したフィルタを上記の様な場合に適用すると次の例の
ような不都合が生じる。即ち、第１図に於いてＩＲＩ　
＝　Ｉｎ２　＝　Ｉｎ３　＝　Ｉｎ２　＝　Ｏｏの状態
で入力データ１９Ｈ１＝　３５６°であるとすると、フ
ィルタ出力は次のようＫなる θ−二（θ−１−１　＋　＜　ａｍ　−Ｉｎ２　）　）
　／　４＝（θ°＋（３５６°−０’）　ｌ　／４　＝
　８９゜ここでθ・・！は出力レジスタ（７）に得られ
る出力値。

θ＠ｌｌ１ｌは加算レジスタ（５）にあった値、θＩｌ
＋は入力レジスタ（２）に入った入力データである。

上記は１例えばθ°力方向嚇を示していたヘディングが
負方向に４°振れて計測された時、フィルタ出力は８９
°方向（東）を示したことを意味する。これは例えば北
を向いているはずの航空機が東向きに計測されるもので
全くの誤動作である。

〔発明の概要〕

この発明は上記のような誤動作を防ぐことを目的とし、
　８／Ｄ変換データの不連続性を連続的な意味を持つ実
際の量に適合するように補償することにより、適正な出
力を得る移動平均フィルタを提案するものである。

〔発明の実施例〕

第４図にこの発明の実施例を示す。第４図において、（
１）〜（３）及び（５）〜（７）は第１図と全く同一の
ものである。

（８）は減算器（４）の出力が所与の範囲の値であるか
どうかを判定する比較回路、（９）は比較回路（８）で
所定範囲外と判定されたデータを補正する補正回路であ
る。

次に動作を説明する。減算器（４）からの出力、即ち入
力データと４回前の入力データの差が所与の値α、βに
ついて β≦θｌｌｌ−１砲くα であるかどうかを比較回路（８）で判定する。α、／は
本実施例の場合、それぞれ ’　＝　＋１８０°、β＝　−１８０゜とするのが良い
。判定の結果が所定範囲内の場合。

データは加算レジスタ（５）に送られ、従来の場合と同
一である。判定結果がｄよｐ大の時、データは補正回路
（９）により３６０°を減じて加算レジスタ（５）に送
られる。判定結果がβより小の時は補正回路（９）で３
６００を加算したのち加算レジスタ（５）に送る。

このようＫした時、前出の誤動作例の処理は。

θｒｙ　ＩＲ４）　ｄの場合に相当し、補正回路（９）
により３６００が減じられる。即ち θ斬＝（θ、、、　＋　（θ曙−ＩＲ４）−３６０°）
／４＝０°＋　（３５６°−〇°）　−３６０°）／４
＝−１゜第２図に示した表現形式では、−１°は即ち３
５９°であり、正しい出力値である。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、移動和を計算する際に簡単な判定
及び補正の回路を付加することにより。

入力データの性質によって発生する不連続性を。

実際の連続的な量に適合するように補償することができ
、常に正しい結果を出力する移動平均フィルタを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の移動平均フィルタの構成を示す図、第２
図は２進化角度系の表現形式を示す図。第３図は２進化角度系の表現に於ける１６進数表示と角
度の対応を示す図、第４図はこの発明の一実施例である
移動平均フィルタの構成図である。図において、（１）は入力変換器、（２）は入力レジス
タ、（３）はデータ・レジスタ９（４）は減算器、（５
）は加算レジスタ、（６）は平均演算器、（７）は出力
レジスタ。（８）は比較回路、（９）は補正回路である。なお９図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。代理人大岩増雄第１図第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】外界のアナログ量がデジタル・データ化されて入力され
る入力レジスタと、過去に回（但しに＝１、　２．　３
．　・・・）の入力データを保持するデータ・レジスタ
と、前記入力レジスタのデータと前記データ・レジスタ
に保持されていたに回前のデ〜りの差を得る減算器と、
この減算器の出力である差データと所定の値とを比較判
定する比較回路と。前記比較回路の判定により所定の値の範囲外とされた前
記差データを補正する補正回路と、前記差データ又は前
記補正回路によシ補正後のデータを加算しに回分の入力
データの和を保つ加算レジスタと、前記加算レジスタの
値をｋで除す平均演算回路とから構成され、前記減算器
の出力である差デー、夕が外界のアナログ量の変化量に
一致するように補正することを特徴とする移動平均フィ
ルタ。