将方向存储到一个数组 – 并进行比较

我想要实现以下内容：

我希望用户能够使用陀螺仪“logging”iPhone的移动。 此后，用户应该能够复制相同的动作。 我使用以下方法提取音高，滚动和偏航：

[self.motionManager startDeviceMotionUpdatesToQueue:[NSOperationQueue currentQueue] withHandler: ^(CMDeviceMotion *motion, NSError *error) { CMAttitude *attitude = motion.attitude; NSLog(@"pitch: %f, roll: %f, yaw: %f]", attitude.pitch, attitude.roll, attitude.yaw); }]; 

我想我可以将这些值存储到一个数组，如果用户在logging模式。 而当用户试图复制那个动作时，我可以将复制的动作数组与所logging的动作数组进行比较。 问题是，我怎样才能巧妙地比较两个数组？ 他们将永远不会有完全相同的价值观，但他们可以有点相同。

我是否在正确的轨道上？

更新：我认为，也许阿利斯使用DTW的答案可能是我在这里的正确方法。 但是我不是那么聪明（显然），所以如果任何人能够帮助我比较arrays的第一步，我会是一个快乐的人！

谢谢！

Answer 1

尝试dynamic时间扭曲 。 这里是一维数组的例子。 在数据库中，我们已经有了以下2个数组：

数组1： [5, 3, 1]
数组2： [1, 3, 5, 8, 8]

我们测量[2, 4, 6, 7] 。 哪一个arrays与新测量的最相似？ 显然，第二个数组类似于新测量，第一个不是。

根据本文第2.1节计算成本matrix：

 D(i,j)=Dist(i,j)+MIN(D(i-1,j),D(i,j-1),D(i-1,j-1)) 

这里D(i,j)是成本matrix的(i,j)元素，见下文。 查看该论文的图3，看看是否应用了这种重复关系。 简而言之：首先从D(1,1)开始计算列; 在MIN中省略D(0,*)和D(*,0) 。 如果我们比较arraysA和B则Dist(i,j)是A[i]和B[j]之间的距离。 我只是使用ABS(A[i]-B[j]) 。 这个例子的成本matrix：

对于数组1，我们有13作为分数，对于数组2我们有5分。较低的分数胜，所以最相似的arrays是数组2.最好的翘曲path被标记为灰色。

这只是DTW的草图。 在真实世界的应用程序中，有许多问题需要解决。 例如使用偏移量而不是固定的终点，或者定义拟合的度量：参见本文的第363页，边界条件和第364页。上面的链接文件也有更多的细节。

我只注意到你正在使用偏航，俯仰和滚转。 简单地说： 不要和另一个原因不要 。 你可以使用加速计数据吗？ “一个加速度计是一个方向的直接测量”（来自DCM手稿 ），这就是你所需要的。 至于TC的问题，相对于北方的方向是否重要？ 我猜不会。

比方向（欧拉angular，旋转matrix，四元数）比较加速度向量要容易得多。 如果使用的是加速度数据，则每个时间点都有3维vector（x，y，z）坐标。 我会简单地计算

Dist(i,j)=SQRT((A[i][X]-B[j][X])^2+(A[i][Y]-B[j][Y])^2+(A[i][Z]-B[j][Z])^2) ，

那就是两点之间的Eucledian距离 。

Answer 2

我认为阿里的方法总的来说是一个很好的方法，但是当使用欧拉angular（即俯仰，滚转和偏航）时，有一个称为万向节锁的常见问题（或者讨论这个话题）。 当你logging一个更复杂的运动，持续时间超过几个滴答时间，从而导致在不同的angular度方向上有较大的angular度变化时，你会碰到它。

简而言之，这意味着你将有不止一个mathexpression式的相同位置，只是取决于你到达那里的动作顺序 – 另一方面是信息的丢失。 考虑一架飞机在空中从左到右飞行。 X轴从左到右，Y轴指向空气。 以下两个移动序列将导致相同的结束位置，尽pipe您将以完全不同的方式到达那里：

序列A：

1. 围绕偏航旋转+ 90°
2. 围绕音高+ 90°旋转

序列B：

1. 围绕音高+ 90°旋转
2. 围绕滚动旋转+ 90°

在这两种情况下，你的飞机指向地面，你可以从你的位置看到它的底部。

唯一的解决办法是避免欧拉angular，从而使事情更复杂。 四元数是解决这个问题的最佳方法，但是花了一段时间（对我来说）才明白这个非常抽象的表示。 好的，这个答案不会让你更进一步的解决你的问题，但它可以帮助你避免浪费时间。 也许你可以做一些概念上的改变来设定你的想法。

凯