Arduino：float函数返回inf

Question

我有一个需要一些建议的功能（如下所示）。该函数返回拟合（通过最小二乘法）到 n 个数据点的直线的斜率。为了给你一个背景，我的项目是一个基于气压的高度计，它使用这个函数根据最近的 n 个高度-时间对来确定速度。这些高度-时间对存储在 2 个全局数组中（times[] 和 alts[]）。

我的问题不是这种方法不起作用。它通常会。但有时我会运行高度计，这个函数会返回值'inf'，其中穿插着一堆其他错误值（我也见过'NaN'，但这种情况更罕见）。在这一点上，我有几个方面的怀疑，但我想要一个新的视角。以下是一些可能有用也可能没用的更多上下文信息：

• 我正在为正交编码器使用中断
• times[] 数组的类型为 unsigned long
• alts[] 数组的类型为 float
• n 是 const int，在本例中为 n = 9

• 在 ATMEGA328 上，double 与 float..Arduino-double 相同

  float velF() { // uses the last n data points, fits a line to them, 
                 // and uses the slope of that line as the velocity at that moment
       float sumTY = 0, sumT = 0, sumY = 0, sumT2 = 0;
       for (int i = 0; i < n; i++) {
           sumTY += (float)times[i] * alts[i] / 1000;
           sumT += (float)times[i] / 1000;
           sumY += alts[i];
           sumT2 += (float)times[i] * times[i] / 1000000;
       }
       return (n*sumTY - sumT*sumY) / (n*sumT2 - sumT*sumT);
  }
  

任何帮助或建议将不胜感激！

Answer 1

代码肯定会被零除。

由于各种原因，n*sumT2 - sumT*sumT 将为零。 @John Bollinger 在大多数情况下，除法的顶部（股息）也将为零，返回值为零是可以接受的。

float velF(void) {
     float sumTY = 0, sumT = 0, sumY = 0, sumT2 = 0;
     for (size_t i = 0; i < n; i++) {

         // insure values are reasoable
         assert(alts[i]  >= ALT_MIN  && alts[i]  <= ALT_MAX);
         assert(times[i] >= TIME_MIN && times[i] <= TIME_MAX);

         sumTY += (float)times[i] * alts[i] / 1000;
         sumT += (float)times[i] / 1000;
         sumY += alts[i];
         sumT2 += (float)times[i] * times[i] / 1000000;
     }

     float d = n*sumT2 - sumT*sumT;
     if (d == 0) return 0;
     return (n*sumTY - sumT*sumY) / d;
}

旁注：可以考虑除法以提高准确性和速度。建议以double 执行最后一次计算。

float velF(void) {
     float sumTY = 0, sumT = 0, sumY = 0, sumT2 = 0;
     for (size_t i = 0; i < n; i++) {
         float tf = (float) times[i];
         sumTY += tf * alts[i];
         sumT += tf;
         sumY += alts[i];
         sumT2 += tf * tf;
     }

     double nd = n; 
     double sumTd = sumT; 
     double d = nd*sumT2 - sumTd*sumTd;
     if (d == 0) return 0;
     return (nd*sumTY - sumTd*sumY)*1000 / d;
}