C++ Butterworth N阶滤波器设计

news2025/7/26 19:54:14

介绍一个 Butterworth Nth 滤波器设计系数的函数，像 Matlab 函数一样的：

[bl,al]=butter(but_order,Ws);

和

[bh,ah]=butter(but_order,2*bandwidth(1)/fs,'high');

rtfilter

在 Ububtu 中，容易找到：

$ aptitude search ~dbutterworth | grep lib

在这里插入图片描述
rtfilter 是一个库,提供一组实现多通道信号实时数字滤波器的例程(即使用相同的滤波器参数过滤多个信号)。它实现了FIR,IIR滤波器和用于浮点和双数据类型的下采样器(用于实数和复值信号)。还提供了额外的功能来设计几个常用的滤波器：Butterworth，Chebyshev，Windowed sinc,分析滤波器…

安装：

$ sudo aptitude install librtfilter-dev librtfilter1

-dev安装软件包后,您甚至可以找到一个示例（使用Butterworth过滤器用法）/usr/share/doc/librtfilter1/examples/butterworth.c。这个例子（以及相应的Makefile）也可以在这里找到。

以上内容参考：参考文章

测试

这里要对一个安装在机械臂的末端的六维力/力矩传感器数据进行处理，实质上就是多通道信号实时数字滤波。根据/usr/share/doc/librtfilter1/examples/butterworth.c可以发现，API 的使用接口是将多通道信号数据块作为输入，这里我按照 input_data 的数据存储格式，将六通道六维力/力矩传感器数据打包成数据块的形式（这里将传感器数据加载进 vector 容器中维护，每次只取该容器的后边数据块长度的近期数据，并解析给 input_data 数组）实时传递给 API，得到相同格式的输出 output_data 数据块，然后实时获取到 output_data 数据块最后一个周期的元素作为当前周期的实时滤波输出。