java - 获取 360 到 1 之间的集合的平均角度方向

Question

我正在尝试获取一组从 0 到 359 的角度并获得角度的平均方向。我到处搜索过，有些示例可以工作，但由于某种原因，我的代码无法工作。

例如，{355,355,15,15} 组的平均值应该是 5 度，但我得到了一堆不同的答案，这些答案没有多大意义。

我使用维基提供的这个方程: https://en.wikipedia.org/wiki/Mean_of_circular_quantities

public static void main(String[] args) {

    //ATAN2(sum_of_sin(theta), sum_of_cos(theta))

    double[] numbers = {355,355,15,15};
    double sin=0.0, cos=0.0, theta=0.0;

    for(double d : numbers) {
        sin += Math.sin(d);
        cos += Math.cos(d);
    }

    sin = sin / ((double)numbers.length);
    cos = cos / ((double)numbers.length);

    // Using only atan2
    System.out.println("Atan2 Only: " + Math.toDegrees(Math.atan2(sin, cos)));
    // Atan2 Only: 159.71920992022936

    // Using the wiki solution
    if (sin > 0 && cos > 0) {
        theta = Math.atan(sin/cos);
    } else if(cos < 0) {
        theta = Math.atan(sin/cos) + 180;
    } else if(sin < 0 && cos > 0) {
        theta = Math.atan(sin/cos) + 360;
    }
    System.out.println("Wiki Answer: " + theta);
    // Wiki Answer: 179.6460334382022
}

Answer 1

您需要将 sin 和 cos 的输入从度数转换为弧度，然后再转换回来以获得结果:

    double[] numbers = {355, 5, 15 };
    double sin=0.0, cos=0.0, theta=0.0;

    for(double d : numbers) {
        double s = Math.sin(Math.toRadians(d));
        sin += s;

        double c = Math.cos(Math.toRadians(d));
        cos += c;
    }

    sin = sin / ((double)numbers.length);
    cos = cos / ((double)numbers.length);

    // Using only atan2
    System.out.println("Atan2 Only: " + Math.toDegrees(Math.atan2(sin, cos)));
    // Atan2 Only: 159.71920992022936

    // Using the wiki solution
    if (sin > 0 && cos > 0) {
        theta = Math.atan(sin/cos);
    } else if(cos < 0) {
        theta = Math.atan(sin/cos) + 180;
    } else if(sin < 0 && cos > 0) {
        theta = Math.atan(sin/cos) + 360;
    }
    System.out.println("Wiki Answer: " + theta);
    System.out.println("Wiki Answer in degrees: " + Math.toDegrees(theta));

输出:

Atan2 Only: 4.9999999999999964
Wiki Answer: 0.08726646259971642
Wiki Answer in degrees: 4.9999999999999964