[發明專利]微慣性器件信號的虛擬野值降噪方法

無效

• 申請號: 201010185977.7
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101871780A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 吳鵬;葛遠聲;陳世同;薛冰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01C19/00
• 分類號: G01C19/00;G01P15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種信號處理方法。具體地說是一種降低信號噪聲的方法。

背景技術

微慣性器件是近年來快速發展的一種慣性測量元件，較之傳統的慣性測量元件具有體積小、重量輕、成本低等優勢。微機械陀螺和微機械加速度計都是在微小結構上實現的機械裝置，因此容易受到外界溫度等因素的影響，加之現階段工藝水平的限制，微慣性測量單元的輸出信號噪聲較大，當微慣性器件構成微慣性測量單元進行姿態測量時，信號噪聲的影響會造成載體姿態測量的巨大起伏，因此在進行姿態解算之前必須進行濾波處理，本發明正是為了降低微慣性器件的輸出噪聲而設計的降噪方法。經文獻檢索，還沒有發現關于利用虛擬野值在小波域實現對MEMS(微慣性器件)信號降噪方法的公開報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠實現信號的平滑和增強，獲得更好的信噪比的微慣性器件信號的虛擬野值降噪方法。

本發明的目的是這樣實現的：

包括如下步驟：

(1)對于連續含噪聲信號，截取固定長度的數據量，截取的數據量記為序列A，同時設定使用的小波為db4小波，分解層數為5層；

(2)對序列A進行對稱延拓，利用db4小波完成一次Mallat小波分解，分解為尺度函數和小波函數；

(3)對序列A小波分解后的小波函數取平均值，利用信號方差經驗公式計算出信號方差，公式為σ_A＝mean(A)/0.6745；

(4)將小波函數噪聲幅值假象成由信號野值引起，計算野值剔除閾值T=σA/3·2lnN=mean(A)/(3·0.6745)·2lnN;]]>

(5)利用計算出來的閾值T對小波函數按照公式進行降噪處理；

(6)重復步驟(2)至步驟(5)，直到分解層數達到設定值；

(7)利用處理后的小波函數完成信號的重構，實現對截取段信號的降噪處理；

(8)重復步驟(1)-(7)，實現信號的連續降噪。

本發明還可以包括：

1、所述對序列A進行對稱延拓，利用db4小波完成一次Mallat小波分解，分解為尺度函數和小波函數的具體步驟為：

(1)對序列A進行對稱延拓處理；

(2)對分解后的小波函數進行標準方差計算；

(3)計算虛擬野值降噪的閾值，閾值等于三分之一的系數矩陣標準方差；

(4)利用閾值對小波函數進行檢測，大于閾值的值被置零，小于閾值的值不變；

(5)處理后的小波函數進行小波重構。

2、所述截取固定長度的數據量為截取256點數據。

小波變換是指把一基本小波(亦稱母小波)的函數ψ做位移τ后，再在不同尺度a下得到的小波函數，函數f(t)的小波變換定義為：