[發明專利]一種多通道電磁計程儀的速度誤差抑制方法及抑制系統

在審

• 申請號: 202011428062.4
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112649619A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 宋廈;蘭儀鳳
• 申請（專利權）人: 中船航海科技有限責任公司
• 主分類號: G01P3/50
• 分類號: G01P3/50;G01P21/02;G01C25/00
• 代理公司: 上海智力專利商標事務所(普通合伙) 31105
• 代理人: 周濤

1.一種多通道電磁計程儀的速度誤差抑制系統，其特征在于，該系統包括有主機、電磁傳感器和顯示應用端，多個電磁傳感器分別設置于船體的兩舷側，該多個電磁傳感器分別連接并輸入數據至所述的主機，該主機處理數據并將處理后數據輸出至顯示應用端，該顯示應用端為船員觀察屏或為導航設備；

所述的主機內設有電路板，電路板上布置有采樣板卡、信號預處理板卡、數字信號處理板卡、輸出接口板卡、主控制板卡和電源板卡，所述電磁傳感器分別連接至采樣板卡進行AD數據采樣，所述的信號預處理板卡進行模擬信號處理并轉換為數字信號，所述數字信號處理板卡中進行速度誤差抑制處理，所述的輸出接口板卡連接至顯示終端或導航設備；

所述的數字信號處理板卡內設有原始信號評估模塊、數字濾波模塊、原始速度獲取模塊、原始速度交織模塊和誤差抑制校準模塊；

所述的原始信號評估模塊接收原始波形信號，分析電極信號高低頻分量及信噪比；

所述的數字濾波模塊對原始信號進行低通濾波；

所述的原始速度獲取模塊是將原始波形輸入后計算獲得原始瞬時速度；

所述的原始速度交織模塊是將獲得的多通道原始瞬時速度進行交織，獲得原始瞬時速度數組；

所述的誤差抑制校準模塊是將交織后獲得的原始瞬時速度數組計算，獲得融合后的速度，該速度即為所輸出的船舶航速值。

2.根據權利要求1所述的一種多通道電磁計程儀的速度誤差抑制系統，其特征在于，每一個所述的電磁傳感器對應于一路通道，每路通道獲得的信號依次經過原始信號評估模塊、數字濾波模塊和原始速度獲取模塊，多路通道在對應的原始速度獲取模塊后均匯總至同一個原始速度交織模塊中，交織后數組再輸入至誤差抑制校準模塊內計算后輸出。

3.根據權利要求1所述的一種多通道電磁計程儀的速度誤差抑制系統，其特征在于，所述電磁傳感器采集的測速正弦電極電壓信號，信號幅度300MV。

4.根據權利要求1所述的一種多通道電磁計程儀的速度誤差抑制系統，其特征在于，所述的原始信號評估模塊對原始采樣波形進行快速傅里葉變換，對50HZ的譜線的信號幅度譜進行分析。

5.根據權利要求1所述的一種多通道電磁計程儀的速度誤差抑制系統，其特征在于，所述的數字濾波模塊采用巴特沃茲3階低通數字濾波，截止頻率50HZ，通帶起伏3DB，得到濾除高頻分量后的原始信號。

6.根據權利要求1所述的一種多通道電磁計程儀的速度誤差抑制系統，其特征在于，所述的原始速度交織模塊交織多通道原始測速值，確保交織速度為同一時刻速度；在每1時間點，得到對應的兩通道電磁測速數據分別為V_C1n與V_C2n；其中C1代表通道1，C2代表通道2，n代表這一時刻點的第n個測速瞬間值；

交織兩組測速數據，得到將兩組速度交織成1組速度瞬間值，同樣，若有多組也可進行類推，其中i代表某一時刻單個通道的測速值點數。

7.根據權利要求1所述的一種多通道電磁計程儀的速度誤差抑制系統，其特征在于，在所述的誤差抑制校準模塊中，設定窗口大小W，將排序好的交織速度V_C3取中間窗口大小的速度值求平均值V_avr；

計算V_C3中每一個速度點對于V_avr的殘差r_i＝V_C3n-V_avr n＝1，2，…2i；

計算中間值u_n，

其中s＝max([0.15 0.015V_avr])

根據中間值進行速度權重計算：

對交織的速度數組V_C3n進行加權平均其中，為最終輸出的融合速度。