[發(fā)明專利]UWB傳感器異常值的剔除方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110361539.X
• 申請(qǐng)日: 2021-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112989625A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳國(guó)軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海有個(gè)機(jī)器人有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F17/16;G06F119/02
• 代理公司: 北京天盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11421
• 代理人: 梁秀秀

本申請(qǐng)是關(guān)于一種UWB傳感器異常值的剔除方法、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)平方根信息濾波器對(duì)電梯的狀態(tài)預(yù)測(cè)進(jìn)行優(yōu)化，得到系統(tǒng)狀態(tài)和系統(tǒng)不確定性的時(shí)序轉(zhuǎn)移函數(shù)；讀取UWB傳感器以及慣性測(cè)量傳感器的數(shù)據(jù)，得到電梯的狀態(tài)測(cè)量函數(shù)；根據(jù)慣性測(cè)量傳感器的數(shù)據(jù)，通過(guò)馬氏距離優(yōu)化UWB傳感器的數(shù)據(jù)；根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)的時(shí)序轉(zhuǎn)移函數(shù)、系統(tǒng)確定性的時(shí)序轉(zhuǎn)移函數(shù)以及狀態(tài)測(cè)量函數(shù)，通過(guò)UWB傳感器觀測(cè)構(gòu)建當(dāng)前電梯的系統(tǒng)狀態(tài)的代價(jià)項(xiàng)，得到電梯的下一系統(tǒng)狀態(tài)的最優(yōu)估計(jì)，以此使得平方根信息濾波器融合慣性測(cè)量傳感器的加速度數(shù)據(jù)和UWB傳感器的數(shù)據(jù)，以此來(lái)估計(jì)電梯的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的不確定性，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地剔除UWB傳感器數(shù)據(jù)的異常值。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電梯狀態(tài)估計(jì)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種UWB傳感器異常值的剔除方法、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

目前電梯定位多采用安裝在電梯上的旋轉(zhuǎn)編碼器和樓層開(kāi)關(guān)構(gòu)成，對(duì)于需要乘坐電梯的服務(wù)機(jī)器人，需要知道當(dāng)前電梯的停靠的位置，在不和電梯進(jìn)行通信獲得位置信息的情況下，需要使用外置傳感器進(jìn)行電梯定位。

當(dāng)使用UWB(超寬帶)技術(shù)進(jìn)行電梯定位時(shí)，由于UWB定位技術(shù)原理的限制，會(huì)出現(xiàn)較多的異常值，其測(cè)量出的距離數(shù)據(jù)嚴(yán)重地偏離正確值，這些異常值極度地影響電梯定位精度和穩(wěn)定性。對(duì)于這些異常值，通常會(huì)采取滑動(dòng)窗口均值濾波或者滑動(dòng)窗口中值濾波的方法，來(lái)降低異常值對(duì)結(jié)果的影響，但這些方法的缺陷是輸出的結(jié)果會(huì)滯后于真實(shí)的運(yùn)動(dòng)，滯后的時(shí)間長(zhǎng)度與滑動(dòng)窗口的長(zhǎng)度有關(guān)，滯后的數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)基于電梯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的判斷(如電梯停靠)會(huì)產(chǎn)生極大的影響。

因此，期望提供UWB傳感器異常值的剔除方法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能準(zhǔn)確地判斷電梯的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环NUWB傳感器異常值的剔除方法、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，旨在解決電梯在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于 UWB傳感器的數(shù)據(jù)異常，從而使得電梯的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷不準(zhǔn)確的問(wèn)題。

本申請(qǐng)解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種UWB傳感器異常值的剔除方法，用于電梯定位系統(tǒng)中，其包括以下步驟：步驟1，設(shè)定電梯的初始狀態(tài)，初始狀態(tài)包括：電梯的位置以及電梯的速度；步驟2，根據(jù)電梯的初始狀態(tài)預(yù)測(cè)電梯的下一個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)，得到電梯的狀態(tài)預(yù)測(cè)；步驟 3，通過(guò)平方根信息濾波器對(duì)電梯的狀態(tài)預(yù)測(cè)進(jìn)行優(yōu)化，得到系統(tǒng)狀態(tài)的時(shí)序轉(zhuǎn)移函數(shù)和系統(tǒng)不確定性的時(shí)序轉(zhuǎn)移函數(shù)；步驟4，讀取UWB傳感器以及慣性測(cè)量傳感器的數(shù)據(jù)，得到電梯的狀態(tài)測(cè)量函數(shù)；步驟5，根據(jù)慣性測(cè)量傳感器的數(shù)據(jù)，通過(guò)馬氏距離優(yōu)化UWB傳感器的數(shù)據(jù)；步驟6，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)的時(shí)序轉(zhuǎn)移函數(shù)、系統(tǒng)確定性的時(shí)序轉(zhuǎn)移函數(shù)以及狀態(tài)測(cè)量函數(shù)，通過(guò)UWB傳感器觀測(cè)構(gòu)建當(dāng)前電梯的系統(tǒng)狀態(tài)的代價(jià)項(xiàng)，得到電梯的下一系統(tǒng)狀態(tài)的最優(yōu)估計(jì)。

優(yōu)選的，還包括：步驟7，根據(jù)電梯的下一系統(tǒng)狀態(tài)的最優(yōu)估計(jì)，更新電梯的系統(tǒng)狀態(tài)以及電梯的系統(tǒng)不確定性。

優(yōu)選的，電梯的初始狀態(tài)為：

x_i＝{v_i,p_i}；

x₀＝{v₀，p₀}；

P₀＝R₀^-1R₀^-T；

其中，x_i表示電梯在i時(shí)刻的系統(tǒng)狀態(tài)真實(shí)值，p_i表示電梯在i時(shí)刻的位置真實(shí)值，v_i表示電梯在i時(shí)刻的速度真實(shí)值，x₀表示電梯在初始時(shí)刻的系統(tǒng)狀態(tài)真實(shí)值，P₀表示系統(tǒng)狀態(tài)的初始協(xié)方差矩陣，R₀表示初始狀態(tài)的信息矩陣的平方根。

優(yōu)選的，系統(tǒng)狀態(tài)的時(shí)序轉(zhuǎn)移函數(shù)為：