[發明專利]一種船舶姿態六自由度系統的姿態數據預處理方法在審
| 申請號： | 202110842641.1 | 申請日： | 2021-07-26 |
| 公開（公告）號： | CN113627494A | 公開（公告）日： | 2021-11-09 |
| 發明（設計）人： | 陳澤宗;涂遠輝;趙晨;魏鋆宇 | 申請（專利權）人： | 武漢大學 |
| 主分類號： | G06K9/62 | 分類號： | G06K9/62 |
| 代理公司： | 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人： | 許蓮英 |
| 地址： | 430072 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
| 權利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 船舶 姿態 自由度 系統 數據 預處理 方法 | ||
1.一種船舶姿態六自由度系統的姿態數據預處理方法，其特征在于：
所述船舶姿態六自由度系統包括：上位機、姿態傳感器；所述上位機與所述姿態傳感器通過有線方式連接
所述姿態數據預處理方法，具體步驟如下：
步驟1：上位機通過姿態傳感器實時采集多個時刻的船舶姿態數據，以構建船舶姿態數據序列；
步驟2：將船舶姿態數據序列通過從小到大的順序得到排序后船舶姿態數據序列，通過1/4分位方法求取排序后船舶姿態數據序列中1/4分位船舶姿態數據，通過3/4分位方法求取排序后船舶姿態數據序列中3/4分位船舶姿態數據，結合1/4分位船舶姿態數據、3/4分位船舶姿態數據分別計算船舶姿態數據最小觀測值、船舶姿態數據最大觀測值，將船舶姿態數據序列中每個時刻的船舶姿態數據依次結合船舶姿態數據最小觀測值、船舶姿態數據最大觀測值判斷每個時刻的船舶姿態數據是否異常，將船舶姿態數據序列中所有判斷為異常的船舶姿態數據構建異常船舶姿態數據序列；
步驟3：將異常船舶姿態數據序列中每個異常船舶姿態數據通過改進均值平滑處理以更新船舶姿態數據序列每個時刻的異常的船舶姿態數據，得到數據更新后船舶姿態數據序列；
步驟4：對數據更新后船舶姿態數據序列通過最大最小歸一化法進行標準化處理，得到標準化處理后船舶姿態數據序列；
步驟3所述通過改進均值平滑處理為：
對于異常船舶姿態數據序列中第i個異常船舶姿態數據x(ki)：
若(ki+1-ki)＞1，則x(ki)＝(x(ki+1)+x(ki-1))/2，i∈[1，K-1]
其中，x(ki+1)表示異常船舶姿態數據序列中第i+1個異常船舶姿態數據，x(ki)表示異常船舶姿態數據序列中第i個異常船舶姿態數據，x(ki)表示船舶姿態數據序列中第ki個時刻的船舶姿態數據，x(ki+1)表示船舶姿態數據序列中第ki時刻后一時刻的船舶姿態數據，x(ki-1)表示船舶姿態數據序列中第ki時刻前一時刻的船舶姿態數據；
若(ki+1-ki)＝1、(ki+2-ki+1)＝1、...、(ki+M-1-ki+M-2)＝1，M＞1，i∈[1，M]
則
其中，x(ki)表示異常船舶姿態數據序列中第i個異常船舶姿態數據，x(ki+1)表示異常船舶姿態數據序列中第i+1個異常船舶姿態數據，x(ki+2)表示異常船舶姿態數據序列中第i+2個異常船舶姿態數據，x(ki+M-1)表示異常船舶姿態數據序列中第i+M-1個異常船舶姿態數據，x(ki+M-2)表示異常船舶姿態數據序列中第i+M-2個異常船舶姿態數據，x(ki)表示船舶姿態數據序列中第ki個時刻的船舶姿態數據，x(ki+M)表示船舶姿態數據序列中第ki時刻后M時刻的船舶姿態數據，x(ki-1)表示船舶姿態數據序列中第ki時刻前一時刻的船舶姿態數據。
2.根據權利要求1所述的船舶姿態六自由度系統的姿態數據預處理方法，其特征在于：
步驟1所述船舶姿態數據序列為：
dataA＝(x(1),x(2),...,x(N))
其中，dataA表示船舶姿態數據序列，x(t)表示船舶姿態數據序列中第t個時刻的船舶姿態數據，t∈[1,N]，N表示采集時刻的數量。
3.根據權利要求1所述的船舶姿態六自由度系統的姿態數據預處理方法，其特征在于：
步驟2所述計算船舶姿態數據最小觀測值為：
其中，xmin表示船舶姿態數據最小觀測值，表示1/4分位船舶姿態數據，表示3/4分位船舶姿態數據；
步驟2所述計算船舶姿態數據最大觀測值為：
其中，xmax表示船舶姿態數據最大觀測值，表示1/4分位船舶姿態數據，表示3/4分位船舶姿態數據；
步驟2所述判斷每個時刻的船舶姿態數據是否異常為：
若[x(t)＞xmax]或者[x(t)＜xmin]，則判斷x(t)即船舶姿態數據序列中第t個時刻的船舶姿態數據為異常數據，否則判斷x(t)即船舶姿態數據序列中第t個時刻的船舶姿態數據為正常數據；
步驟2所述構建異常船舶姿態數據序列為：
dataB＝(x(k1),x(k2),...,x(kK))
K≤N
其中，dataB表示異常船舶姿態數據序列，K表示異常船舶姿態數據序列中異常船舶姿態數據的數量，N表示采集時刻的數量，x(ki)表示異常船舶姿態數據序列中第i個異常船舶姿態數據，x(ki)為船舶姿態數據序列中第ki個時刻的船舶姿態數據，i∈[1,K]，ki∈[1,N]。
該專利技術資料僅供研究查看技術是否侵權等信息，商用須獲得專利權人授權。該專利全部權利屬于武漢大學，未經武漢大學許可，擅自商用是侵權行為。如果您想購買此專利、獲得商業授權和技術合作，請聯系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202110842641.1/1.html，轉載請聲明來源鉆瓜專利網。
