[发明专利]微惯性器件信号的虚拟野值降噪方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种信号处理方法。具体地说是一种降低信号噪声的方法。

背景技术

微惯性器件是近年来快速发展的一种惯性测量元件，较之传统的惯性测量元件具有体积小、重量轻、成本低等优势。微机械陀螺和微机械加速度计都是在微小结构上实现的机械装置，因此容易受到外界温度等因素的影响，加之现阶段工艺水平的限制，微惯性测量单元的输出信号噪声较大，当微惯性器件构成微惯性测量单元进行姿态测量时，信号噪声的影响会造成载体姿态测量的巨大起伏，因此在进行姿态解算之前必须进行滤波处理，本发明正是为了降低微惯性器件的输出噪声而设计的降噪方法。经文献检索，还没有发现关于利用虚拟野值在小波域实现对MEMS(微惯性器件)信号降噪方法的公开报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现信号的平滑和增强，获得更好的信噪比的微惯性器件信号的虚拟野值降噪方法。

本发明的目的是这样实现的：

包括如下步骤：

(1)对于连续含噪声信号，截取固定长度的数据量，截取的数据量记为序列A，同时设定使用的小波为db4小波，分解层数为5层；

(2)对序列A进行对称延拓，利用db4小波完成一次Mallat小波分解，分解为尺度函数和小波函数；

(3)对序列A小波分解后的小波函数取平均值，利用信号方差经验公式计算出信号方差，公式为σ_A＝mean(A)/0.6745；

(4)将小波函数噪声幅值假象成由信号野值引起，计算野值剔除阈值T=σA/3·2lnN=mean(A)/(3·0.6745)·2lnN;]]>

(5)利用计算出来的阈值T对小波函数按照公式进行降噪处理；

(6)重复步骤(2)至步骤(5)，直到分解层数达到设定值；

(7)利用处理后的小波函数完成信号的重构，实现对截取段信号的降噪处理；

(8)重复步骤(1)-(7)，实现信号的连续降噪。

本发明还可以包括：

1、所述对序列A进行对称延拓，利用db4小波完成一次Mallat小波分解，分解为尺度函数和小波函数的具体步骤为：

(1)对序列A进行对称延拓处理；

(2)对分解后的小波函数进行标准方差计算；

(3)计算虚拟野值降噪的阈值，阈值等于三分之一的系数矩阵标准方差；

(4)利用阈值对小波函数进行检测，大于阈值的值被置零，小于阈值的值不变；

(5)处理后的小波函数进行小波重构。

2、所述截取固定长度的数据量为截取256点数据。

小波变换是指把一基本小波(亦称母小波)的函数ψ做位移τ后，再在不同尺度a下得到的小波函数，函数f(t)的小波变换定义为：