[发明专利]基于改进阈值函数小波降噪的MEMS粗对准方法及系统

权利要求书

1.一种基于改进阈值函数小波降噪的MEMS粗对准方法，包括：

获取传感器实时数据，所述传感器实时数据包括加速度计数据和磁强计数据；

通过改进阈值对获取的加速度计数据和磁强计数据进行小波降噪处理；

根据降噪处理后的数据获取方向转移矩阵；

将获取的方向转移矩阵输出到姿态跟踪系统中用于姿态跟踪计算；

其中，在通过改进阈值对获取的加速度计数据和磁强计数据进行小波降噪处理的过程中，

1)参数设置初始化；

设定小波基函数，分解层数，以及改进小波阈值函数的性能参数；

2)小波分解，分解方程为：

其中，ω_j,k为分解后的小波系数，ψ_j,k为小波系，f为待分解信号，a_o为尺度参数，b_o为平移参数，其中，离散的小波系函数ψ_j,k可写为：

其中，t为小波系函数支撑域，k为调节系数；

3)通过阈值函数对小波系数进行筛选，完成信号去噪；阈值函数为：

其中，k和α为调节系数，且两者恒为正， T为设定的阈值，公式如下：

其中，N为信号长度，σ为噪声标准差，j为分解层数；

4)小波重构，将阈值函数处理后的小波系数还原出有用的信号，小波重构的公式为：

其中，X为降噪处理后的信号，C是一个与信号无关的常数。

2.如权利要求1所述的基于改进阈值函数小波降噪的MEMS粗对准方法，其中，

小波阈值去噪的分解层数设置为4；

磁力计小波基选择为：X轴为sym6，Y轴、Z轴均为coif4；

加速度计小波基选择为：X轴、Y轴均为dmey，Z轴为sym6；

阈值函数参数的设定为：X轴磁力计为16，Y轴磁力计为20，Z轴磁力计为20，X轴加速度计为9，Y轴加速度计为9，Z轴加速度计为16；

阈值函数参数统一设置为1。

3.如权利要求1所述的基于改进阈值函数小波降噪的MEMS粗对准方法，其中，在根据降噪处理后的数据获取方向转移矩阵的过程中，

1)构建从载体坐标系到导航坐标系的转换矩阵的计算公式如下：

其中，ψ为航向角，θ为俯仰角，γ为滚转角；

2)构建载体姿态矩阵和导航姿态矩阵，姿态矩阵通过去噪处理后的加速度计和磁力计的输出构建；

其中，导航坐标系下构建的姿态矩阵为：[fⁿ fⁿ×Mⁿ (fⁿ×Mⁿ)×fⁿ]；

载体坐标系下的姿态矩阵为：[f^b f^b×M^b (f^b×M^b)×f^b]；

其中：

3)根据公式：

其中，

计算得到航向角ψ，俯仰角θ，滚转角γ，即得到方向转移矩阵