[发明专利]一种无人机陀螺仪非线性转动信号的尺度参数可调形态滤波方法

权利要求书

1.一种无人机陀螺仪非线性转动信号的尺度参数可调形态滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)提取无人机陀螺仪输出的非线性转动信号序列，构建非线性转动信号的时域图；

(2)构造高斯白噪声序列η_(N)以及随机脉冲噪声序列ψ_(N)，构建高斯白噪声序列η_(N)以及随机脉冲噪声序列ψ_(N)的时域图；将高斯白噪声序列η_(N)、随机脉冲噪声序列ψ_(N)和非线性转动信号序列叠加，得到新信号序列；对新信号序列采样得到待处理信号序列f_(N)；

(3)选取三角形结构元素b₁和半圆形结构元素b₂；级联开闭形态算子，将广义形态开-闭滤波器G_OC(f_(N))和形态闭-开滤波器G_CO(f_(N))分别定义为：

定义广义形态滤波器的基本滤波单元为：

用b₁和b₂构建自适应多尺度广义形态滤波器；

(4)使用变分模态分解算法对待处理信号序列f_(N)进行k层非递归分解，得到各层模态分量u₁，u₂，...，u_k；

(5)计算各层模态分量的参数指标值，参数指标包括均方根误差和功率谱熵；

(6)对于分解后的各层模态分量，将第一层模态分量u₁保留，根据第一层模态分量及噪声，选取结构元素值S₍₁₎和T₍₁₎作为第一层模态分量对应的长度尺寸；并将第一层模态分量的参数指标值作为初始基准点，根据长度尺寸调整方法计算出其余各层模态分量结构元素所分别对应的长度尺寸，半圆形结构元素的长度尺寸为S_(i)，三角形结构元素的长度尺寸为T_(i)；

(7)对于其余层模态分量u_i，利用自适应多尺度广义形态滤波器，b₁和b₂分别以尺度S_(i)、T_(i)滤波，得到各层的输出序列

(8)把保留的第一层模态分量u₁和输出序列进行重构，得到新的陀螺仪信号。

2.根据权利要求1所述的无人机陀螺仪非线性转动信号的尺度参数可调形态滤波方法，其特征在于，步骤(4)对待处理信号序列f_(N)分解的具体方法为：

(21)初始化λ¹、n，令其初始值均为0，设置分解模态层数k；其中，表示每层模态分量分解时的稀疏性从而导致产生的中心频率，λ^l表示优化拉格朗日乘子；n表示迭代次数；

(22)n＝n+1，开始进行循环；将u_i、W_i、λ以基准因子τ更新；i从1开始一直循环到k，k为模态层数；

对u_k更新：

对W_k更新：

对λ更新：

给定判定精度e＞0，若满足判定表达式：

则确定迭代结束；

(23)迭代结束后得到各层模态分量u₁，u₂，...，u_k。