振动基座下光纤陀螺信号消噪方法对比研究

为了减小动态环境下光纤陀螺信号的随机误差,采取振动试验对光纤陀螺的动态误差进行激发,通过对试验数据的Allan方差分析,得到了振动过程中光纤陀螺信号随机误差的变化特性。采用基于AR(2)模型的Kalman滤波方法和小波滤波方法对光纤陀螺信号进行消噪处理,分析结果显示上述两种方法都能够有效地消除振动基座下FOG信号的随机误差,并且小波滤波方法要优于Kalman滤波方法。     

压电陀螺信号处理与滤波技术研究

针对压电陀螺在工程上实际应用的需求,对其输出做了测试和建模,设计并实现了α-β滤波、卡尔曼滤波和小波滤波3种不同方法对该信号的噪声滤除,分别给出了滤波后陀螺输出信号图和标准差的对比.通过对试验数据的分析,肯定了3种方法在压电陀螺输出信号滤波处理中的有效性,并分析了各自的优缺点.     

一种用于光纤陀螺信号滤波的AMA-DWT-DMKF算法

为解决光纤陀螺(FOG)信号滤波过程中噪声抑制与信号跟踪的矛盾,提出了一种自适应滑动平均离散小波变换——双模式卡尔曼滤波(AMA-DWT-DMKF)算法,利用AMA算法将FOG输出信号划分为信号过渡区域和稳定区域,并融合DWT算法和基于不同过程噪声方差Q/测量噪声方差R比条件下Kalman滤波算法的优势特性,对AMA算法判定结果进行针对性滤波。采用AMA-DWT-DMKF算法对FOG静态信号、扰动信号以及变化的速率信号进行滤波,实验结果表明,所提算法在保证较高噪声抑制能力的同时,具有较好的信号跟踪能力。     

光纤陀螺消噪方法研究

随着光纤陀螺(FOG)精度和可靠性的不断提高,光纤陀螺捷联惯导系统在导弹武器中得到越来越广泛的研究和应用。但是,在导弹的初始对准与导航过程中,光纤陀螺的输出噪声严重影响了对准与导航的精度。因此,有必要对光纤陀螺的输出信号进行消噪处理。在分析了光纤陀螺输出噪声的基础上,将小波阈值去噪理论应用到光纤陀螺信号处理中,并与基于ARIMA模型的强跟踪Kalman滤波去噪方法进行了比较。研究表明,基于小波的去噪方法能够更好地估计光纤陀螺的输出信号,具有更为理想的去噪效果,有效地解决了对准与导航过程中光纤陀螺噪声的影响,提高了对准与导航的精度。     

基于提升小波的光纤陀螺分形噪声滤除方法

光纤陀螺(FOG)随机噪声中包含了白噪声和具有长程相关性、自相似性及1/fr类型谱密度特点的一种非平稳随机噪声--1/fr类分形噪声.采用传统的方法很难去除该类噪声.由于小波分析的多分辨分析特性,使之成为研究分形噪声的有力工具.提出一种新的基于提升小波的自适应阈值选取滤波方法对光纤陀螺的输出信号进行阈值滤波,进而提高光纤陀螺的精度,算法包括提升小波分解、滤波参数估计及自适应软阈值滤波.对多组实测数据进行仿真实验,将传统小波固定阈值滤波方法与新方法进行比较,实验结果验证了新方法的有效性.     

光纤陀螺信号数字滤波算法研究

针对光纤陀螺信号漂移误差和噪声的影响及陀螺稳定平台系统的特点,研究了滑动滤波、FLP自适应滤波、小波变换阈值滤波3种直接对陀螺输出信号进行数字滤波处理的方案.最后对某陀螺惯性稳定跟踪转台中使用的光纤陀螺信号的测试和统计分析结果表明,采用小波变换阈值滤波可有选择地对陀螺信号的噪声成分进行抑制,其滤波去噪效果明显.     

小波阈值滤波在光纤陀螺信号处理中的应用

根据光纤陀螺信号的数学模型和小波多分辨率分析的特点,利用小波变换阈值滤波可有效地处理光纤陀螺信号的噪声.利用Allan方差法并通过最小二乘拟合得到光纤陀螺信号噪声中各误差源的幅度.对某型号光纤陀螺静态输出信号进行了小波阈值滤波,并定量地分析和比较了4种常用阈值下的滤波效果.通过实验结果分析,验证了小波变换阈值滤波在光纤陀螺信号处理中的可行性,并验证了针对某型号光纤陀螺静态输出信号,采用长度对数阈值滤波的优越性,对光纤陀螺信号处理具有参考价值.     

一种用于光纤陀螺降噪的鲁棒平滑滤波算法

为了降低光纤陀螺(FOG)的随机噪声以及消除异常采样信号的干扰,提出一种鲁棒平滑滤波算法。利用权重函数为FOG每个采样数据迭代加权,给异常值分配较低权重给高质量数据分配较高权重,有效提高了平滑滤波的鲁棒性。采用广义交叉验证估计平滑参数再利用离散余弦变换计算原始FOG数据的平滑值,提高了平滑滤波的运算速度。软件仿真和实际实验结果表明,相比传统最小二乘平滑滤波算法,所提算法能够有效抑制FOG随机噪声和异常采样信号的干扰,并且对时变的FOG信号具有较好的跟踪能力。     

光纤陀螺随机漂移的建模与滤波研究

时间序列模型是对光纤陀螺(FOG)随机漂移进行建模的一种重要方法.传统的时间序列建模方法难以应用于实时建模,且模型精度较低.因此,提出了适用于高精度FOG随机漂移的改进自回归整合移动平均模型(ARIMA),并基于该模型建立了FOG随机漂移的实时Kalman滤波器.实验结果表明,该改进ARIMA模型能较准确地描述FOG的随机漂移;Allan方差分析结果表明,与基于传统自回归移动平均模型(ARMA)的Kalman滤波结果相比,基于该模型的Kalman滤波对减小光纤陀螺的5项主要随机误差更有效.     

系统中陀螺信号的三种滤波方法

在凝视扫描系统中,大惯量反射镜与快速控制反射镜的速度匹配非常重要。陀螺的输出噪声影响两者的速度匹配,于是陀螺输出信号的滤波就成了首要的问题。通过对三种滤波方法的研究,结果表明:小波收缩去噪具有更好的信噪分离效果。     

光纤陀螺基于SNR检测的EMD滤波方法

光纤陀螺的输出信号是一种非线性、非平稳的随机信号.针对光纤陀螺信号的特点采用经验模分解(EMD)滤波法对陀螺输出信号进行滤波存在一个如何重构信号的问题,为此提出了基于信噪比检测的EMD滤波法.该方法通过连续检测相邻两个重构信号信噪比提高的程度来确定滤波后的输出信号.实验结果表明,该法能有效消除光纤陀螺信号中的噪声,并为EMD滤波法重构信号提供了一个客观的判断方法,且无需任何先验知识.     

小波中值滤波在晃动基座初始对准中的应用

针对捷联惯性导航系统(SINS)在晃动基座下进行初始对准时,陀螺和加速度计受外界干扰噪声较大,而单独采用低通滤波或小波滤波法不能有效实时地实现噪声抑制问题,采用小波阈值消噪和中值滤波相结合的混合滤波方法来实现信号的消噪。将输出信号首先经中值滤波消除信号中的突变噪声,再利用小波阈值消噪滤除振动噪声和白噪声,从而有效地消除基座晃动带来的噪声。测试实验表明,提出的混合滤波法对车载惯导系统输出信号噪声滤波效果明显,在发动机启动的情况下,可基本达到静态信号采集的效果。对准仿真实验表明,提出的滤波法能辅助捷联惯导系统实现在晃动基座下的精对准。     

压电振动陀螺仪实时小波滤波方法研究

针对压电振动陀螺仪在工程中应用的需求,对压电振动陀螺仪输出信号中的噪声特点进行了分析,提出一种由无限冲击响应数字低通滤波(IIR)和实时小波滤波相结合的实时滤波方法。该小波算法的正逆变换算法的空间复杂度从384降到360,半软阈值算法时间复杂度从4 096降到4 032。应用MATLAB7.1对实验数据和完整算法程序的仿真表明,该方法能实时有效地抑制陀螺仪噪声,提高其输出稳定性,且其完整的滤波算法程序的运行时间明显减少。     

基于仿生模式识别的多镜头人脸身份确认系统研究

提出了一种利用仿生模式识别原理以多镜头信息融合的人脸身份确认方法.讨论了以多镜头与多次采样建立仿生模式识别多权值神经元网络的基本理论.并介绍了以三个镜头五次采样作训练样本的实验系统,以及人脸预处理过程步骤.实验结果表明在确保无误认的前提下,正确确认率达96%,漏认率(即拒认率)为4%.实验中并对比显示了增加神经元网络复杂度提高识别效果的作用.     

闭环光纤陀螺方波调制失真的影响与消除

数字闭环光纤陀螺仪测量角速度时,采用方波调制引起的各种失真会对输出结果产生影响。基于傅里叶级数建立包含失真噪声的闭环光纤陀螺方波调制、解调信号模型,对各种调制失真引起的输出误差进行了仿真分析,并提出一种双极型归零脉冲方波解调方法,用于消除方波调制闭环光纤陀螺仪的输出信号误差。仿真结果表明:采用常规方波解调时,调制信号的相位失真、方波脉宽失真、谐波失真以及梳状噪声脉冲对光纤陀螺仪输出有很大影响,测量角速度相对误差可达1%量级。采用双极型归零脉冲方波解调时,上述调制失真的影响都得到有效的减小,陀螺仪测量角速度相对误差只有0.1%量级,降低了一个数量级,说明文中提出的双极型归零脉冲方波解调方法对提高闭环陀螺的测量精度和稳定性有重要意义。     

非线性Volterra系统的总体全解耦自适应滤波

研究输入、输出观测数据均受噪声干扰时的非线性Volterra系统的全解耦自适应滤波问题.基于总体最小二乘技术和Volterra滤波器的伪线性组合结构,运用约束优化问题的分析方法研究Volterra滤波过程,从而建立了一种总体全解耦自适应滤波算法.并建立了分析该算法收敛性能的参数反馈调整模型,分析表明,该算法可使各阶Volterra核稳定地收敛到真值.仿真实验的结果表明,当输入、输出观测数据均受噪声干扰时,总体全解耦自适应滤波算法的鲁棒抗噪性能和滤波精度均优于全解耦LMS自适应滤波算法.     

一种鲁棒性音素分段算法

基于小波变换的鲁棒性因素分段算法的基本思想是在运用传统的参数滤波方法进行音素分段之前首先将语音信号在小波域中进行滤波,提出对听觉感知有效的语音分量,然后用传统的参数滤波方法进行分段。参数滤波是以一个变化的参数对信号进行滤波,得到信号在不同频带中的分量,可以证明,若滤波参数以一定的规律变化,则这些滤波分量的一阶自相关表示了信号的相关结构。利用新方法进行分段并测试其鲁棒性,实验证明新方法分段效果好且鲁棒性强,是一种有效的音素分段算法。     

中值滤波技术在图像处理中的应用

中值滤波是一种非线性滤波方法。为了在尽可能消除或衰减噪声的同时很好地保留图像细节，提出一种对信号与噪声分别处理的中值滤波法，并在图像处理中应用。与常用的中值滤波法相比，采用该方法处理的图像其信噪比可以显著提高。     

DC cancellation in the single-bit domain using ternary filtering

A structure for single-bit DC blocking is presented. This type of DC blocker is useful in practice to improve the stability and dynamic range of single-bit systems. The DC blocker is essentially a ternary filtering structure whose input and output are both assumed to be sigma–delta modulated bitstreams. Two techniques have been utilised to design the ternary filter to allow for implementation and performance comparison. Performance is tested for different kinds of single-bit format input signals, including sinusoidal, FM and AM–FM signals. The proposed DC blocker contains no multipliers and can easily be implemented with FPGA technology.