[发明专利]基于小波变换检测不连续性的室内定位位移测量方法

说明书

本发明公开一种基于小波变换检测不连续性的室内定位位移测量方法，其步骤包括：采集物体运动过程中的加速度信号；对加速度信号进行小波阈值滤波；获取突变点集合；确定突变区域集；对突变区域内的加速度信号进行带限内插处理；计算物体位移量。本发明克服了现有技术中低通滤波会对加速度信号高频细节造成损失的缺点，较好的刻画了加速度信号的非平稳特性，同时也克服了对加速度信号高频细节刻画不足影响测量物体位移值的精度的缺点，减少了室内定位物体位移测量的误差。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，更进一步涉及自主定位技术领域中的一种基于小波变换检测不连续性的室内定位位移测量方法。本发明可用于测量载有加速度计的移动物体的位移，进一步为室内定位提供位置信息。

背景技术

目前，室内定位中测量物体位移的主要技术为利用惯性传感器获得物体的加速度信号，进一步对加速度信号做两次积分来得到物体的位移值。但是由于惯性传感技术本身的缺陷，其自身累积误差导致加速度信号误差较大，进而导致测量所得位移结果精度较低。

深圳市中兴移动通信有限公司在其申请的专利文献“一种利用加速度传感器计算位移的方法和移动终端”(申请号CN201310066520.8，申请日2013.02.28，申请公布号CN103322956A，申请公布日2013.09.25)中公开一种通过利用平均加速度的方式获取运动分类并得到位移值的方法。该方法将采集物体运动过程中的加速度值；并对采集的物体运动过程中的加速度值进行低通滤波；根据加速度值对运动形式进行分类，再对分类后的运动形式分别进行平均加速度值与加速度值的对应匹配；根据经过滤波器低通滤波的加速度值，判断当前运动所属的分类，以及根据所属的分类中平均加速度值与加速度值的对应匹配，得到当前运动的平均加速度值，从而利用该平均加速度值得到位移值。该方法虽然对加速度信号进行了低通滤波，使测量的位移精度有所提高。但是，该方法仍然存在的不足之处是，低通滤波会对加速度信号高频细节造成损失，因此会对计算物体位移值产生误差。

天津大学在其申请的专利文献“一种基于粒子滤波与小波变换的加速度计信号去噪方法”(申请号CN201810415592.1，申请日2018.05.03，申请公布号CN108444471A，申请公布日2018.08.24)中公开了一种粒子滤波与小波变换相结合的加速度计信号去噪方法。该方法包括对粒子进行初始化，将粒子滤波应用于加速度信号去噪的预处理部分，保留了小波去噪的低熵性；根据观测值与预测值之间的关系，计算获得每个粒子的权重，根据归一化后的权重对粒子的状态进行初步估计，舍弃权重较小粒子，克服粒子退化现象；将加速度信号的初步状态估计变换到小波域，选取合适的小波基和小波分解的层数，将获得的初步状态估计进行小波分解：对小波分解的高频系数进行阈值量化，利用小波分解的各层系数对状态信号进行重构，重构后的信号即为降噪后的加速度信号，最后对得到的加速度信号进行二次积分即可获得位移值。该方法虽然使测量的位移精度有所提高。但是，该方法仍然存在的不足之处是，没有对加速度信号变化剧烈区域进行针对处理，造成对加速度信号高频细节刻画不足。因此，会对物体位移量造成一定误差。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于小波变换检测不连续性的室内定位位移测量方法，在提高加速度信号突变区域高频细节丰富度的同时，解决了室内定位中由加速度信号求位移误差大的问题。

实现本发明目的的思路是：首先采集加速度信号，利用小波阈值滤波法得到去噪后的加速度信号，然后利用小波变换检测信号不连续性获得加速度信号突变区域，再利用带限内插完成对突变区域内的加速度信号的插值处理，可适用于室内定位位移的测量。

实现本发明目的的具体步骤如下：

步骤1，采集物体运动过程中的加速度信号；

步骤2，对加速度信号进行小波阈值滤波：