[发明专利]基于自适应多尺度滤波器的MEMS陀螺仪信号去噪方法

权利要求书

1.一种基于自适应多尺度滤波器的MEMS陀螺仪信号去噪方法，其包括以下过程：

步骤一：采集获MEMS陀螺仪信号，计算信号在各个采样点的样本方差；

首先，选择W_max、W_min、λ_th、K作为初始输入值，其中，W_max是SG滤波器左窗长和右窗长最大取值，W_min是SG滤波器左窗长和右窗长最小取值，λ_th是用于检测突变信号的样本方差阈值，K是SG滤波器的阶次；

然后，求各采样点处的自适应滑动平均值Y(t)：

其中，f(t+i)是第t+i个采样点处的陀螺仪信号值，N是采样点总个数，q_h(t)和q_l(t)分别是自适应滑动平均的左、右窗长，受信号的变化率D′(t)调节：

D(t)＝|f(t+q)-f(t-q)| (5)

D′(t)＝D(t+1)-D(t) (6)

其中q建议取3～6；

最后，根据各采样点自适应滑动平均值，计算得到各点的样本方差

其中，是Y(i)在i∈[t-q_l(t),t+q_h(t)]上的平均值；

步骤二：根据信号中每个采样点t的样本方差以及预设最大、最小窗长W_max和W_min，自适应地调节SG滤波器中每个采样点的左窗长和右窗长计算公式如下：

步骤三：利用所得各采样点的左右窗长，对信号进行自适应多尺度SG滤波；

对于信号中的每个采样点t，在范围中通过移动窗口对信号f(x)利用最小二乘原理进行K阶多项式拟合，如式(10)所示；t处的拟合值p(t)即为该处SG滤波结果；

式(10)中多项式的系数a_k通过最小化均方近似误差来获得，表达式如下：