一种陀螺仪滤波去噪方法与流程

本发明属于陀螺仪角速度测量领域，具体涉及一种陀螺仪滤波去噪方法。

背景技术：

陀螺仪是一种角速度传感器，被应用在飞行器姿态解算、云台防抖等领域。但陀螺仪输出的原始数据耦合了大量的噪声成分，输出的数据带有随机漂移，数据往往波动较大，使得角速度输出存在较大误差。因此需要对陀螺仪原始数据进行滤波，提高测量精度的可靠性。现有技术，通常对单个陀螺仪采用有限长单位冲激响应fir滤波器、一阶ar滤波建模等进行处理以减少随机漂移。

对响应快速性要求高的云台自稳防抖等应用领域，单个陀螺仪采用fir滤波器、一阶ar滤波建模等进行处理会带来滞后性问题。如图1所示为fir滤波效果图。fir滤波器的最大特性是线性延时。如果给定fir滤波器有n个抽头,那么延时是(n-1)/(2*fs),这里fs是采样频率。

技术实现要素：

针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提出一种陀螺仪滤波去噪方法，本发明欲解决的技术问题是：采用多个陀螺仪，为了解决精确快速响应当前运动角速度，以便应用到飞行器姿态解算、云台自稳防抖等响应快速的领域。相比单个陀螺仪，采用多陀螺仪方式，容错性高，鲁棒性强。为解决上述技术问题：

本发明提供了一种陀螺仪滤波去噪方法，包括多个陀螺仪，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，获取各个陀螺仪的上一次角速度滤波数据；

第二步，获取所述多个陀螺仪的当前这一次角速度输出数据；

第三步，各个陀螺仪的所述当前这一次角速度输出数据与所述上一次角速度滤波数据相减得到一组角速度变化量；

第四步，对所述角速度变化量进行滤波，得到滤波后的角速度变化量；

第五步，各个陀螺仪对应的所述上一次角速度滤波数据，各自与所述均值滤波后的角速度变化量相加，得到一组反应当前运动状态的角速度数据；

第六步，对所述反应当前运动状态的角速度数据进行滤波，最终获得滤波去噪后的角速度数据，并作为这一次快速响应当前运动角速度；

进一步地，所述第一步中，还包括采集所述多个陀螺仪的原始输出数据，作为初始化各个陀螺仪对应的经滤波去噪后的上一次角速度滤波数据。

进一步地，所述第四步中，所述对所述角速度变化量进行滤波,得到滤波后的角速度变化量具体为，对所述角速度变化量进行平均滤波,得到均值滤波后的角速度变化量。

进一步地，所述对所述角速度变化量进行平均滤波包括：先去除所述角速度变化量的最值后进行均值处理。

进一步地，所述第五步中，所述反应当前运动状态的角速度数据为下一次循环运算的各个陀螺仪对应的经滤波去噪后的上一次角速度滤波数据。

进一步地，所述方法，其中所述下一次循环运算还包括第七步，所述第七步包括：继续从所述第二步开始执行，以获得下一次最终的滤波去噪后的角速度。

进一步地，所述第六步中，对所述反应当前运动状态的角速度数据进行滤波包括：先去除所述反应当前运动状态的角速度数据的最值后进行均值处理。

一种非易失性存储介质，其特征在于，包括一条或多条计算机指令，所述一条或多条计算机指令在执行时实现上述所述的方法。

一种具有多个陀螺仪的装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令；所述处理器用于调用并执行所述一条或多条计算机指令，从而实现上述方法。

进一步地，所述装置为飞行器或者云台。

进一步地，当所述装置为飞行器时，用于实现所述飞行器的姿态解算；当所述装置为云台时，用于实现所述云台的防抖。

与现有技术相比，本发明至少具有下述的有益效果或优点：

本发明提供的这种陀螺仪滤波去噪方法，采用多个陀螺仪，利用滤波去噪后的角速度与角速度变化量关系，并对角速度变化量均值滤波处理及角速度均值滤波处理，精确快速响应当前运动角速度，以便应用到飞行器姿态解算、云台自稳防抖等响应快速的领域。相比单个陀螺仪，采用多陀螺仪方式，容错性高，鲁棒性强。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明；

图1为现有技术fir滤波效果图。

图2为本发明的一实施例的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明目的主要就是为了目的在于提出一种陀螺仪滤波去噪方法，本发明欲解决的技术问题是：采用多个陀螺仪，为了解决精确快速响应当前运动角速度，以便应用到云台自稳防抖等响应快速的领域。相比单个陀螺仪，采用多陀螺仪方式，容错性高，鲁棒性强。为解决上述技术问题：

参见图2所示的陀螺仪滤波去噪方法，包括多个陀螺仪，包括如下步骤：

第一步，获取各个陀螺仪的上一次角速度滤波数据；所述第一步中，还包括采集所述多个陀螺仪的原始输出数据，作为初始化各个陀螺仪对应的经滤波去噪后的上一次角速度滤波数据；

第二步，获取所述多个陀螺仪的当前这一次角速度输出数据；

第三步，各个陀螺仪的所述当前这一次角速度输出数据与所述上一次角速度滤波数据相减得到一组角速度变化量；

第四步，对所述角速度变化量进行滤波，得到滤波后的角速度变化量；所述对所述角速度变化量进行平均滤波包括：先去除所述角速度变化量的最值后进行均值处理，避免异常数据的干扰。

所述对所述角速度变化量进行滤波,得到滤波后的角速度变化量具体为，对所述角速度变化量进行平均滤波,得到均值滤波后的角速度变化量，所述对角速度变化量进行平均滤波包括：先去除所述角速度变化量的最值后进行均值处理。第五步，各个陀螺仪对应的所述上一次角速度滤波数据，各自与所述均值滤波后的角速度变化量相加，得到一组反应当前运动状态的角速度数据；所述反应当前运动状态的角速度数据为下一次循环运算的各个陀螺仪对应的经滤波去噪后的上一次角速度滤波数据。

第六步，对所述反应当前运动状态的角速度数据进行滤波，最终获得滤波去噪后的角速度数据，并作为这一次快速响应当前运动角速度；对所述反应当前运动状态的角速度数据进行平均滤波包括：先去除所述反应当前运动状态的角速度数据的最值后进行均值处理，避免异常数据的干扰。

第七步，所述第七步包括：继续从所述第二步开始执行，以获得下一次最终的滤波去噪后的角速度。

一种非易失性存储介质，其特征在于，包括一条或多条计算机指令，所述一条或多条计算机指令在执行时实现上述所述的方法。

一种具有多个陀螺仪的装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令；所述处理器用于调用并执行所述一条或多条计算机指令，从而实现上述方法。所述装置可以为飞行器或者云台。当所述装置为飞行器时，用于实现所述飞行器的姿态解算；当所述装置为云台时，用于实现所述云台的防抖。

与现有技术相比，本发明至少具有下述的有益效果或优点：

本发明提供的这种陀螺仪滤波去噪方法，采用多个陀螺仪，利用滤波去噪后的角速度与角速度变化量关系，并对角速度变化量均值滤波处理及角速度均值滤波处理，精确快速响应当前运动角速度，以便应用到飞行器姿态解算、云台自稳防抖等响应快速的领域。相比单个陀螺仪，采用多陀螺仪方式，容错性高，鲁棒性强。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。