基于小波理论的舰船IMU加速度计信号处理算法

作者：徐博; 刘斌^*; 刘德政; 崔耀虎; 邓伟

来源：中国舰船研究, 2020, 15(02): 151-164.

DOI：10.19693/j.issn.1673-3185.01570

• 信号处理
• 惯导加速度计
• 小波变换
• 高斯白噪声
• FPGA

[目的]在分析惯性测量单元(IMU)加速度计信号噪声特征的基础上,针对噪声在小波域内展开深入研究。[方法]为解决传统傅里叶滤波方法对高斯白噪声等非线性噪声处理的局限性问题,从小波阈值估计和阈值处理函数2个方面入手对现有小波理论进行优化,提出一种新型小波阈值降噪算法,以在有效提高小波降噪性能的同时简化小波分析的计算量。在上述基础上,针对新型小波阈值算法在FPGA上的实现进行研究,并测试其系统性能。[结果]结果显示,利用新型小波算法处理后的加速度计采集电路有效分辨位数能够达到22.4位以上,相较于原始信号其有效分辨率提高了1.6位。[结论]所得结果表明,新型小波算法无论是在提高信噪比方面还是在减小均方根误差方面,都要优于传统的傅里叶滤波和传统的小波滤波方法,满足信号处理的实时性要求。

• 单位
  哈尔滨工程大学; 自动化学院; 天津津航技术物理研究所