(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号 CN 112881743 A
(43)申请公布日 2021.06.01
(21)申请号 CN202110045157.6
(22)申请日 2021.01.13
(71)申请人 徐培亮
正则匹配原理
    地址 116610 辽宁省大连市开发区红星海领墅A区48-1号
(72)发明人 徐培亮
(74)专利代理机构 61226 西安佩腾特知识产权代理事务所(普通合伙)
    代理人 张倩
(51)Int.CI
      G01P3/00(20060101)
      G01P15/00(20060101)
      G06F17/11(20060101)
                                                                  权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
      一种基于正则化算法的速度和加速度计算方法及测量装置
(57)摘要
      本发明涉及一种基于正则化算法的速度和加速度计算方法及测量装置，包括以下步骤：1)获取观测位置数据或位移数据；2)利用位置数据或位移数据采用正则化方法计算速度和加速度。本发明解决现有速度与加速度测量设备在高采样率条件下，极大放大噪声的技术问题；本发明把基于位置数据或位移数据计算速度和加速度的问题转化成为典型的Volterra第一类型积分方程，再利用正则化方法，从而抑制噪声放大，精准提取速度和加速度信号值。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2021-06-01
公开
公开
2021-06-18
实质审查的生效
实质审查的生效
2023-05-02
授权
发明专利权授予
权 利 要 求 说 明 书
1.一种基于正则化算法的速度和加速度计算方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)获取观测位置数据或位移数据;
2)利用位置数据或位移数据采用正则化方法计算速度和加速度。
2.根据权利要求1所述的基于正则化算法的速度和加速度计算方法,其特征在于,步骤2)具体包括:
2.1)把位置数据或位移数据表示为速度或加速度的积分方程,并对速度或加速度积分方程进行离散化处理,得到关于速度或加速度的线性离散化观测方程的矩阵形式(6)
y=Aβ+ε                  (6)
其中:y为观测的位置数据或位移数据,A为离散化系数矩阵,β为速度或加速度,ε是观测位置数据或位移数据的随机误差;
2.2)利用正则化方法,从观测的位置数据或位移数据y中,恢复速度和加速度β。
3.根据权利要求2所述的基于正则化算法的速度和加速度计算方法,其特征在于,步骤2.2)具体为:
构建目标函数(7)
min:F(β)=(y-Aβ)
T
W(y-Aβ)+κβ
T
Sβ      (7)
其中:W为位置数据或位移数据的权矩阵,κ为正则化参数,S为正定半正定矩阵;
确定正则化参数κ,从观测的位置数据或位移数据y中,恢复速度和加速度β:
β=(A
T
WA+κS)
-1
A
T
Wy。
4.根据权利要求3所述的基于正则化算法的速度和加速度计算方法,其特征在于,κ采用均方误差最小方法确定。
5.根据权利要求2所述基于正则化算法的速度和加速度计算方法,其特征在于:步骤2.2)中提到的正则化法为:广义交叉验证(GCV)法、残差与参数二次范数的L曲线法、舍去部分最小特征值的截断奇异值分解法或L1L2范数最小法。
6.根据权利要求5所述的基于正则化算法的速度和加速度计算方法,其特征在于:通过加速度测量设备或GNSS测量获得位移数据或位置数据。
7.一种基于正则化算法的速度和加速度计算装置,其特征在于包括:
模块一:用于获取观测位置数据或位移数据;
和模块二:用于利用位置数据或位移数据采用正则化方法计算速度以及加速度。
8.根据权利要求7所述的基于正则化算法的速度和加速度计算装置,其特征在于,所述模块二包括:
离散化模块:用于对速度积分方程或加速度积分方程进行离散化处理,得到关于速度或加速度的线性离散化观测方程的矩阵形式(6)

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