基于四元数卡尔曼滤波去噪融合的火箭炮扰动检测方法技术

本发明专利技术属于火箭炮扰动检测的军事技术领域，公开了基于四元数卡尔曼滤波去噪融合的火箭炮扰动检测方法，利用其自身结构进行瞬时解析、瞬时更替；采用四元数、卡尔曼滤波、小波阈值去噪算法，消除了外界的干扰融合角度，同时基于上述算法运用积分学计算位移大大消除传统方法所带来的积分误差，使得数据更具有时效性，且更加精准；本发明专利技术利用刚体运动学及机器人学的构造进行扰动建模，可测量任意火箭炮炮管的扰动值，更具有效率性和节约成本，操作起来比较容易。来比较容易。来比较容易。

【技术实现步骤摘要】
基于四元数卡尔曼滤波去噪融合的火箭炮扰动检测方法


[0001]本专利技术属于火箭炮扰动检测的军事
，具体涉及基于四元数卡尔曼滤波去噪融合的火箭炮扰动检测方法。

技术介绍

[0002]火箭武器系统发射过程中，火箭弹点火后开始沿着定向器向前滑动。在此过程中，存在推力、偏心力、闭锁解脱力、弹管间撞击力和摩擦力及火箭弹移动形成的重力对耳轴的力矩等各类载荷。火箭弹与定向器组成的系统在这些载荷的共同作用下发生振动，其自身的运动受到干扰，相应的运动参数和姿态会发生变化。以火箭弹后定心部离开定向器的瞬间为初始时刻，自该时刻开始，火箭弹弹轴由于受到外部干扰，在俯仰、偏航和滚转三个方向上各产生角度、角速度和角加速度三个变动量。通常称这一时刻为起始时刻，这种干扰为起始扰动，扰动的产生会导致火箭弹命中精度产生影响，从而降低炮弹的命中精度。
[0003]传统的测扰动方法多数为测某一炮管的扰动，这样做能保证单一炮管扰动检测较标准，但是实施起来多为不方便，且火箭炮炮管居多，若一一安装传感器实施起来较为费力；单一进行模型的建立不具备普遍性，且只能测得一个炮管的扰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于四元数卡尔曼滤波去噪融合的火箭炮扰动检测方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：步骤1、根据火箭炮起落架的旋转轴和旋转角确定旋转矩阵，采集三轴加速度计传感器所测加速度数据，采用四元数法进行空间坐标转换，获得火箭炮起落架传感器的加速度数据；步骤2、采集三轴陀螺仪传感器所测角速度数据、三轴加速度计传感器所测加速度数据、三轴磁力计传感器所测磁力计数据，利用四元数法、卡尔曼滤波算法及小波阈值去噪算法计算俯仰角、航向角及滚转角的三轴角度数据；步骤3、通过步骤2获得的三轴角度数据，利用数据融合位移算法求得火箭炮起落架传感器待测位置的三轴扰动位移量；步骤4、根据步骤1和步骤3获得的火箭炮起落架传感待测位置的三轴位移量和角度数据，建立火箭炮扰动模型，以推导出火箭炮定向器的扰动量。2.根据权利要求1所述的基于四元数卡尔曼滤波去噪融合的火箭炮扰动检测方法，其特征在于：所述步骤2中所述小波阈值去噪算法需建立一个含噪声的一维信号可用的模型：S(t)＝f(t)+σ.e(t) t＝0,1,2...,n
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1f(t)为真实的信号，e(t)为噪声，S(t)为含噪声的信号。3.根据权利要求2所述的基于四元数卡尔曼滤波去噪融合的火箭炮扰动检测方法，其特征在于：所述小波阈值去噪具体过程如下：(1)对含噪信号进行预处理；(2)采用小波变换进行多尺度分解；(3)对各尺度上的小波系数进行除噪处理；(4)小波逆变换重构信号，得到除噪后的信号。4.根据权利要求1所述的基于四元数卡尔曼滤波去噪融合的火箭炮扰动检测方法，其特征在于：所述数据融合位移算法是根据牛顿第二定律对物体加速度积分一次得到速度值，同时根据数学微积分原理对三轴加速度数据计算扰动位移量，具体过程为：设定设定5.根据权利要求1所述的基于四元数卡尔曼滤波去噪融合的火箭炮扰动检测方法，其特征在于：所述火箭炮扰动模型的建立方法为：定义传感器的位置坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐畅，赵玉倩，赵一丁，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：