【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信号处理，更具体的说，涉及一种用于楼层计算的电梯加速度数据滤波与提取方法。
技术介绍
1、电梯楼层的计算不仅是机器人自主乘梯的关键，也是电梯物联网检测电梯运行的重要数据之一，所以稳定、简单、低成本计算电梯楼层是个重要问题。
2、采用电梯加速度数据来计算电梯的楼层方法中，加速度数据的噪声可能会对电梯楼层计算产生误差甚至楼层误判，所以对电梯加速度数据的滤波尤为重要。
3、现有专利(申请号：202111640681.4)给出了一种加权重力加速度的计算方法，该方法对抵抗imu传感器本身的测量误差有明显的效果，但对外部噪声的抵抗效果弱。
4、本专利提出一种电梯运行加速度数据滤波与电梯完整运行一次数据的提取方法，该方法结合幅值滤波与均值滤波有效去除高斯白噪声与脉冲噪声；通过对滤波后的电梯加速度数据进行分帧处理，设计并提取帧能量与过零率特征，通过判断帧能量与过零率波形稳定提取电梯从启动到停止完整一次数据，增强基于电梯加速度数据进行楼层计算的稳定性与鲁棒性。
技术实现思路
1、在本专利技术技术方案的基本内容如下：
2、1)数据采集模块；
3、2)幅值滤波模块；
4、3)均值滤波模块；
5、4)数据分帧模块；
6、5)帧能量与过零率计算模块；
7、6)数据提取模块；
8、7)楼层计算模块。
9、本专利技术技术方案的详细阐述
10、用于楼层计算的
11、步骤1：计算平台实时采集电梯加速度数据；
12、步骤2：对采集的数据进行数据量判断，如果数据量小于设定阈值，则继续步骤1；否则执行步骤3；
13、步骤3：对数据进行幅值滤波处理；
14、步骤4：对幅值滤波后的数据进行均值滤波处理；
15、步骤5：对均值滤波后的数据进行分帧处理；
16、步骤6：计算分帧后每一帧的能量，帧能量波形与过零率；
17、步骤7：通过帧能量波形与过零率检测数据是否包括完整一段电梯从启动、加速、匀速、减速、停止五个过程的运行加速度数据，如果是则进入步骤8；否则执行步骤2；
18、步骤8：提取电梯一次完整运行数据；
19、步骤9：楼层计算模块根据电梯一次完整运行的数据，计算电梯相应的位移与更新电梯当前楼层；
20、步骤10：程序结束。
21、数据采集模块
22、数据采集模块的基本功能是按指定的时间间隔采集电梯运行过程中的加速度数据，通过安装在电梯上的梯控模块自带的加速度传感器实时采集，实时采集数据如图3所示。
23、幅值滤波模块
24、幅值滤波模块的基本功能是对数据采集模块实时采集的电梯加速度数据进行数据滤波，过滤脉冲噪声，设计滤波函数其中xt为采集的电梯加速度当前时刻数据，xt-1为电梯加速度上一时刻数据，δx为设置的相邻两个时刻的加速度变化阈值，fabs()为求两个数差值的函数，f(xt)为幅值滤波后电梯加速度数据。经幅值滤波后的数据如图4所示。
25、均值滤波模块
26、均值滤波模块的基本功能是对经幅值滤波模块的数据进行二次滤波，过滤高斯白噪声，设计滤波函数其中xt为经幅值滤波后电梯加速度数据，n为均值滤波采样个数，f(xt)为均值滤波后电梯加速度数据。经均值滤波后的数据如图5所示。
27、数据分帧模块
28、数据分帧模块的基本功能是对经均值滤波后的电梯加速度数据进行特征分析预处理，将数据按设置的帧长进行分帧，分帧函数为f(xi，j)＝xi·m+j，其中f(xi，j)为第i帧第j个数据，0≤i≤i，0≤j≤l，i为帧的数量，l为帧长，m为帧间距。
29、帧能量与过零率计算模块
30、帧能量与过零率计算模块的基本功能是通过帧能量与过零率两个信号特征识别电梯完整一次运行数据，电梯完整运行一次会先后经历启动、加速、匀速、减速、停止这五个过程，对应的帧能量曲线会有两个峰值波形，并且在波峰处的过零率的值为零。
31、第i帧的帧能量其中xi，j为第i帧的第j个值，l为帧长。
32、第i帧的过零率其中signi，j表示第i帧取相邻两个数据的符号亦或，如果相邻两个数据同号，值为0，否则值为1；diffi，j表示第i帧相邻两个数据的变化，如果相邻两个数据之差的绝对值大于设定阈值，则其值取1，否则值为0。
33、分帧后帧能量与过零率波形分别如图6、图7所示。
34、数据提取模块
35、根据分析帧能量波形与过零率数据，电梯完整运行一次，电梯加速度数据的帧能量波形将形成两个能量波峰，且在波峰处的过零率数据为0，由判断能量波峰的数量及波峰处的过零率值获得完整电梯运行一次的加速度数据。提取的电梯完整运行一次的数据如图8所示。
36、楼层计算模块
37、对提取的电梯完整运行一次的加速度数据进行积分运算，得到电梯的运行位移，将运行位移与楼层模型进行匹配计算获得当前楼层数据。
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1.一种用于楼层计算的电梯加速度数据滤波与提取方法,其特征在于,所述电梯加速度滤波与提取方法包括:
2.根据权利要求1所述的电梯加速度数据幅值滤波处理方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的电梯加速度数据均值滤波处理方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的电梯加速度数据帧能量与过零率计算方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种用于楼层计算的电梯加速度数据滤波与提取方法,其特征在于,所述电梯加速度滤波与提取方法包括:
2.根据权利要求1所述的电梯加速度数据幅值滤波处理方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，田应仲，李龙，
申请(专利权)人：深圳十一空间机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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