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基于自监督对抗编解码器的惯性传感数据降噪方法技术

技术编号:43856817 阅读:24 留言:0更新日期:2024-12-31 18:46
本发明专利技术提供一种基于自监督对抗编解码器的惯性传感数据降噪方法,包括通过高精度惯性测量单元采集人体、车辆、机器人、无人机在各种复杂运动下的惯性数据以建立高精度惯性数据集;将高精度惯性数据集中收集的原始高精度惯性数据输入编码器,通过最小化重构损失来不断训练编解码器,直至从解码器端重构出输入的高精度惯性数据,从训练好的编解码器的中间网络层得到高精度惯性数据的潜在表示;通过低精度惯性测量单元采集人体、车辆、机器人、无人机在各种复杂运动下的惯性数据以建立低精度惯性数据集;通过生成器和判别器进行对抗式训练,最终生成更逼近于高精度惯性数据的潜在表示的惯性数据。本发明专利技术提高了传感器数据质量、处理非线性问题能力强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及惯性传感器信号处理,具体为一种基于自监督对抗编解码器的惯性传感数据降噪方法


技术介绍

1、惯性传感器(包括加速度计和陀螺仪)是现代运动跟踪和姿态估计系统的核心部件,广泛应用于智能手机、无人机、机器人和车辆导航等领域。然而,惯性传感器数据通常受到噪声的影响,这些噪声包括测量噪声、零位漂移、温度漂移等。这些噪声会严重影响惯性传感器的测量精度和稳定性,进而影响到基于惯性传感器数据的应用的效果。

2、传统的惯性传感数据降噪方法主要包括低通滤波器、卡尔曼滤波器等各种数字信号处理技术。这些方法在一定程度上能够降低噪声,但也存在一些显著的不足。例如,低通滤波器可能会削弱信号中的有效成分,卡尔曼滤波器需要精确的噪声模型,而这些模型在实际应用中往往难以获得。此外,传统方法在处理复杂的噪声特征时表现不佳,尤其是当噪声具有非线性和非高斯特性时。

3、目前的现有技术中,比如申请号为202010339248.6,名称为《一种用于车载mems惯性传感器的时延降噪方法》的专利,提出了一种适用于车载mems惯性传感器的时延降噪方法,利用抽头延迟法建本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于自监督对抗编解码器的惯性传感数据降噪方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述重构损失的公式如下:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述对抗损失的公式如下:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述生成器通过最小化编解码器的重构损失,同时判别器通过最大化所述高精度惯性数据的潜在表示和生成器生成的低精度惯性数据的潜在表示的对抗损失,应理解为最小化损失函数LG,LG公式如下:

5.根据权利要求1-4任一项中所述的方法,其特征在于,所述高精度惯性测量单元的型号为Xsens MTi-610 ...

【技术特征摘要】

1.一种基于自监督对抗编解码器的惯性传感数据降噪方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述重构损失的公式如下:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述对抗损失的公式如下:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述生成器通过最小化编解码器的重构损失,...

【专利技术属性】
技术研发人员:张立强郭俊俊朱栋朱博仇鹏程郭文炜王宇亮
申请(专利权)人:常州大学
类型:发明
国别省市:

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