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专利号: 2024107905770
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种红外姿态测量模型参数估计方法,其特征在于,包括如下步骤:根据红外传感器输出的红外姿态测量信号,利用简化的梯度计算公式得到所述红外姿态测量信号的梯度值;所述简化的梯度计算公式如下:;

其中, 表示第i个红外姿态测量信号的梯度,Ti为第i个红外姿态测量信号, 为相邻两个红外姿态测量信号之间的时间间隔,i=1,2,…,N,N为红外姿态测量信号的总数;

根据所述红外姿态测量信号的梯度值选取红外姿态测量信号的周期信号,得到扩展后的周期信号;

根据所述扩展后的周期信号通过零梯度估计法进行线性插值计算所述红外姿态测量信号的极大值和极小值;

根据所述红外姿态测量信号的极大值和极小值估计红外姿态测量模型的参数;

其中,根据所述红外姿态测量信号的梯度值选取红外姿态测量信号的周期信号,得到扩展后的周期信号,包括:根据一段时间内红外姿态测量信号的梯度值绘制梯度变化曲线,所述梯度变化曲线与x轴的交点为梯度零交叉点;

基于相邻梯度值之积定位所述梯度变化曲线中的梯度零交叉点;

将所述梯度变化曲线中最邻近的两个梯度零交叉点对应的红外姿态测量信号作为两个端点,从这一段时间内的红外姿态测量信号中提取红外姿态测量信号的最邻近半周期信号;

将所述最邻近半周期信号的两个端点分别向外扩展1个采样点,得到扩展后的周期信号。

2.根据权利要求1所述的红外姿态测量模型参数估计方法,其特征在于,所述红外姿态测量模型的表达式为:;

其中,T(θ,γ)为红外姿态测量信号,θ为弹体俯仰角,γ为弹体横滚角,A、B和φ分别为红外传感器输出信号的幅值、偏置与相位。

3.根据权利要求1所述的红外姿态测量模型参数估计方法,其特征在于,所述根据所述扩展后的周期信号通过零梯度估计法进行线性插值计算所述红外姿态测量信号的极大值和极小值,包括:根据扩展后的周期信号获取每个梯度零交叉点最近邻两个采样点的红外姿态测量信号值及其梯度值,通过线性插值计算每个梯度零交叉点的红外姿态测量信号估计值,计算公式如下:;

其中, 为一个梯度零交叉点对应的红外姿态测量信号估计值, 为该梯度零交叉点左侧采样点的红外姿态测量信号值, 为 对应的梯度值, 为该梯度零交叉点右侧采样点红外姿态测量信号值, 为 对应的梯度值;

将扩展后的周期信号中两个梯度零交叉点的红外姿态测量信号估计值与梯度变化结合分析,确定极大值与极小值。

4.根据权利要求2所述的红外姿态测量模型参数估计方法,其特征在于,所述红外姿态测量模型的参数包括红外传感器输出信号的幅值A和偏置B;

所述根据所述红外姿态测量信号的极大值和极小值估计红外姿态测量模型的参数,计算公式如下:;

其中, 为红外姿态测量信号的极大值, 为红外姿态测量信号的极小值,表示上一时刻的弹体俯仰角解算值。

5.一种红外姿态测量模型参数估计装置,其特征在于,包括:梯度计算模块,用于根据红外传感器输出的红外姿态测量信号,利用简化的梯度计算公式得到所述红外姿态测量信号的梯度值;所述简化的梯度计算公式如下:;

其中, 表示第i个红外姿态测量信号的梯度,Ti为第i个红外姿态测量信号, 为相邻两个红外姿态测量信号之间的时间间隔,i=1,2,…,N,N为红外姿态测量信号的总数;

周期选择模块,用于根据所述红外姿态测量信号的梯度值选取红外姿态测量信号的周期信号,得到扩展后的周期信号;

极值计算模块,用于根据所述扩展后的周期信号通过零梯度估计法进行线性插值计算所述红外姿态测量信号的极大值和极小值;

参数估计模块,用于根据所述红外姿态测量信号的极大值和极小值估计红外姿态测量模型的参数;

所述周期选择模块被配置用于:

根据一段时间内红外姿态测量信号的梯度值绘制梯度变化曲线,所述梯度变化曲线与x轴的交点为梯度零交叉点;

基于相邻梯度值之积定位所述梯度变化曲线中的梯度零交叉点;

将所述梯度变化曲线中最邻近的两个梯度零交叉点对应的红外姿态测量信号作为两个端点,从这一段时间内的红外姿态测量信号中提取红外姿态测量信号的最邻近半周期信号;

将所述最邻近半周期信号的两个端点分别向外扩展1个采样点,得到扩展后的周期信号。

6.根据权利要求5所述的红外姿态测量模型参数估计装置,其特征在于,所述极值计算模块被配置用于:根据扩展后的周期信号获取每个梯度零交叉点最近邻两个采样点的红外姿态测量信号值及其梯度值,通过线性插值计算每个梯度零交叉点的红外姿态测量信号估计值,计算公式如下:;

其中, 为一个梯度零交叉点对应的红外姿态测量信号估计值, 为该梯度零交叉点左侧采样点的红外姿态测量信号值, 为 对应的梯度值, 为该梯度零交叉点右侧采样点红外姿态测量信号值, 为 对应的梯度值;

将扩展后的周期信号中两个梯度零交叉点的红外姿态测量信号估计值与梯度变化结合分析,确定极大值与极小值。

7.根据权利要求5所述的红外姿态测量模型参数估计装置,其特征在于,所述参数估计模块根据所述红外姿态测量信号的极大值和极小值估计红外姿态测量模型的参数,计算公式如下:;

其中,A、B分别为红外传感器输出信号的幅值、偏置, 为红外姿态测量信号的极大值, 为红外姿态测量信号的极小值, 表示上一时刻的弹体俯仰角解算值。