耿航1, 孙玉1, 苟轩1(
), 蒋景飞2,3, 陈凯1, 顾杰2,3
Hang GENG1, Yu SUN1, Xuan GOU1(
), Jingfei JIANG2,3, Kai CHEN1, Jie GU2,3
摘要:
微机械系统(MEMS)传感器作为空天信息采集的最重要工具之一,对其时/空耦合误差的实时快速检测与校正是保障传感器信息安全和数据处理可靠的关键。现有传感器误差检测与校正算法中,基于传统卡尔曼滤波(KF)的方法实时性好、计算成本低,但在非线性、非高斯噪声及强信号干扰下鲁棒性不足;基于机器学习的方法虽对误差检测与校正效果较好,但存在计算成本高、实时性差等问题。为解决这些问题,将上述2类方法进行创新结合,提出一种基于双重动态饱和机制的空天MEMS传感器时/空耦合误差智能检测与校正算法。首先,借助KF滤波思想,设计了新息饱和的误差检测算法,完成对误差的动态检测;其次,引入遗传算法对确定动态饱和阈值的核心公式中的非线性参数进行自适应寻优,扩展算法在不同数据集上的泛化性能;接着,针对遗传算法寻优效率低、迭代次数多的问题,提出一种全新的双重动态饱和机制,以降低非线性参数间的时/空耦合关系,从而提高参数寻优效率,加快收敛。最后,搭建实验平台采集MEMS传感器数据,基于实测数据的算法验证表明:相较于传统的KF 检测框架和神经网络检测框架,提出的误差智能检测与校正算法,在检测校正效率与精度等指标上均有明显的性能提升。
中图分类号: