基于FPGA的车辆振动信号提取方法

作     者：杨澜 赵祥模 惠飞 史昕 王润民 YANG Lan;ZHAO Xiang-mo;HUI Fei;SHI Xin;WANG Run-min

作者机构：长安大学信息工程学院西安710064 

基　　金：国家"863"高科技计划基金资助项目(2009AA11Z203) 长安大学中央高校基本科研业务费专用资金资助项目(CHD2011ZY001) 

出 版 物：《吉林大学学报（信息科学版）》 (Journal of Jilin University（Information Science Edition）)

年 卷 期：2012年第30卷第4期

页      码：347-354页

摘      要：为了从车辆复杂噪声背景中实时提取陀螺仪的有效振动信号,在分析弱信号特征提取方法的基础上,针对自适应滤波算法处理相关信号时收敛速度降低的缺点,提出一种适用于FPGA(Field Programmable Gata Ar-ray)的自适应步长LMS(Least Mean Square)算法。该算法通过建立步长和误差信号相关值之间的非线性关系,使步长仅与输入有用信号相关,降低算法对噪声的敏感度。实验以收敛速度和计算复杂度两个指标对该算法与其他改进算法进行比较,并以真实车辆振动信号提取结果分析验证该算法对车载环境噪声和陀螺仪自身噪声都有较好抑制。在用算法计算基础上,以FPGA平台提出并实现一种可扩展滤波器结构。设计采用一阶滤波单元重用方式完成多阶累加计算,在目前最大规模FPGA芯片上实现8～256阶滤波器。实验表明,该设计充分利用芯片内逻辑资源,处理速度快,可靠性高,并适用于车辆中低速行驶姿态测量系统。

主 题 词：车辆振动信号 强背景噪声 信号提取 LMS算法 变步长 FPGA实现 

学科分类：0711[理学-心理学类] 07[理学] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 080402[080402] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1671-5896.2012.04.003

馆 藏 号：203211460...