CN114756825B - 用于识别离散测量位置瞬时速度的方法及系统 - Google Patents

用于识别离散测量位置瞬时速度的方法及系统 Download PDF

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    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds

Abstract

本发明涉及自动化控制领域，具体公开了一种用于识别离散测量位置瞬时速度的方法及系统，所述方法包括以下步骤：根据目标位置的测量值和测量时间绘制位置‑时间图P‑t，并在图P‑t中以各测量值为起点、以测量误差为长度向上绘制竖直线段，且各测量值之间的差值为所述测量误差的整数倍数；拟合直线，所述直线与所述竖直线段的交点最多且与当前位置对应的竖直线段相交；识别所述直线的斜率，得到当前测量位置的瞬时速度。该技术方案在位置测量值误差概率密度分布方式为均匀分布、且被测量客体加速度较小的场合能够极大的提高速度的计算值精确度，减少误差。

Description

用于识别离散测量位置瞬时速度的方法及系统
技术领域
本发明涉及自动化控制领域，具体地涉及一种用于识别离散测量位置瞬时速度的方法及系统。
背景技术
在需要对运动速度进行实时测量的场景中，往往由测量工具每间隔一段时间对被测量客体的位置进行一次测量，位置的测量误差的概率密度分布为一段区间内的均匀分布，在每次测量后计算出最近一段时间该客体的运动速度。如果简单地用位移除以间隔时间来计算速度，计算所得运动速度的精度会受到位移测量精度的影响较大，导致速度的计算值与实际值之间有较大的误差。
为了克服上述问题，目前常见的计算速度方法有：M法、T法、M/T法及线性回归拟合法，其中：
（1）M法为取最晚的两个或多个位置测量值，取其中最早和最晚的测量位置差值，除以它们的测量时间差，得到速度。
（2）T法为选择固定的一个位移值，取位置测量值之差刚好大于等于这个固定位移值的两次测量，其中一次为最后一次测量，用固定位移值除以这两次测量的时间差得到速度。
（3）M/T法综合了M法和T法的优点，在低速下使用T法测量，高速下使用M法测量的方案。
（4）线性回归拟合法为取最晚的多个位置测量值，在 位置-时间 平面坐标上做点，用最小二乘法来把一元线性回归方程拟合这些数据点，得到拟合直线，将拟合直线的斜率作为得到的速度。
然而上述计算速度的方法存在的缺陷在于：
（1）对于M法：速度会产生最大为 位置测量最大误差*2/时间的速度误差，这个误差绝对值和速度无关，当速度很小时相对误差会很大。若要减小误差必须增加时间差，则会导致在有加速度时计算速度相对实际速度的延时很大。
（2）对于T法：虽然计算速度对实际速度的延时不大，在小速度时也有较好的精度。但当速度大时，选取的两次测量之间实际间隔会很近，误差也会很高。
（3）对于M/T法：在中等速度时精度较差，有加速度时高速下计算速度相对实际速度的延时也很大。
（4）对于线性回归拟合法：其一，计算过程过于复杂而且含有开方运算，不利于硬件板卡实现。其二，数学上存在严谨性漏洞，最小二乘法在数学上是“追求每个点y轴残差的总体方差最小”条件下的最优解，而“追求每个点y轴残差的总体方差最小”的目标是基于“总体方差的指数反比于这种情况出现的概率密度”的结论的。而此结论的前提条件是“每个点在y轴上的测量偏差满足相同的正态分布”。但实际考虑的场景是，对于位置的测量误差并不是正态分布而是一定区间内的均匀分布，所以方法本身缺乏数学基础。其三，对于取样点数的选择存在两难，数据点的数量少了则误差大，数据点的数量大了则会有较大的计算速度相对实际速度延时，精度和计算速度二者无法同时兼顾。
因此，现有技术中缺少一种能够在不同运动速度场景下，准确地实时测量瞬时速度的方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种用于识别离散测量位置瞬时速度的方法及系统。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于识别离散测量位置瞬时速度的方法，包括以下步骤：
根据目标位置的测量值和测量时间绘制位置-时间图P-t，并在图P-t中以各测量值为起点、以测量误差为长度向上绘制竖直线段，且各测量值之间的差值为所述测量误差的整数倍数；
拟合直线，使所述直线与所述竖直线段的交点最多且与当前位置对应的竖直线段相交；
识别所述直线的斜率，得到当前测量位置的瞬时速度。
本发明第二方面提供一种用于识别离散测量位置瞬时速度的系统，包括
虚拟绘图模块，用于根据目标位置的测量值和测量时间绘制位置-时间图P-t，并在图P-t中以各测量值为起点、以测量误差为长度向上绘制竖直线段，且各测量值之间的差值为所述测量误差的整数倍数；
拟合模块，用于拟合直线，使所述直线与所述竖直线段的交点最多且与当前位置对应的竖直线段相交；
识别模块，用于识别所述直线的斜率，得到当前测量位置的瞬时速度。
本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现上述方法。
本发明第四方面提供一种电路系统，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述方法的步骤。
通过上述技术方案，本发明基于在位置-时间图P-t上，每一次固定区间内概率均匀分布的测量对应为一段竖直线段而不是一个点的前提下，通过在当前测量位置概率分布的范围内选取多个观察点分别求出可行的匀速运动对应速度区间来求整体可行匀速运动对应区间，采用尽可能多的观察点求可行的匀速运动轨迹来估计瞬时速度，在位置测量值误差概率密度分布方式为均匀分布、且被测量客体加速度较小的场合能够极大的提高速度的计算值精确度，减少误差，可以在包括高速运动、低速运动和高速低速兼有的运动在内的不同运动速度场景下，准确地实时测量瞬时速度。
附图说明
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。
图1是本发明用于识别离散测量位置瞬时速度的方法的流程示意图；
图2是位置-时间图P-t示意图；
图3是观察点通过前n个竖直线段的直线斜率计算原理图；
图4是本发明方法在FPGA硬件板卡上实现的模块结构图；
图5是采用本发明方法计算速度的误差分析结果；
图6是采用最小二乘法计算速度的第一种误差分析结果；
图7是采用最小二乘法计算速度的第二种误差分析结果；
图8是采用M/T法计算速度的第一种误差分析结果；
图9是采用M/T法计算速度的第二种误差分析结果。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
对于光栅尺、干涉仪、编码器等常见的高精度数字测量器械测量的位置信息，其测量误差分布方式为在测量值x到x+Δx内的均匀分布，其中Δx为最小刻度值，也是测量结果的误差值，即每次测量的位置值x为其最小刻度Δx的整数倍，实际的真实位置位于x到x+Δx之间且在这个区间内的概率均匀分布。因此，每两次测量值之差为Δx的整数倍，且测量的时间间隔相等。本发明技术方案所用的测量数据基于上述高精度数字测量器械测量的原理上。
本发明第一方面提出一种用于识别离散测量位置瞬时速度的方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、根据目标位置的测量值和测量时间绘制位置-时间图P-t，并在图P-t中以各测量值为起点、以测量误差为长度向上绘制竖直线段，且各测量值之间的差值为所述测量误差的整数倍数；
示例性地，如图2所示，绘制位置-时间图P-t，图中横坐标t轴中定义相邻测量时间间隔为1个时间刻度，横坐标中“1”表示第一次测量，“2”表示第二次测量...“7”表示第七次测量，t表示时间，时间单位可以是毫秒、秒或分等任意时间单位，根据实际测量需求决定；图中纵坐标P轴中定义位置的最小测量精度（即测量误差）为1个距离刻度，纵坐标中的数字表示不同的测量位置，单位可以是毫米、厘米或米等任意长度单位，根据实际测量需求决定，位置的最小测量精度大小取决于测量工具的测量精度。在位置-时间图P-t上，每一次固定区间内概率均匀分布的测量对应为一段竖直的线段而不是一个点，比如位置测量值为3，则实际位置值是3~4之间的任意实数的概率相等。实际的运动曲线通过所有这些线段。本发明设计的算法就是找一条直线，尽可能多的通过竖直线段。用这条直线的斜率作为计算得到的速度。
S2、拟合直线，使所述直线与所述竖直线段的交点最多且与当前位置对应的竖直线段相交；
S3、识别所述直线的斜率，得到当前测量位置的瞬时速度。
进一步优选地，步骤S2中，拟合直线，使所述直线与所述竖直线段的交点最多且与当前位置对应的竖直线段相交，方法如下：
S21、在当前测量位置对应的竖直线段上选取2M+1个观察点，并计算观察点g到第i 根竖直线段的底部连线和顶部连线的斜率分别为Ag,i和Bg,i；其中，
Figure 703394DEST_PATH_IMAGE001
，n为当前测量位置之前的竖直线段数量，Z为整 数合集，M为预设值且是自然数，M越大结果越精确，但是消耗的硬件计算资源也越多，M值的 大小取决于实际需求的精度；
示例性地，所述计算观察点g到第i根竖直线段的底部连线和顶部连线的斜率分别为Ag,i和Bg,i的方法如下：
如图3所示，图3在图2基础上继续作图计算，定义最后一根竖直线段（即当前测量位置对应的竖直线段）对应的位置为P0，这根线左侧第i根竖直线段的位置为Pi。定义相邻两次位置测量差值为Di：Di=Pi-1 - Pi，
Figure 946288DEST_PATH_IMAGE002
，xi为第i根竖直线段与当前测量位置对应的竖直线段的高度差，
最后一根竖直线段和其左侧第i根竖直线段中点之间的连线斜率为：
Figure 250230DEST_PATH_IMAGE003
，
最后一个竖直线段上观察点的数目为2M+1个，从下向上标记为0~2M号观察点，其中第g号观察点到其左侧第i根竖直线段的底部和顶部连线的斜率分别为：
Figure 308709DEST_PATH_IMAGE004
。
S22、根据斜率Ag,i和斜率Bg,i判断对于选择的特定正整数n是否存在所述直线，若存在则识别所述直线的斜率。
进一步优选地，步骤S22中根据斜率Ag,i和斜率Bg,i判断对于选择的特定正整数n是否存在所述直线，判断依据如下：
过当前测量位置对应的竖直线段之前的n个竖直线段，若存在
Figure 358705DEST_PATH_IMAGE005
使得Ln,g<Rn,g，则存在所述直线；其中，
Figure 225030DEST_PATH_IMAGE006
。
当前测量位置对应的竖直线段之前的n个竖直线段中最后，第g号观察点的视角区间左值集合为Ln,g、右值集合为Rn,g，即Ln,g为过观察点g到该观察点之前的n个竖直线段的顶端的连线斜率的最大值，Rn,g为过观察点g到该观察点之前的n个竖直线段的底端的连线斜率的最小值。
进一步优选地，步骤S3中，所述识别所述直线的斜率的公式如下：
Figure 265536DEST_PATH_IMAGE007
，
其中，Vn为所述直线的斜率；
所述当前测量位置的瞬时速度的计算公式如下：
Figure 406667DEST_PATH_IMAGE008
其中，v为当前测量位置的瞬时速度，n为当前测量位置之前的竖直线段数量，Vn为所述直线的斜率，N为预设的当前测量位置之前的竖直线段数量的最大值。
示例性地，本发明方法依次从当前测量位置对应的竖直线段之前最近的1个、最近的2个、最近的3个……竖直线段依次试验进行拟合直线，当最近的共7个竖直线段存在拟合直线而最近的共8个竖直线段不存在拟合直线时，停止拟合直线计算过程，取最近的共7个竖直线段的拟合直线斜率V7进行瞬时速度的计算。当拟合的竖直线段数量足够大时，仍然存在拟合直线，此时需设定当前测量位置之前的竖直线段数量的最大值为N。
综上所述，如图3所示，选取最后一个直线段（即当前测量位置对应的竖直线段）上的一点为“观察点”可以得出过这个观察点通过前n个线段的直线斜率范围。过观察点和之前n个线段的下端点连线斜率集合为A，过观察点和之前n个线段的下端点连线斜率集合为B。那么过这个观察点通过前n个线段的直线斜率一定大于B中的最大值、小于A中的最小值。在最后一个线段上均匀举例的取若干个观察点，包括线段的两个端点，把这些观察点对应的过其和前n个线段的直线斜率范围求并集。近似得到过最后n+1个线段的直线斜率范围，如果不为空集则说明其存在，观察点取得越密则近似效果越好。取这个范围最大和最小值的平均作为以最后n+1个线段拟合的速度。
本发明的方法可以在电脑上实现，也可以在更简单、更小型的电路上（比如使用MCU（微控制单元）或者FPGA（现场可编程逻辑门阵列）作为处理器的电路板上）实现。更小的电路可以放置的更加靠近信号的输入端，因此，采用本发明的方法可以有效减少延迟。
示例性地，将上述实施例中公开的识别离散测量位置瞬时速度的方法在FPGA-CycloneIVe-EP4CE115F23I7（intel公司一款FPGA的商品名）型号硬件板卡上实现，如图4所示，具体过程为：
接收到新的位置后，与上一次的作比较并存储测量差值D进入RAM（随机存取存储器）中，然后读取输出最近N-1次的差值，累计求前i项和后进入乘法器除以i得到ki。
求单个观察点对应直线斜率范围的模块被例化2M+1份根据ki分别加减若干比例的1/i得到A，B数据流，经过累计求前i项的最大和最小值得到Rn,g，Ln,g流输出，Ln,g<Rn,g为这一项有效的标示符。
然后对每一个求单个观察点对应直线斜率范围模块的输出进行求最大、最小值，忽略无效值；由于数量较多所以采用完全二叉树的方法作比较，要消耗M+1拍。
对最后一个有效的MAX(R)，MIN(L)组做平均输出，就是最终的运动速度。
本发明方法可应用于机械上器件瞬时移动速度或电机瞬时转速的计算方法，具体包括以下步骤：
以等时间间隔测量测量目标位置的运行距离，得到测量值；对于电机瞬时转速的测量则以电机带动同步运动的传送带为测量目标；
根据所述测量值和测量时间采用上述用于识别离散测量位置瞬时速度的方法计算得到瞬时移动速度；
根据瞬时移动速度和电机半径进一步计算得到电机瞬时转速。
本发明方法可应用于同步电机伺服系统的电机转速控制，具体为：当计算得到的速度测量值与预期的目标速度有差距时，根据速度差值增大或减小电机的驱动功率，使得实际速度逐渐接近目标速度。
本发明相较于现有技术，存在如下有益效果：
（1）相比于M/T法和线性回归法，精度更高
作为对比试验，加速度较小时，M/T法的误差在保留最后16个测量数据点时最大为32*2-8，单位为：位置的最小测量精度/相邻测量时间间隔（参照图2）。
而同样是保留最后16个测量数据点，本发明的方法在取9个观察点时就能达到：加速度较小时，误差不超过 19*2-8 ，单位为：位置的最小测量精度/相邻测量时间间隔。
同时，由于本发明的算法是基于正确的“位置测量误差为区间内均匀分布”的，比起基于“位置测量误差为正态分布”假设的线性回归法，保留同样数据点数目时，在数学上有更好的精度。
（2）相比于M/T法和线性回归法，延时更短
对于保留最后16个测量数据点的M/T法和线性回归法，计算得到的速度相对于真实速度大约有8次测量时间的延时。当加速度大时误差也会根加速度等比例增大。
而本发明中的方法，在加速度增大时参与拟合直线的数据点数也会相应的减少，相应的延时也会减少，误差的增大速度远小于加速度的正比。而且即使加速度极大，最坏也是退化到误差为 2最小位置刻度单位每测量周期，不会随着加速度增长而无限增长。
（3）相比于线性回归法，计算复杂度更低
整个计算过程全部是线性的，不含有除法和开方，所以比线性回归法计算过程更简单，用硬件板卡实现更加容易、所占资源更少。
基于上述用于识别离散测量位置瞬时速度的方法，本发明第二方面提供一种用于识别离散测量位置瞬时速度的系统，包括
虚拟绘图模块，用于根据目标位置的测量值和测量时间绘制位置-时间图P-t，并在图P-t中以各测量值为起点、以测量误差为长度向上绘制竖直线段，且各测量值之间的差值为所述测量误差的整数倍数；
拟合模块，用于拟合直线，使所述直线与所述竖直线段的交点最多且与当前位置对应的竖直线段相交；
识别模块，用于识别所述直线的斜率，得到当前测量位置的瞬时速度。
进一步地，所述拟合模块，用于拟合直线，使所述直线与所述竖直线段的交点最多且与当前位置对应的竖直线段相交具体为：
在当前测量位置对应的竖直线段上选取2M+1个观察点，并计算观察点g到第i根竖直线段的底部连线和顶部连线的斜率分别为Ag,i和Bg,i，过程如下：计算观察点g到第i根竖直线段的中点之间的连线斜率ki：
Figure 717694DEST_PATH_IMAGE003
；
根据ki分别计算Ag,i和Bg,i，公式如下：
Figure 120032DEST_PATH_IMAGE004
，其中，
Figure 414878DEST_PATH_IMAGE009
，Di为相邻位置测量值之间的差值；
根据斜率Ag,i和斜率Bg,i判断是否存在所述直线，若存在则识别所述直线的斜率；其中，
Figure 468023DEST_PATH_IMAGE010
，n为当前测量位置之前的竖 直线段数量，M为预设值，Z为整数合集；判断依据如下：
若存在
Figure 86086DEST_PATH_IMAGE005
使得Ln,g<Rn,g，则存在所述直线；其中，
Figure 841684DEST_PATH_IMAGE011
。
进一步地，所述识别模块，用于识别所述直线的斜率，得到当前测量位置的瞬时速度具体为：
所述识别所述直线的斜率的公式如下：
Figure 138673DEST_PATH_IMAGE007
，
其中，Vn为所述直线的斜率；
所述当前测量位置的瞬时速度的计算公式如下：
Figure 873804DEST_PATH_IMAGE008
其中，v为当前测量位置的瞬时速度，n为当前测量位置之前的竖直线段数量，N为预设的当前测量位置之前的竖直线段数量的最大值，Vn为所述直线的斜率。
本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现上述用于识别离散测量位置瞬时速度的方法的方法。
本发明第四方面提供一种电路系统，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述用于识别离散测量位置瞬时速度的方法的步骤；所述处理器选自FPGA处理器或MCU处理器。
实施例1
以对一个简谐振动运动的速度测量为例，测量的采样频率为物体振动频率的8000倍，位置的最小测量精度（每次测量出的位置的变化量的最大公约数）为物体振动幅度的32000分之一。
分别用不同的方法对采样数据进行分析，计算速度，分析与实际的速度之差。图5-图9中的横坐标为减速阶段的四分之一周期内的时间，单位为相邻测量时间间隔（图5-图9中的横坐标的数字含义即单位与图2中一致）；纵坐标为速度误差，单位为即位置的最小测量精度/相邻测量时间间隔，图中显示时间内的运动特征为：从左到右速度逐渐减小、加速度逐渐增大。如图5所示，采用本发明方法计算速度的误差分析结果，即斜率法计算误差；如图6所示，采用最小二乘法计算速度的第一种误差分析结果，采样点数量为10；如图7所示，采用最小二乘法计算速度的第二种误差分析结果，采样点数量为30；如图8所示，采用M/T法计算速度的第一种误差分析结果，图中“采样距离和时间=10”表示M法的选取时间为10次采样间隔，T法的采样距离为10倍测量精度；如图9所示，采用M/T法计算速度的第二种误差分析结果，图中“采样距离和时间=30”表示M法的选取时间为30次采样间隔，T法的采样距离为30倍测量精度。
图5与图6对比可以看出，在图5的前半段即低加速度时，斜率法的平均误差明显小于图6中的10采样点最小二乘法平均误差。在图5的后半段即高加速度时，斜率法误差略大于图6中的10采样点最小二乘法平均误差。由于实际工程运用的需求中，往往对于高加速度下的速度测量值的精度需求不如低加速度下的要求精确，所以总体而言斜率法更优。
图5与图7对比可以看出，在图的前半段即低加速度时，斜率法的平均误差和30采样点最小二乘法平均误差几乎相同。在图的后半段即高加速度时，斜率法的平均误差明显小于30采样点最小二乘法平均误差。所以总体而言斜率法更优。图5与图8对比可以看出，在图的前半段即低加速度时，斜率法的平均误差明显小于10单位采样距离和时间的M/T法平均误差。在图的后半段即高加速度时，斜率法平均误差和10单位采样距离和时间的M/T法平均误差几乎相同。所以总体而言斜率法更优。图5与图9对比可以看出，在图的前半段即低加速度时，斜率法的平均误差和30单位采样距离和时间的M/T法平均误差几乎相同。在图的后半段即高加速度时，斜率法的平均误差明显小于30单位采样距离和时间的M/T法平均误差。所以总体而言斜率法更优。
综上所述，本发明基于在位置-时间图P-t上，每一次固定区间内概率均匀分布的测量对应为一段竖直线段而不是一个点的前提下，通过在当前测量位置概率分布的范围内选取多个观察点分别求出可行的匀速运动对应速度区间来求整体可行匀速运动对应区间，采用尽可能多的观察点求可行的匀速运动轨迹来估计瞬时速度，在位置测量值误差概率密度分布方式为均匀分布、且被测量客体加速度较小的场合能够极大的提高速度的计算值精确度，减少误差，可以在包括高速运动、低速运动和高速低速兼有的运动在内的不同运动速度场景下，准确地实时测量瞬时速度。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于识别离散测量位置瞬时速度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据目标位置的测量值和测量时间绘制位置-时间图P-t，固定区间内概率均匀分布的测量对应为一段竖直线段，并在图P-t中以各测量值为起点、以测量误差为长度向上绘制所述竖直线段，且各测量值之间的差值为所述测量误差的整数倍数；
拟合直线，使所述直线与所述竖直线段的交点最多且与当前位置对应的竖直线段相交，方法如下：在当前测量位置对应的竖直线段上选取2M+1个观察点，并计算观察点g到第i根竖直线段的底部连线和顶部连线的斜率分别为Ag,i和Bg,i；根据斜率Ag,i和斜率Bg,i判断是否存在所述直线，若存在则识别所述直线的斜率，判断依据如下：若存在
Figure 903062DEST_PATH_IMAGE001
使得Ln,g<Rn,g，则存在所述直线；其中，
Figure 240502DEST_PATH_IMAGE002
，n为当前测量位置之前的竖直线段数量，M为预设值，Z为整数合集；
Figure 497956DEST_PATH_IMAGE003
，Ln,g为过观察点g到该观察点之前的n个竖直线段的顶端的连线斜率的最大值，Rn,g为过观察点g到该观察点之前的n个竖直线段的底端的连线斜率的最小值；
识别所述直线的斜率，得到当前测量位置的瞬时速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别所述直线的斜率的公式如下：
Figure 161019DEST_PATH_IMAGE004
，
其中，Vn为所述直线的斜率。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述当前测量位置的瞬时速度的计算公式如下：
Figure 686678DEST_PATH_IMAGE005
其中，v为当前测量位置的瞬时速度，n为当前测量位置之前的竖直线段数量，N为预设的当前测量位置之前的竖直线段数量的最大值，Vn为所述直线的斜率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算观察点g到第i根竖直线段的底部连线和顶部连线的斜率分别为Ag,i和Bg,i的方法如下：
计算观察点g到第i根竖直线段的中点之间的连线斜率ki：
Figure 93389DEST_PATH_IMAGE006
；
根据ki分别计算Ag,i和Bg,i，公式如下：
Figure 374722DEST_PATH_IMAGE007
，其中，
Figure 802161DEST_PATH_IMAGE008
，xi为第i根竖直线段与当前测量位置对应的竖直线段的高度差，Di为相邻位置测量值之间的差值。
5.一种用于识别离散测量位置瞬时速度的系统，其特征在于，包括：
虚拟绘图模块，用于根据目标位置的测量值和测量时间绘制位置-时间图P-t，固定区间内概率均匀分布的测量对应为一段竖直线段，并在图P-t中以各测量值为起点、以测量误差为长度向上绘制所述竖直线段，且各测量值之间的差值为所述测量误差的整数倍数；
拟合模块，用于拟合直线，使所述直线与所述竖直线段的交点最多且与当前位置对应的竖直线段相交，方法如下：在当前测量位置对应的竖直线段上选取2M+1个观察点，并计算观察点g到第i根竖直线段的底部连线和顶部连线的斜率分别为Ag,i和Bg,i；根据斜率Ag,i和斜率Bg,i判断是否存在所述直线，若存在则识别所述直线的斜率，判断依据如下：若存在
Figure 815116DEST_PATH_IMAGE001
使得Ln,g<Rn,g，则存在所述直线；其中，
Figure 759939DEST_PATH_IMAGE002
，n为当前测量位置之前的竖直线段数量，M为预设值，Z为整数合集；
Figure 440319DEST_PATH_IMAGE003
，Ln,g为过观察点g到该观察点之前的n个竖直线段的顶端的连线斜率的最大值，Rn,g为过观察点g到该观察点之前的n个竖直线段的底端的连线斜率的最小值；
识别模块，用于识别所述直线的斜率，得到当前测量位置的瞬时速度。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-4中任一所述的方法。
7.一种电路系统，其特征在于，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现如权利要求1-4中任一所述的方法的步骤。
8.根据权利要求7所述的电路系统，其特征在于，所述处理器选自FPGA处理器或MCU处理器。
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