CN116449051B - 加速度传感器的标定方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种加速度传感器的标定方法、装置及电子设备，该方法涉及自动化技术领域，该方法包括：获取待标定加速度传感器的待标定数据和已标定加速度传感器的标准数据；对待标定数据和标准数据进行处理，得到第一待拟合数据和第二待拟合数据；将第一待拟合数据和上述第二待拟合数据进行拟合，得到拟合结果；根据拟合结果和上述拟合结果的特征值，对待标定数据进行标定，得到标定后的加速度传感器数据。该方法通过将标准数据与待标定数据处理后进行拟合，以通过标准数据对待标定数据进行标定，从而所需的数据量小并且精度高。
Description
技术领域
本发明涉及自动化技术领域，尤其是涉及一种加速度传感器的标定方法、装置及电子设备。
背景技术
现有的传感器标定方法一般是通过下述方法进行标定：其一是最小二乘法：通过对传感器的输入和输出数据进行最小二乘拟合，得到传感器的非线性特性函数，并对其进行线性化处理。其二是多项式回归法：通过对传感器的输入和输出数据进行多项式回归，得到传感器的非线性特性函数，并对其进行线性化处理。其三是神经网络算法：通过使用神经网络算法对传感器的输入和输出数据进行训练，得到传感器的非线性特性函数，并对其进行线性化处理。其四是支持向量机算法：通过使用支持向量机算法对传感器的输入和输出数据进行训练，得到传感器的非线性特性函数，并对其进行线性化处理。
然而，上述方法存在一定的弊端，例如：使用最小二乘法对传感器进行标定时，需要大量的数据，并且对噪声敏感，如果数据质量不高，会影响标定结果的准确性；使用多项式回归法对传感器进行标定时，需要大量的数据才能得到准确的标定结果；使用神经网络算法对传感器进行标定，需要大量的数据进行训练，并且需要适当调整网络结构和参数才能得到准确的标定结果；使用支持向量机算法对传感器进行标定，需要选择合适的核函数和参数，才能得到准确的标定结果。
整体而言，现有的加速度传感器的标定方法当获取的待标定数据量不足时存在标定准确度较差的现状。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加速度传感器的标定方法、装置及电子设备，以提升加速度传感器的标定精度。
第一方面，本发明实施例提供了一种加速度传感器的标定方法，其中，包括：获取待标定加速度传感器的待标定数据和已标定加速度传感器的标准数据；对上述待标定数据和上述标准数据进行预处理，得到第一预处理数据以及第二预处理数据；对上述第一预处理数据和上述第二预处理数据分别进行时频域变换，对应得到待标定频域振动信号和标准频域振动信号；基于预设的寻峰算法判断上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号的信号主频，对应得到第一主频和第二主频；根据上述第一主频和上述第二主频，消除上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号中的基线偏移，得到第一待拟合数据和第二待拟合数据；将上述第一待拟合数据和上述第二待拟合数据进行拟合，得到拟合结果；根据上述拟合结果和上述拟合结果的特征值，对上述待标定数据进行标定，得到标定后的加速度传感器数据。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，根据上述拟合结果和上述拟合结果的特征值，对上述待标定数据进行标定，得到标定后的加速度传感器数据的步骤，包括：根据上述拟合结果和上述拟合结果的特征值，确定上述特征值对上述拟合结果的影响程度的权重；将上述特征值以及上述权重带入到上述拟合结果中，得到近似函数；根据上述近似函数对上述待标定数据进行标定，得到标定后的加速度传感器数据。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，将上述第一待拟合数据和上述第二待拟合数据进行拟合，得到拟合结果的步骤之前，上述方法还包括：对上述第一待拟合数据和上述第二待拟合数据进行分组，得到分组数据；对上述第一待拟合数据和上述第二待拟合数据进行拟合，得到拟合结果的步骤，包括：对上述分组数据进行拟合，得到中间拟合结果；将上述中间拟合结果的中间特征值进行拟合，得到拟合结果。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，对上述分组数据进行拟合，得到中间拟合结果的步骤，包括：对上述分组数据进行线性拟合或多项式拟合或非线性拟合或插值拟合或核函数拟合或小波拟合，得到中间拟合结果。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据上述拟合结果和上述拟合结果的特征值，对上述待标定数据进行标定，得到标定后的加速度传感器数据的步骤之后，上述方法还包括：计算上述标定后的加速度传感器数据以及上述标准数据之间的误差，得到误差值；判断上述误差值是否小于预设期望值；如果否，获取上述待标定加速度传感器的新增待标定数据；根据上述新增待标定数据，对上述待标定数据进行标定，得到更新标定后的加速度传感器数据。
结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，根据上述新增待标定数据，对上述待标定数据进行标定，得到更新标定后的加速度传感器数据的步骤，包括：对上述新增待标定数据进行预处理，得到第三预处理数据；对上述第三预处理数据进行时频域变换，得到新增待标定频域振动信号；基于预设的寻峰算法判断上述新增待标定频域振动信号的信号主频，得到第三主频；根据上述第三主频，消除上述新增待标定频域振动信号中的基线偏移，得到第三待拟合数据；将上述第三待拟合数据和上述第二待拟合数据进行拟合，得到更新拟合结果；根据上述更新拟合结果和上述更新拟合结果的更新特征值，对上述待标定数据进行标定，得到更新标定后的加速度传感器数据。
结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，将上述第三待拟合数据和上述第二待拟合数据进行拟合，得到更新拟合结果的步骤，包括：将上述第三待拟合数据和上述第二待拟合数据拟合，得到第一中间更新拟合结果；在上述第一中间更新拟合结果中剔除超出预设方差的元素，得到第二中间更新拟合结果；根据上述第二中间更新拟合结果，确定更新拟合结果。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，基于预设的寻峰算法判断上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号的信号主频，对应得到第一主频和第二主频的步骤之后，上述方法包括：根据上述第一主频，设置第一滤波器，并根据上述第二主频，设置第二滤波器；根据上述第一主频和上述第二主频，消除上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号中的基线偏移的步骤，包括：通过上述第一滤波器消除上述待标定频域振动信号中的基线偏移，并通过上述第二滤波器消除上述标准频域振动信号中的基线偏移。
第二方面，本发明实施例提供了一种加速度传感器的标定装置，其中，包括：数据获取模块，用于获取待标定加速度传感器的待标定数据和已标定加速度传感器的标准数据；数据处理模块，用于对上述待标定数据和上述标准数据进行预处理，得到第一预处理数据以及第二预处理数据；时频域变换模块，用于对上述第一预处理数据和上述第二预处理数据分别进行时频域变换，对应得到待标定频域振动信号和标准频域振动信号；寻峰算法模块，用于基于预设的寻峰算法判断上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号的信号主频，对应得到第一主频和第二主频；滤波模块，用于根据上述第一主频和上述第二主频，消除上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号中的基线偏移，得到第一待拟合数据和第二待拟合数据；拟合模块，用于将上述第一待拟合数据和上述第二待拟合数据进行拟合，得到拟合结果；标定模块，用于根据上述拟合结果和上述拟合结果的特征值，对上述待标定数据进行标定，得到标定后的加速度传感器数据。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，其中，上述电子设备包括处理器和存储器，上述存储器存储有能够被上述处理器执行的机器可执行指令，上述处理器执行上述机器可执行指令以实现第一方面至第一方面的第七种可能的实施方式任一项的加速度传感器的标定。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供了一种加速度传感器的标定方法、装置及电子设备，包括：获取待标定加速度传感器的待标定数据和已标定加速度传感器的标准数据；对上述待标定数据和上述标准数据进行预处理，得到第一预处理数据以及第二预处理数据；对上述第一预处理数据和上述第二预处理数据分别进行时频域变换，对应得到待标定频域振动信号和标准频域振动信号；基于预设的寻峰算法判断上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号的信号主频，对应得到第一主频和第二主频；根据上述第一主频和上述第二主频，消除上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号中的基线偏移，得到第一待拟合数据和第二待拟合数据；将上述第一待拟合数据和上述第二待拟合数据进行拟合，得到拟合结果；根据上述拟合结果和上述拟合结果的特征值，对上述待标定数据进行标定，得到标定后的加速度传感器数据。该方法通过将标准数据与待标定数据处理后进行拟合，以通过标准数据对待标定数据进行标定，从而所需的数据量小并且精度高。
本实施例公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种加速度传感器的标定方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种加速度传感器的标定方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种待标定数据的时域谱；
图4为本发明实施例提供的一种标准数据的时域谱；
图5为本发明实施例提供的一种第一预处理数据的加速度曲线；
图6为本发明实施例提供的一种第二预处理数据的加速度曲线；
图7为本发明实施例提供的一种待标定频域振动信号的频率谱；
图8为本发明实施例提供的一种第一待拟合数据的频率谱；
图9为本发明实施例提供的一种第一待拟合数据的时域谱；
图10为本发明实施例提供的一种拟合结果的示意图；
图11为本发明实施例提供的一种标定后的加速度传感器数据的示意图；
图12为本发明实施例提供的一种标定后的标准数据的示意图；
图13为本发明实施例提供的一种加速度传感器的标定装置的结构示意图；
图14为本发明实施例提供了一种电子设备结构示意图。
图标：131-数据获取模块；132-数据处理模块；133-时频域变换模块；134-寻峰算法模块；135-滤波模块；136-拟合模块；137-标定模块；141-存储器；142-处理器；143-总线；144-通信接口。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
现有的传感器标定方法一般是通过下述方法进行标定：其一是最小二乘法：通过对传感器的输入和输出数据进行最小二乘拟合，得到传感器的非线性特性函数，并对其进行线性化处理。其二是多项式回归法：通过对传感器的输入和输出数据进行多项式回归，得到传感器的非线性特性函数，并对其进行线性化处理。其三是神经网络算法：通过使用神经网络算法对传感器的输入和输出数据进行训练，得到传感器的非线性特性函数，并对其进行线性化处理。其四是支持向量机算法：通过使用支持向量机算法对传感器的输入和输出数据进行训练，得到传感器的非线性特性函数，并对其进行线性化处理。然而，上述方法存在一定的弊端，例如：使用最小二乘法对传感器进行标定时，需要大量的数据，并且对噪声敏感，如果数据质量不高，会影响标定结果的准确性；使用多项式回归法对传感器进行标定时，需要大量的数据才能得到准确的标定结果；使用神经网络算法对传感器进行标定，需要大量的数据进行训练，并且需要适当调整网络结构和参数才能得到准确的标定结果；使用支持向量机算法对传感器进行标定，需要选择合适的核函数和参数，才能得到准确的标定结果。
因此，现有的加速度传感器的标定方法当获取的待标定数据量不足时存在标定准确度较差的现状。
基于此，本发明实施例提供了一种加速度传感器的标定方法、装置及电子设备，该方法通过将标准数据与待标定数据处理后进行拟合，以通过标准数据对待标定数据进行标定，从而所需的数据量小并且精度高。为便于对本发明实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种加速度传感器的标定方法进行详细介绍。
实施例1
在本实施例中，图1为本发明实施例提供的一种加速度传感器的标定方法的流程示意图。
由图1所见，该方法包括：
步骤S101：获取待标定加速度传感器的待标定数据和已标定加速度传感器的标准数据。
在本实施例中，上述待标定加速度传感器和上述已标定加速度传感器安装在同一测试设备上。上述步骤S101包括：如果接收到数据获取指令，同时获取待标定加速度传感器的待标定数据和已标定加速度传感器的标准数据。
步骤S102：对上述待标定数据和上述标准数据进行预处理，得到第一预处理数据以及第二预处理数据。
在本实施例中，上述预处理过程为截取上述待标定数据和上述标准数据中的可用部分，以去除上述待标定数据和上述标准数据中存在的不可用数据。这里，上述不可用数据为上述测试设备在开机或量程超限时的失真数据。
步骤S103：对上述第一预处理数据和上述第二预处理数据分别进行时频域变换，对应得到待标定频域振动信号和标准频域振动信号。
在本实施例中，上述频域变换为傅里叶变换或者小波分析。
步骤S104：基于预设的寻峰算法判断上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号的信号主频，对应得到第一主频和第二主频。
步骤S105：根据上述第一主频和上述第二主频，消除上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号中的基线偏移，得到第一待拟合数据和第二待拟合数据。
在本实施例中，根据上述第一主频和上述第二主频，可以选择与上述第一主频和上述第二主频对应的滤波器。例如：如果上述第一主频为单主频，则选择单通道滤波器；如果上述第一主频为多主频，则选择多通道滤波器。进一步的，在滤波器的选择上，选择与上述第二主频对应的滤波器与选择与上述第一主频对应的滤波器的原理一致。
步骤S106：将上述第一待拟合数据和上述第二待拟合数据进行拟合，得到拟合结果。
在本实施例中，上述步骤106包括：将上述第一待拟合数据和上述第二待拟合数据进行分组后进行拟合。这里，拟合的方法可以为线性拟合，进而获得一次函数表达式。例如：该函数表达式的形式为：y=kx+b，其中，上述函数表达式的k和b为上述函数表达式的特征值。
进一步的，将上述第一待拟合数据和上述第二待拟合数据进行分组后进行拟合可以得到多组拟合结果，将上述多组拟合结果的特征值进行拟合，得到上述拟合结果。
步骤S107：根据上述拟合结果和上述拟合结果的特征值，对上述待标定数据进行标定，得到标定后的加速度传感器数据。
在本实施例中，将上述特征值以及上述特征值对应的权重带入到上述拟合结果后，得到近似函数，以通过上述近似函数对上述待标定数据进行标得到标定后的加速度传感器数据。
本发明实施例提供了一种加速度传感器的标定方法，包括：获取待标定加速度传感器的待标定数据和已标定加速度传感器的标准数据；对上述待标定数据和上述标准数据进行预处理，得到第一预处理数据以及第二预处理数据；对上述第一预处理数据和上述第二预处理数据分别进行时频域变换，对应得到待标定频域振动信号和标准频域振动信号；基于预设的寻峰算法判断上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号的信号主频，对应得到第一主频和第二主频；根据上述第一主频和上述第二主频，消除上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号中的基线偏移，得到第一待拟合数据和第二待拟合数据；将上述第一待拟合数据和上述第二待拟合数据进行拟合，得到拟合结果；根据上述拟合结果和上述拟合结果的特征值，对上述待标定数据进行标定，得到标定后的加速度传感器数据。该方法通过将标准数据与待标定数据处理后进行拟合，以通过标准数据对待标定数据进行标定，从而所需的数据量小并且精度高。
实施例2
在本实施例中，图2为本发明实施例提供的另一种加速度传感器的标定方法的流程示意图。
步骤S201：获取待标定加速度传感器的待标定数据和已标定加速度传感器的标准数据。
在本实施例中，上述加速度传感器为振镜式加速度传感器，上述步骤S201基于振动台获取待标定加速度传感器的待标定数据和已标定加速度传感器的标准数据。为了便于理解，图3为本发明实施例提供的一种待标定数据的时域谱；图4为本发明实施例提供的一种标准数据的时域谱。
步骤S202：对上述待标定数据和上述标准数据进行预处理，得到第一预处理数据以及第二预处理数据。
在本实施例中，上述步骤S202包括：基于预设参数，对上述待标定数据和上述标准数据进行截取，得到第一预处理数据以及第二预处理数据。
步骤S203：对上述第一预处理数据和上述第二预处理数据分别进行时频域变换，对应得到待标定频域振动信号和标准频域振动信号。
这里，将上述第一预处理数据以及第二预处理数据的放大结果进行展示，具体可参照图5为本发明实施例提供的一种第一预处理数据的加速度曲线以及图6为本发明实施例提供的一种第二预处理数据的加速度曲线。由图5和图6所见第一预处理数据和第二预处理数据不存在时间维度上的延迟和失真，因此上述待标定传感器标定实际上是寻找对应关系，将待标定数据的加速度幅值校正为实际值。
步骤S204：基于预设的寻峰算法判断上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号的信号主频，对应得到第一主频和第二主频。
在本实施例中，图7为本发明实施例提供的一种待标定频域振动信号的频率谱。由图7所见，实际振动主频为50Hz，0Hz处峰值是数据不连续导致的，100Hz、150Hz处峰值是主频的倍频部分。
步骤S205：根据上述第一主频和上述第二主频，消除上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号中的基线偏移，得到第一待拟合数据和第二待拟合数据。
进一步的，上述步骤S204之后，上述方法包括：根据上述第一主频，设置第一滤波器，并根据上述第二主频，设置第二滤波器；上述步骤S205，包括：通过上述第一滤波器消除上述待标定频域振动信号中的基线偏移，并通过上述第二滤波器消除上述标准频域振动信号中的基线偏移。为了便于理解，图8为本发明实施例提供的一种第一待拟合数据的频率谱。
在本实施例中，上述设置第一滤波器以及第二滤波器的方法包括：根据上述第一主频的数量以及第二主频的数量，选择对应的第一滤波器以及第二第二滤波器：若上述主频为单主频，则选用单通道滤波器；若上述主频为多主频，则选用多通道滤波器。上述第一滤波器以及第二滤波器的设计选用FIR或IIR滤波器，滤波器的类型和参数根据主频和带宽确定，多通道滤波器由多个单通道滤波器级联构成。
上述步骤的有益效果为：通过滤波器可以消除上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号中的噪声影响，同时消除基线偏移。
进一步的，图9为本发明实施例提供的一种第一待拟合数据的时域谱。由图9所见，经过以上步骤，待标定数据的基线漂移问题已被解决，基线已被拉平至x轴。
步骤S206：将上述第一待拟合数据和上述第二待拟合数据进行拟合，得到拟合结果。
在其中的一些实施方式中，上述步骤S206之前，上述方法还包括：对上述第一待拟合数据和上述第二待拟合数据进行分组，得到分组数据。
这里，对上述第一待拟合数据和上述第二待拟合数据进行分组的步骤包括：在时间维度上对应的第一待拟合数据和第二待拟合数据分为一组。
进一步的，上述步骤S206包括：对上述分组数据进行拟合，得到中间拟合结果；将上述中间拟合结果的中间特征值进行拟合，得到拟合结果。
在实际的操作中，将上述分组数据进行拟合。例如线性拟合，获得类似y=kx+b的一次函数，其中y对应上述第一待拟合数据是未标定数据，x其中y对应上述第二待拟合数据是未标定数据，k和b对应上述中间拟合结果的两个特征值。进一步的，将上述中间拟合结果的中间特征值进行拟合，得到拟合结果。
进一步的，上述步骤S206还包括：对上述分组数据进行线性拟合或多项式拟合或非线性拟合或插值拟合或核函数拟合或小波拟合，得到中间拟合结果。
步骤S207：根据上述拟合结果和上述拟合结果的特征值，确定上述特征值对上述拟合结果的影响程度的权重。
这里，例如，中间拟合结果为y1=k1*x1+b1、y2=k2*x2+b2、y3=k3*x3+b3、y4=k4*x4+b4、y5=k5*x5+b5，将k1、k2、k3、k4、k5与b1、b2、b3、b4、b5进行线性拟合，以获取特征值k和b的权重。
这里，图10为本发明实施例提供的一种拟合结果的示意图。由图10所见，横轴为标定后的数据，纵轴为待标定的数据。本案例中使用线性拟合，其中上述线性拟合对应的拟合结果的特征值为k=-0.008707，b=8.97*10^-5；以上是对上述分组数据中的一组数据的处理过程，本组数据对应的特征值是-5dB插入损耗/50Hz振动频率。特征值是根据原始数据选择，一般来说是根据标定测试实验中所控制的变量来选取。取-5dB插入损耗/25Hz振动频率、-5dB插入损耗/75Hz振动频率、-15dB插入损耗/25Hz振动频率、-15dB插入损耗/50Hz振动频率、-15dB插入损耗/75Hz振动频率、-20dB插入损耗/25Hz振动频率、-20dB插入损耗/50Hz振动频率、-20dB插入损耗/75Hz振动频率，重复以上步骤，分别获得其k、b值。
步骤S208：将上述特征值以及上述权重带入到上述拟合结果中，得到近似函数。
在本实施例中，将以上多组数据的k、b值进行线性拟合，计算插入损耗与振动主频这两个特征值的权重，从而获得如下近似函数：
其中，acc为输出加速度值，OD为待标定数据，IL为插入损耗，F为上述待标定数据的振动主频。
步骤S209：根据上述近似函数对上述待标定数据进行标定，得到标定后的加速度传感器数据。
为了便于理解，图11为本发明实施例提供的一种标定后的加速度传感器数据的示意图；图12为本发明实施例提供的一种标定后的标准数据的示意图。
进一步的，上述步骤S209之后，该方法还包括下述步骤A1至步骤A4：
步骤A1：计算上述标定后的加速度传感器数据以及上述标准数据之间的误差，得到误差值。
步骤A2：判断上述误差值是否小于预设期望值。
步骤A3：如果否，获取上述待标定加速度传感器的新增待标定数据。
步骤A4：根据上述新增待标定数据，对上述待标定数据进行标定，得到更新标定后的加速度传感器数据。
在本实施例中，上述步骤A4，包括下述步骤B1至步骤B6：
步骤B1：对上述新增待标定数据进行预处理，得到第三预处理数据。
步骤B2：对上述第三预处理数据进行时频域变换，得到新增待标定频域振动信号。
步骤B3：基于预设的寻峰算法判断上述新增待标定频域振动信号的信号主频，得到第三主频。
步骤B4：根据上述第三主频，消除上述新增待标定频域振动信号中的基线偏移，得到第三待拟合数据。
步骤B5：将上述第三待拟合数据和上述第二待拟合数据进行拟合，得到更新拟合结果。
步骤B6：根据上述更新拟合结果和上述更新拟合结果的更新特征值，对上述待标定数据进行标定，得到更新标定后的加速度传感器数据。
这里，上述步骤B5，包括：首先，将上述第三待拟合数据和上述第二待拟合数据拟合，得到第一中间更新拟合结果。其次，在上述第一中间更新拟合结果中剔除超出预设方差的元素，得到第二中间更新拟合结果。最后，根据上述第二中间更新拟合结果，确定更新拟合结果。
在本实施例中，还可以通过滑动窗口法或回归法剔除上述第一中间更新拟合结果中的离散元素，以得到第二中间更新拟合结果。进一步的，该方法还包括：重复上述步骤A1至A4直至误差小于预设期望，则标定完成。
本发明实施例提供了一种加速度传感器的标定方法，包括：获取待标定加速度传感器的待标定数据和已标定加速度传感器的标准数据；对上述待标定数据和上述标准数据进行预处理，得到第一预处理数据以及第二预处理数据；对上述第一预处理数据和上述第二预处理数据分别进行时频域变换，对应得到待标定频域振动信号和标准频域振动信号；基于预设的寻峰算法判断上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号的信号主频，对应得到第一主频和第二主频；根据上述第一主频和上述第二主频，消除上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号中的基线偏移，得到第一待拟合数据和第二待拟合数据；将上述第一待拟合数据和上述第二待拟合数据进行拟合，得到拟合结果；根据上述拟合结果和上述拟合结果的特征值，确定上述特征值对上述拟合结果的影响程度的权重；将上述特征值以及上述权重带入到上述拟合结果中，得到近似函数；根据上述近似函数对上述待标定数据进行标定，得到标定后的加速度传感器数据。该方法通过将标准数据与待标定数据处理后进行拟合，并确定拟合结果的特征值对上述拟合结果的影响权重，最后将上述特征值以及上述权重带入到上述拟合结果中，得到近似函数，以通过近似函数对待标定数据进行标定，从而进一步提升了传感器标定的准确率。
实施例3
在上述加速度传感器的标定方法的基础上，图13为本发明实施例提供的一种加速度传感器的标定装置的结构示意图。由图13所见，该装置包括：
数据获取模块131，用于获取待标定加速度传感器的待标定数据和已标定加速度传感器的标准数据。
数据处理模块132，用于对上述待标定数据和上述标准数据进行预处理，得到第一预处理数据以及第二预处理数据。
时频域变换模块133，用于对上述第一预处理数据和上述第二预处理数据分别进行时频域变换，对应得到待标定频域振动信号和标准频域振动信号。
寻峰算法模块134，用于基于预设的寻峰算法判断上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号的信号主频，对应得到第一主频和第二主频。
滤波模块135，用于根据上述第一主频和上述第二主频，消除上述待标定频域振动信号和上述标准频域振动信号中的基线偏移，得到第一待拟合数据和第二待拟合数据。
拟合模块136，用于将上述第一待拟合数据和上述第二待拟合数据进行拟合，得到拟合结果。
标定模块137，用于根据上述拟合结果和上述拟合结果的特征值，对上述待标定数据进行标定，得到标定后的加速度传感器数据。
其中，上述数据获取模块131、数据处理模块132、时频域变换模块133、寻峰算法模块134、滤波模块135、拟合模块136以及标定模块137依次相连。
在其中的一种实施方式中，上述标定模块137还用于根据上述拟合结果和上述拟合结果的特征值，确定上述特征值对上述拟合结果的影响程度的权重；将上述特征值以及上述权重带入到上述拟合结果中，得到近似函数；根据上述近似函数对上述待标定数据进行标定，得到标定后的加速度传感器数据。
在其中的一种实施方式中，上述拟合模块136还用于对上述第一待拟合数据和上述第二待拟合数据进行分组，得到分组数据；对上述分组数据进行拟合，得到中间拟合结果；将上述中间拟合结果的中间特征值进行拟合，得到拟合结果。
在其中的一种实施方式中，上述拟合模块136还用于对上述分组数据进行线性拟合或多项式拟合或非线性拟合或插值拟合或核函数拟合或小波拟合，得到中间拟合结果。
在其中的一种实施方式中，上述标定模块137还用于计算上述标定后的加速度传感器数据以及上述标准数据之间的误差，得到误差值；判断上述误差值是否小于预设期望值；如果否，获取上述待标定加速度传感器的新增待标定数据；根据上述新增待标定数据，对上述待标定数据进行标定，得到更新标定后的加速度传感器数据。
在其中的一种实施方式中，上述标定模块137还用于对上述新增待标定数据进行预处理，得到第三预处理数据；对上述第三预处理数据进行时频域变换，得到新增待标定频域振动信号；基于预设的寻峰算法判断上述新增待标定频域振动信号的信号主频，得到第三主频；根据上述第三主频，消除上述新增待标定频域振动信号中的基线偏移，得到第三待拟合数据；将上述第三待拟合数据和上述第二待拟合数据进行拟合，得到更新拟合结果；根据上述更新拟合结果和上述更新拟合结果的更新特征值，对上述待标定数据进行标定，得到更新标定后的加速度传感器数据。
在其中的一种实施方式中，上述拟合模块136还用于将上述第三待拟合数据和上述第二待拟合数据拟合，得到第一中间更新拟合结果；在上述第一中间更新拟合结果中剔除超出预设方差的元素，得到第二中间更新拟合结果；根据上述第二中间更新拟合结果，确定更新拟合结果。
在其中的一种实施方式中，上述滤波模块135还用于根据上述第一主频，设置第一滤波器，并根据上述第二主频，设置第二滤波器；通过上述第一滤波器消除上述待标定频域振动信号中的基线偏移，并通过上述第二滤波器消除上述标准频域振动信号中的基线偏移。
本发明实施例提供的加速度传感器的标定装置，与上述实施例提供的加速度传感器的标定方法的具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
实施例4
本实施例提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，该存储器存储有能够被该处理器执行的计算机可执行指令，该处理器执行该计算机可执行指令以实现加速度传感器的标定方法的步骤。
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现加速度传感器的标定方法的步骤。
参见图14所示的一种电子设备的结构示意图，该电子设备包括：存储器141、处理器142，存储器141中存储有可在处理器142上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述加速度传感器的标定方法提供的步骤。
如图14所示，该设备还包括：总线143和通信接口144，处理器142、通信接口144和存储器141通过总线143连接；处理器142用于执行存储器141中存储的可执行模块，例如计算机程序。
其中，存储器141可能包含高速随机存取存储器（RAM，Random Access Memory），也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口144（可以是有线或者无线）实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
总线143可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图14中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器141用于存储程序，处理器142在接收到执行指令后，执行程序，前述本发明任一实施例揭示加速度传感器的标定装置所执行的方法可以应用于处理器142中，或者由处理器142实现。处理器142可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器142中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器142可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器141，处理器142读取存储器141中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
进一步地，本发明实施例还提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，该机器可执行指令在被处理器142调用和执行时，机器可执行指令促使处理器142实现上述加速度传感器的标定方法。
本发明实施例提供的电子设备和计算机可读存储介质具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
Claims (9)
1.一种加速度传感器的标定方法，其特征在于，包括：
获取待标定加速度传感器的待标定数据和已标定加速度传感器的标准数据；
对所述待标定数据和所述标准数据进行预处理，得到第一预处理数据以及第二预处理数据；
对所述第一预处理数据和所述第二预处理数据分别进行时频域变换，对应得到待标定频域振动信号和标准频域振动信号；
基于预设的寻峰算法判断所述待标定频域振动信号和所述标准频域振动信号的信号主频，对应得到第一主频和第二主频；
根据所述第一主频和所述第二主频，消除所述待标定频域振动信号和所述标准频域振动信号中的基线偏移，得到第一待拟合数据和第二待拟合数据；
将所述第一待拟合数据和所述第二待拟合数据进行拟合，得到拟合结果；
根据所述拟合结果和所述拟合结果的特征值，确定所述特征值对所述拟合结果的影响程度的权重；
将所述特征值以及所述权重带入到所述拟合结果中，得到近似函数；
根据所述近似函数对所述待标定数据进行标定，得到标定后的加速度传感器数据。
2.根据权利要求1所述的加速度传感器的标定方法，其特征在于，将所述第一待拟合数据和所述第二待拟合数据进行拟合，得到拟合结果的步骤之前，所述方法还包括：
对所述第一待拟合数据和所述第二待拟合数据进行分组，得到分组数据；
对所述第一待拟合数据和所述第二待拟合数据进行拟合，得到拟合结果的步骤，包括：
对所述分组数据进行拟合，得到中间拟合结果；
将所述中间拟合结果的中间特征值进行拟合，得到拟合结果。
3.根据权利要求2所述的加速度传感器的标定方法，其特征在于，对所述分组数据进行拟合，得到中间拟合结果的步骤，包括：
对所述分组数据进行线性拟合或多项式拟合或非线性拟合或插值拟合或核函数拟合或小波拟合，得到中间拟合结果。
4.根据权利要求1所述的加速度传感器的标定方法，其特征在于，根据所述拟合结果和所述拟合结果的特征值，对所述待标定数据进行标定，得到标定后的加速度传感器数据的步骤之后，所述方法还包括：
计算所述标定后的加速度传感器数据以及所述标准数据之间的误差，得到误差值；
判断所述误差值是否小于预设期望值；
如果否，获取所述待标定加速度传感器的新增待标定数据；
根据所述新增待标定数据，对所述待标定数据进行标定，得到更新标定后的加速度传感器数据。
5.根据权利要求4所述的加速度传感器的标定方法，其特征在于，根据所述新增待标定数据，对所述待标定数据进行标定，得到更新标定后的加速度传感器数据的步骤，包括：
对所述新增待标定数据进行预处理，得到第三预处理数据；
对所述第三预处理数据进行时频域变换，得到新增待标定频域振动信号；
基于预设的寻峰算法判断所述新增待标定频域振动信号的信号主频，得到第三主频；
根据所述第三主频，消除所述新增待标定频域振动信号中的基线偏移，得到第三待拟合数据；
将所述第三待拟合数据和所述第二待拟合数据进行拟合，得到更新拟合结果；
根据所述更新拟合结果和所述更新拟合结果的更新特征值，对所述待标定数据进行标定，得到更新标定后的加速度传感器数据。
6.根据权利要求5所述的加速度传感器的标定方法，其特征在于，将所述第三待拟合数据和所述第二待拟合数据进行拟合，得到更新拟合结果的步骤，包括：
将所述第三待拟合数据和所述第二待拟合数据拟合，得到第一中间更新拟合结果；
在所述第一中间更新拟合结果中剔除超出预设方差的元素，得到第二中间更新拟合结果；
根据所述第二中间更新拟合结果，确定更新拟合结果。
7.根据权利要求1所述的加速度传感器的标定方法，其特征在于，基于预设的寻峰算法判断所述待标定频域振动信号和所述标准频域振动信号的信号主频，对应得到第一主频和第二主频的步骤之后，所述方法包括：
根据所述第一主频，设置第一滤波器，并根据所述第二主频，设置第二滤波器；
根据所述第一主频和所述第二主频，消除所述待标定频域振动信号和所述标准频域振动信号中的基线偏移的步骤，包括：
通过所述第一滤波器消除所述待标定频域振动信号中的基线偏移，并通过所述第二滤波器消除所述标准频域振动信号中的基线偏移。
8.一种加速度传感器的标定装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取待标定加速度传感器的待标定数据和已标定加速度传感器的标准数据；
数据处理模块，用于对所述待标定数据和所述标准数据进行预处理，得到第一预处理数据以及第二预处理数据；
时频域变换模块，用于对所述第一预处理数据和所述第二预处理数据分别进行时频域变换，对应得到待标定频域振动信号和标准频域振动信号；
寻峰算法模块，用于基于预设的寻峰算法判断所述待标定频域振动信号和所述标准频域振动信号的信号主频，对应得到第一主频和第二主频；
滤波模块，用于根据所述第一主频和所述第二主频，消除所述待标定频域振动信号和所述标准频域振动信号中的基线偏移，得到第一待拟合数据和第二待拟合数据；
拟合模块，用于将所述第一待拟合数据和所述第二待拟合数据进行拟合，得到拟合结果；
标定模块，用于根据所述拟合结果和所述拟合结果的特征值，确定所述特征值对所述拟合结果的影响程度的权重；将所述特征值以及所述权重带入到所述拟合结果中，得到近似函数；根据所述近似函数对所述待标定数据进行标定，得到标定后的加速度传感器数据。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至7任一项所述的加速度传感器的标定方法。
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