[发明专利]一种浮体横纵荡及升沉运动的测量方法及系统

权利要求书

1.一种浮体横纵荡及升沉运动的测量方法，其特征在于，包括：

A.预先在被测浮体上建立载体坐标系O-xyz，并实时采集以下传感器的输出数据：在O点分别沿三个轴向布置的三个加速度传感器的输出数据a_ox′、a_oy′及a_oz′，在x轴正方向距离O点ρ_ax′处布置的z轴正向加速度传感器的输出数据a_az′及y轴正向角速度传感器的输出数据ω_y′，在y轴正向距离O点ρ_by′处布置的x轴正向加速度传感器的输出数据a_bx′及z轴正向角速度传感器的输出数据ω_z′，在z轴正向距离O点ρ_cz′处布置的y轴正向加速度传感器的输出数据a_cy′及x轴正向角速度传感器的输出数据ω_x′；

B.根据所采集的数据计算被测浮体的质心在平移坐标系中三个自由度方向的线加速度；

C.建立FIR模拟滤波器，并根据所确定的滤波器频率及目标精度计算正则化参数；

D.根据所述正则化参数计算滤波器系数，并将步骤B中的线加速度输入步骤C所建立的FIR模拟滤波器进行滤波处理，以获得被测浮体的线位移。

2.根据权利要求1所述的浮体横纵荡及升沉运动的测量方法，其特征在于，所述步骤B包括：

B1.根据公式1-1确定由载体坐标系到平移坐标系的坐标变换矩阵A；

公式1-1

其中，θ、φ、σ分别为载体依次绕平移坐标系3个坐标轴转动所形成的三个欧拉角；

B2.根据公式1-2确定载体坐标系下的角速度矩阵

ω~′=0-ωz′ωy′ωz′0-ωx′-ωy′ωx′0]]>公式1-2

B3.根据公式1-3计算载体坐标系下的角加速度矩阵

ω·~′=0-ω·z′ω·y′ω·z′0-ω·x′-ω·y′ω·x′0]]>公式1-3

其中，分别为载体坐标系下的各轴的角加速度，而且，

ω·x′=(a0y′-acy′)/ρcz′+ωy′ωz′]]>

ω·y′=(a0z′-aaz′)/ρax′+ωx′ωz′]]>

ω·z′=(a0x′-abx′)/ρby′+ωx′ωy′]]>

B4.根据公式1-4计算被测浮体的质心在平移坐标系下的三个自由度方向的线加速度

r··C=Ar··′+Aω·~′S′C+Aω~′ω~′S′C]]>公式1-4

其中，为载体坐标系原点加速度在载体坐标系的投影，S′^C为被测浮体的质心在载体坐标系中的投影。