[发明专利]用于主动光学系统微位移传感器的自适应滤波算法及系统

权利要求书

1.一种用于主动光学系统微位移传感器的自适应滤波系统，其特征在于，包括信号发生模块、滤波模块、数据接收模块、控制模块、数据存储模块和输出模块；

信号发生模块用于生成两路信号，一路为纯噪声信号，一路为包含噪声信号与有用信号的待处理信号；

数据接收模块用于将原始采集的模拟信号经过A/D转换器转换后根据SPI协议输出为串行输出，再经过数字信号采集模块以16位的数据输入滤波模块；

滤波模块用于根据自适应滤波算法对包含噪声信号的待处理信号进行滤波；

数据存储模块包括SDRAM存储器，用于存储未处理信号和处理完的信号，并在处理信号时及时提取出；

控制模块用于各模块之间同步数据传输；

结果输出模块用于输出位移信息至外部设备。

2.根据权利要求1所述的用于主动光学系统微位移传感器的自适应滤波系统，其特征在于，所述信号发生模块由两对位移极板和一对参考极板组成，通过控制模块的控制，产生两种工作模式，一是由一对位移极板和一对参考极板并联进行差分，产生含有噪声和有用信号的待处理信号，二是由两对参考极板并联，产生只含有噪声的纯噪声信号，分别采集这两种信号，用于自适应滤波算法输入，使用FPGA进行信号处理。

3.根据权利要求1所述的用于主动光学系统微位移传感器的自适应滤波系统，其特征在于，数据接收模块将SPI接口串行输出的信号，通过信号控制，按从高位到低位的顺序存入存储器，变为16位的并行数据，再进行自适应滤波处理。

4.根据权利要求1所述的用于主动光学系统微位移传感器的自适应滤波系统，其特征在于，结果输出模块通过UART接口RS232协议将在线测量的位移信息输出至外部设备。

5.一种用于主动光学系统微位移传感器的自适应滤波算法，其特征在于，该算法采取如下步骤调整自适应滤波器的L个滤波器系数：

步骤1，初始化(L*1)的向量w＝r＝[0,0,0...0]^T，其中w为权重，r为基准信号；

步骤2，接受一对新的输入采样值{r[k],d[k]}，并在基准信号向量r[k]中移动k组采样值，d[k]为包含噪声信号与有用信号的待处理信号；

步骤3，通过下面的公式计算FIR滤波器的输出信号：y[k]＝w^T[k]r[k]，w[k]为第k个状态下的滤波器系数；

步骤4，通过下面的公式计算误差函数：e[k]＝d[k]-y[k]

步骤5，根据下面的公式更新滤波器系数：w[k+1]＝w[k]+μe[k]r[k]，μ为迭代因子；

步骤6，校验误差是否小于阈值，若是则停止迭代，否则返回步骤2。