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力学堂第十一课——滤波功能

发布时间：

2024-07-16 17:00

来源：

华力创科学

我们知道，原始信号在被六维力传感器采集的时候可能会受到各种环境干扰和来自传感器自身噪声的影响，因此就需要滤波处理从而提高信号的质量，即提高信噪比。

六维力传感器滤波的主要步骤为信号采集→滤波处理→放大增益处理→校准。

采集的信号通过滤波器过滤干扰信号，滤波器通常用于在微弱信号放大的同时增加滤波功能和取样信号之前。根据滤波特性可分为四类:低通、高通、带通和带阻，根据处理信号可以分为模拟和数字两类。当传感感器输出的模拟信号转换为数字信号时的计算机运算速度满足的情况下，数字滤波算法能够高效实现高性能滤波。

滑动窗口滤波

（红色为原始数据，蓝色为滤波后的数据）

卡尔曼滤波

（红色为原始数据，蓝色为滤波后的数据）

 

放大增益处理是指为了保证信号的稳定性和可靠性，需要对传感器输出信号进行放大增益处理。放大器可以将传感器输出的信号放大到合适的范围，以便于进一步的处理和分析。

 

为了防止传感器在安装和使用过程中差生的误差，需要对传感器信号进行校准。校准的过程包括零点校准和增益校准。零点校准通过对传感器在无力和无力矩条件下的输出进行标定来消除偏移误差，而增益校准则通过对已知力和力矩的施加来调整传感器的增益，以提高精度和灵敏度。

每种滤波都有各自的优缺点，合适的滤波可以获得更好的数据，使用不合适的滤波反而会达不到使用者的要求，因此需要根据不同场景选择合适的滤波。

 

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