[發明專利]基于FMCW雷達的振動測量的準確度評估方法和系統有效
| 申請號： | 201811187763.6 | 申請日： | 2018-10-12 |
| 公開（公告）號： | CN109521404B | 公開（公告）日： | 2020-09-04 |
| 發明（設計）人： | 彭志科;王萍;熊玉勇;侍述海;任澤生 | 申請（專利權）人： | 上海交通大學;上海航天電子通訊設備研究所 |
| 主分類號： | G01S7/40 | 分類號： | G01S7/40 |
| 代理公司： | 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236 | 代理人： | 莊文莉 |
| 地址： | 200240 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 fmcw 雷達 振動 測量 準確度 評估 方法 系統 | ||
1.一種基于FMCW雷達的振動測量的準確度評估方法，其特征在于，包括：
相位與幅值估計步驟：估計每個掃頻周期內的基帶復差拍信號的初始相位和幅值；
獲取離散點序列步驟：通過估計的多個掃頻周期的初始相位和幅值，分別得到初始相位時間序列、幅值時間序列，進而得到復數平面上的離散點序列；
擬合步驟：在復數平面上對離散點序列進行圓心估計和圓軌跡擬合；
計算步驟：根據圓心估計和圓軌跡，計算離散點序列和估計圓心的距離序列；
求取步驟：計算距離序列的標準差，求取測量準確度評估參數；
所述距離序列的標準差σd的計算公式為：
式中，d[i]表示距離序列；
r表示離散點序列(R[i],I[i])的圓軌跡擬合的半徑；
m表示距離序列d[i]的總離散點數；
所述測量準確度評估參數Ma的計算公式為：
式中：σd表示距離序列的標準差；
r表示離散點序列(R[i],I[i])圓軌跡擬合的半徑；
c表示小于1的比例系數。
2.一種基于FMCW雷達的振動測量的準確度評估系統，其特征在于，包括：
相位與幅值估計模塊：估計每個掃頻周期內的基帶復差拍信號的初始相位和幅值；
獲取離散點序列模塊：通過估計的多個掃頻周期的初始相位和幅值，分別得到初始相位時間序列、幅值時間序列，進而得到復數平面上的離散點序列；
擬合模塊：在復數平面上對離散點序列進行圓心估計和圓軌跡擬合；
計算模塊：根據圓心估計和圓軌跡，計算離散點序列和估計圓心的距離序列；
求取模塊：計算距離序列的標準差，求取測量準確度評估參數；
所述距離序列的標準差σd的計算公式為：
式中，d[i]表示距離序列；
r表示離散點序列(R[i],I[i])的圓軌跡擬合的半徑；
m表示距離序列d[i]的總離散點數；
所述測量準確度評估參數Ma的計算公式為：
式中：σd表示距離序列的標準差；
r表示離散點序列(R[i],I[i])圓軌跡擬合的半徑；
c表示小于1的比例系數。
3.根據權利要求1所述的一種基于FMCW雷達的振動測量的準確度評估方法或者根據權利要求2所述的基于FMCW雷達的振動測量的準確度評估系統，其特征在于，所述初始相位和幅值依據近似的極大似然估計算法，計算公式分別如下：
式中，表示第i個掃頻周期時間內基帶復差拍信號的初始相位估計值；
arg[g]表示取復數相位角運算；
T表示掃頻周期；
SB(iT+nTs)表示第i個掃頻周期內的基帶復差拍離散信號；
n表示一個掃頻周期內基帶復差拍信號SB(t)的采樣點序號；
Ts表示采樣間隔時間；
N表示一個掃頻周期內基帶復差拍信號SB(t)的離散點數；
表示估計的差拍頻率；
表示第i個掃頻周期時間內基帶復差拍信號的幅值估計值；
|g|表示取復數幅值運算。
4.根據權利要求1所述的基于FMCW雷達的振動測量的準確度評估方法或者根據權利要求2所述的基于FMCW雷達的振動測量的準確度評估系統，其特征在于，所述離散點序列采用(R[i],I[i])表示，其中坐標R[i]和I[i]的計算公式如下：
式中，表示第i個掃頻周期時間內基帶復差拍信號的初始相位估計值；
表示第i個掃頻周期時間內基帶復差拍信號的幅值估計值。
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