[發(fā)明專利]一種基于多徑信號的軸心軌跡確定方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010713370.5
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111983598A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何源;郭俊辰;蔣成堃;劉云浩;金夢
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G01S13/42
• 分類號: G01S13/42;G01S13/58;G01S7/35;G01S7/41
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 朱文杰

本發(fā)明實施例公開了一種基于多徑信號的軸心軌跡確定方法及裝置，所述方法包括：獲取針對目標(biāo)區(qū)域的每個流式數(shù)據(jù)幀的每個線性調(diào)頻信號周期內(nèi)的差拍信號，并對差拍信號進(jìn)行變換處理，得到與差拍信號對應(yīng)的目標(biāo)信號；針對差拍信號對應(yīng)的目標(biāo)信號構(gòu)成的距離譜，生成與距離譜對應(yīng)的角度譜，并生成與目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)的空間譜；基于預(yù)設(shè)恒虛警率算子，對空間譜進(jìn)行區(qū)域識別處理，以將目標(biāo)區(qū)域劃分為多個二維位置區(qū)域；基于目標(biāo)信號，確定每個二維位置區(qū)域?qū)?yīng)的多徑信號；基于預(yù)設(shè)半徑約束圓擬合算法和多徑信號，確定與每個二維位置區(qū)域?qū)?yīng)的一維振動信號；基于每個二維位置區(qū)域?qū)?yīng)的一維振動信號和預(yù)設(shè)迭代算法，確定與目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)的二維軸心軌跡。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多徑信號的軸心軌跡確定方法及裝置。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代工業(yè)中，旋轉(zhuǎn)機(jī)器是現(xiàn)代工業(yè)中的重要組成部件，可以通過對旋轉(zhuǎn)機(jī)器的核心部件(即轉(zhuǎn)子)的二維軸心軌跡，對旋轉(zhuǎn)機(jī)器的運行工況進(jìn)行監(jiān)測，而如何準(zhǔn)確的獲取旋轉(zhuǎn)機(jī)器的二維軸心軌跡，成為工業(yè)自動化監(jiān)測場景中的關(guān)鍵問題。

目前，可以基于壓電陶瓷傳感器、電渦流傳感器等多個位移傳感器，獲取轉(zhuǎn)子在X軸和Y軸上的一維位移，再根據(jù)運動合成的方法，通過X軸和Y軸上的一維位移，推算出轉(zhuǎn)子的二維軸心軌跡。

但是，上述方法需要預(yù)先通過校準(zhǔn)儀對多個次位移傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)后才能完成電信號到位移信號的轉(zhuǎn)換，同時還需要額外設(shè)備來完成多個傳感器的高精度同步，因此，導(dǎo)致二維軸心軌跡的確定效率低，同時，通過運動合成的方法，確定二維軸心軌跡，也存在確定準(zhǔn)確性差的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例的目的是提供一種基于多徑信號的軸心軌跡確定方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中在確定二維軸心軌跡時，存在的確定效率低以及確定準(zhǔn)確性差的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明實施例提供的一種基于多徑信號的軸心軌跡確定方法，所述方法包括：

獲取針對目標(biāo)區(qū)域的每個流式數(shù)據(jù)幀的每個線性調(diào)頻信號周期內(nèi)的差拍信號，并基于預(yù)設(shè)傅里葉變換算法，對所述差拍信號進(jìn)行變換處理，得到與所述差拍信號對應(yīng)的目標(biāo)信號，所述差拍信號為信號收發(fā)設(shè)備的發(fā)送信號的共軛與所述信號收發(fā)設(shè)備接收到的目標(biāo)物體針對所述發(fā)送信號返回的反射信號的乘積；

針對目標(biāo)流式數(shù)據(jù)幀的目標(biāo)線性調(diào)頻信號周期內(nèi)的所述差拍信號對應(yīng)的所述目標(biāo)信號構(gòu)成的距離譜，以及預(yù)設(shè)魯棒卡朋波束成形算法，生成與所述距離譜對應(yīng)的角度譜，并基于所述距離譜和所述角度譜，生成與所述目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)的空間譜，所述目標(biāo)流式數(shù)據(jù)幀為所述流式數(shù)據(jù)幀中的任意一個數(shù)據(jù)幀，所述目標(biāo)線性調(diào)頻信號周期為所述目標(biāo)流式數(shù)據(jù)幀對應(yīng)的線性調(diào)頻信號周期中的任意一個周期；

基于預(yù)設(shè)恒虛警率算子，對所述空間譜進(jìn)行區(qū)域識別處理，以將所述目標(biāo)區(qū)域劃分為多個二維位置區(qū)域；

基于所述每個流式數(shù)據(jù)幀的每個線性調(diào)頻信號周期內(nèi)的目標(biāo)信號，確定每個所述二維位置區(qū)域?qū)?yīng)的多徑信號，所述多徑信號包括來自不同的所述流式數(shù)據(jù)幀的不同的所述線性調(diào)頻信號周期的、且采樣時間等效的所述目標(biāo)信號；

基于預(yù)設(shè)半徑約束圓擬合算法和每個所述二維位置區(qū)域?qū)?yīng)的多徑信號，確定與每個所述二維位置區(qū)域?qū)?yīng)的一維振動信號；

基于所述每個二維位置區(qū)域?qū)?yīng)的一維振動信號和預(yù)設(shè)迭代算法，確定與所述目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)的二維軸心軌跡，所述預(yù)設(shè)迭代算法為基于所述一維振動信號在預(yù)設(shè)觀察角度上的投影，對確定的所述二維軸心軌跡進(jìn)行迭代處理，以獲取所述二維軸心軌跡。

可選地，所述基于預(yù)設(shè)半徑約束圓擬合算法和每個所述二維位置區(qū)域?qū)?yīng)的多徑信號，確定與每個所述二維位置區(qū)域?qū)?yīng)的一維振動信號，包括：