專利名稱：激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理方法及裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)單頻的激光源與探測(cè)器處于相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，探測(cè)器所接收到的光頻率是變化的。當(dāng)光源固定時(shí)，光波從運(yùn)動(dòng)的物體散射或反射并由固定的探測(cè)器接收時(shí)，也可觀察到這一現(xiàn)象，這就是多普勒效應(yīng)。多普勒頻移與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系為V=A Xfd/2Xcos Θ其中V為物體移動(dòng)的速度，λ為波長(zhǎng)，fd為多普勒頻移，Θ為激光波束方向與目 標(biāo)運(yùn)動(dòng)方向的夾角。這就是多普勒測(cè)速的基本原理。由于多普勒測(cè)速儀具有多年的發(fā)展歷史，隨著科技的進(jìn)步，信號(hào)處理方法也在不斷的改進(jìn)，有頻譜分析法，頻率跟蹤法，計(jì)數(shù)型處理法，濾波器組，光子相關(guān)頻譜法，數(shù)字相關(guān)信號(hào)處理，數(shù)字快速傅里葉變換信號(hào)處理法等等。但是上述方法均不能很好的在低信噪比的情況下進(jìn)行激光測(cè)速。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理方法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中在低信噪比的情況下不能很好的進(jìn)行激光測(cè)速的問(wèn)題。本發(fā)明的目的主要是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理方法，該方法包括在內(nèi)存中設(shè)置K個(gè)容量為N個(gè)數(shù)據(jù)的環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)和K個(gè)容量為M個(gè)數(shù)據(jù)的線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)與所述線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)，其中，N遠(yuǎn)大于M ；采集被測(cè)速物體返回來(lái)的激光回波信號(hào)數(shù)據(jù)，將該信號(hào)數(shù)據(jù)按時(shí)間順序存儲(chǔ)在環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)內(nèi)，一個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)存滿后，將所述信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到下一個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)中；通過(guò)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)與其相應(yīng)的所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)上的所述信號(hào)數(shù)據(jù)做滑動(dòng)取數(shù)，并對(duì)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉分析，得到該環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為多普勒頻移，并將所述多普勒頻移帶入多普勒頻移與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系式中計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)速度。優(yōu)選地，將所述多普勒頻移帶入多普勒頻移與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系式中計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)速度的步驟具體包括將得到的多普勒頻移帶入V= λ Xfd/2Xcos9式中，得到帶有所述信號(hào)數(shù)據(jù)采集時(shí)間標(biāo)記的物體移動(dòng)的速度，其中V為物體移動(dòng)的速度，λ為波長(zhǎng)，fd為多普勒頻移，Θ為激光波束方向與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方向的夾角。優(yōu)選地，通過(guò)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)與其相對(duì)應(yīng)的所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)上的所述信號(hào)數(shù)據(jù)做滑動(dòng)取數(shù)，并對(duì)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉分析，得到該環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為多普勒頻移的步驟具體包括將第一環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)從I到M的數(shù)據(jù)復(fù)制到第一線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行傅里葉變換，得到結(jié)果記為R1 ；然后將所述第一環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)從2到M+1的數(shù)據(jù)復(fù)制到所述第一線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行傅里葉變換，得到結(jié)果為R2 ；依此類推，對(duì)所述第一環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行滑動(dòng)取數(shù)，依次得到R3、R4……
%-M，在％、R2, R3, R4......Rn_m的結(jié)果中找到幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為所述第一環(huán)形 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的多普勒頻移。本發(fā)明還提供了一種激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理裝置，該裝置包括探測(cè)器，用于采集被測(cè)速物體返回來(lái)的激光回波信號(hào)數(shù)據(jù)，將該信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器；服務(wù)器，用于在內(nèi)存中設(shè)置K個(gè)容量為N個(gè)數(shù)據(jù)的環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)和K個(gè)容量為M個(gè)數(shù)據(jù)的線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)與所述線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)，其中，N遠(yuǎn)大于M ;并接收所述探測(cè)器發(fā)送來(lái)的所述信號(hào)數(shù)據(jù)，并將所述信號(hào)數(shù)據(jù)按時(shí)間順序存儲(chǔ)在環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)，一個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)存滿后，將所述信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到下一個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)中，通過(guò)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)與其相應(yīng)的所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)上的所述信號(hào)數(shù)據(jù)做滑動(dòng)取數(shù)，并對(duì)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉分析，得到每一個(gè)所述環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為多普勒頻移，將所述多普勒頻移帶入多普勒與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系式中計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)速度。優(yōu)選地，所述服務(wù)器還用于，將得到的多普勒頻移帶入V= λ Xfd/2Xcos9式中，得到帶有所述信號(hào)數(shù)據(jù)采集時(shí)間標(biāo)記的物體移動(dòng)的速度，其中V為物體移動(dòng)的速度，λ為波長(zhǎng)，fd為多普勒頻移，Θ為激光波束方向與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方向的夾角。優(yōu)選地，所述服務(wù)器還用于，將第一環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)從I到M的數(shù)據(jù)復(fù)制到第一線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行傅里葉變換，得到結(jié)果記為R1 ;然后將所述第一環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)從2到M+1的數(shù)據(jù)復(fù)制到所述第一線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行傅里葉變換，得到結(jié)果為R2 ;依此類推，對(duì)所述第一環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行滑動(dòng)取數(shù)，依次得到R3、R4……Rm ;在RpR2、R3、R4……Rm的結(jié)果中找到幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為所述第一環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的多普勒頻移。本發(fā)明有益效果如下本發(fā)明提供的一種激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理方法及裝置，將采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)，然后通過(guò)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)分別對(duì)每一個(gè)所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)上的所述信號(hào)數(shù)據(jù)依次做滑動(dòng)取數(shù)，并對(duì)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉分析，得到每一個(gè)所述環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為多普勒頻移，將所述多普勒頻移帶入多普勒與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系式中計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)速度。通過(guò)本發(fā)明的信號(hào)處理方法大大提高了信號(hào)探測(cè)的概率，保證在信號(hào)脫落率很高的條件下仍然能從信噪比比較低的激光回波中提取信號(hào)，得到較準(zhǔn)確的測(cè)速結(jié)果。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且，部分的從說(shuō)明書中變得顯而易見，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫的說(shuō)明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I的激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理方法的流程圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例3激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理的示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例4激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖來(lái)具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中，附圖構(gòu)成本申請(qǐng)一部分，并 與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。實(shí)施例I本發(fā)明實(shí)施例提供了一種激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理方法，參見圖1，該方法包括SlOl、在內(nèi)存中設(shè)置K個(gè)容量為N個(gè)數(shù)據(jù)的環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)和K個(gè)容量為M個(gè)數(shù)據(jù)的線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)與所述線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)，其中，N遠(yuǎn)大于M ;S102、采集被測(cè)速物體返回來(lái)的激光回波的信號(hào)數(shù)據(jù)，將該信號(hào)數(shù)據(jù)按時(shí)間順序存儲(chǔ)在環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)內(nèi)，一個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)存滿后，將所述信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到下一個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)中；每一個(gè)所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)一個(gè)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；S103、通過(guò)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)與其相應(yīng)的所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)上的所述信號(hào)數(shù)據(jù)做滑動(dòng)取數(shù)，并對(duì)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉分析，得到該環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為多普勒頻移；S104、將所述多普勒頻移帶入多普勒與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系式中計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)速度。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理方法，將采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)，然后通過(guò)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)分別對(duì)每一個(gè)所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)上的所述信號(hào)數(shù)據(jù)依次做滑動(dòng)取數(shù)，并對(duì)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉分析，得到每一個(gè)所述環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為多普勒頻移，將所述多普勒頻移帶入多普勒與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系式中計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)速度。通過(guò)本發(fā)明的信號(hào)處理方法大大提高了信號(hào)探測(cè)的概率，保證在信號(hào)脫落率很高的條件下仍然能從信噪比比較低的激光回波中提取信號(hào)，得到較準(zhǔn)確的測(cè)速結(jié)果。實(shí)施例2本發(fā)明實(shí)施例提供了一種激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理方法，參見圖2，該方法包括S201、在內(nèi)存中設(shè)置K個(gè)容量為N個(gè)數(shù)據(jù)的環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)和K個(gè)容量為M個(gè)數(shù)據(jù)的線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；其中，N遠(yuǎn)大于M，K、N和M均為自然數(shù)；S202、采集被測(cè)速物體返回來(lái)的激光回波的信號(hào)數(shù)據(jù)，將該信號(hào)數(shù)據(jù)按時(shí)間順序存儲(chǔ)在環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)內(nèi)，一個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)存滿后，將所述信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到下一個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)中；
S203、將第一環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)從I到M的數(shù)據(jù)復(fù)制到第一線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行傅里葉變換，得到結(jié)果記為R1 ;例如，第一線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)有5個(gè)數(shù)據(jù)的存量，從起始信號(hào)數(shù)據(jù)開始，向下到第5個(gè)數(shù)據(jù)，將這5個(gè)數(shù)據(jù)復(fù)制到第一線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)和該次的取出的數(shù)據(jù)具體如圖4所示；S204、清空所述第一線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的信號(hào)數(shù)據(jù)；S205、將所述第一環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)從2到M+1的數(shù)據(jù)復(fù)制到所述第一線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行傅里葉變換，得到結(jié)果為R2;例如，第一線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)有5個(gè)數(shù)據(jù)的存量，第二次取數(shù)時(shí)，從起始信號(hào)數(shù)據(jù)的第二個(gè)信號(hào)數(shù)據(jù)開始，向下到第6個(gè)數(shù)據(jù)，具體如圖4所示；S206、清空所述第一線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的信號(hào)數(shù)據(jù)；S207、按照S203的方法依次對(duì)所述第一環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行滑動(dòng)取數(shù)，依 次得到R3、R4……Rn-m;S208、在RpHR4……RN_M的結(jié)果中找到幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為所述第一環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的多普勒頻移；S209、按S203-S208的方法，同時(shí)對(duì)第二環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、第三環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)....第K環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)分別用與其相對(duì)應(yīng)的線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行滑動(dòng)取數(shù)和傅里葉變換，得到第二環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、第三環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)....第K環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為各個(gè)環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的多普勒頻移；其中所述形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與所述線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系；S2010、將上述得到的多普勒頻移帶入V ξ λ Xfd/2Xcos Θ式中，得到帶有所述信號(hào)數(shù)據(jù)采集時(shí)間標(biāo)記的物體移動(dòng)的速度，其中V為物體移動(dòng)的速度，λ為波長(zhǎng)，fd為多普勒頻移，Θ為激光波束方向與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方向的夾角。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理方法，通過(guò)在內(nèi)存中設(shè)置多個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)和線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，用線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)分別對(duì)環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行滑動(dòng)取數(shù)，并對(duì)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行傅里葉變換，得到每一個(gè)環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為各個(gè)環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的多普勒頻移，將得到的多普勒頻移帶入V= λ Xfd/2Xcos9式中，得到帶有所述信號(hào)數(shù)據(jù)采集時(shí)間標(biāo)記的物體移動(dòng)的速度。通過(guò)本發(fā)明的信號(hào)處理方法大大提高了信號(hào)探測(cè)的概率，保證在信號(hào)脫落率很高的條件下仍然能從信噪比比較低的激光回波中提取信號(hào)，得到較準(zhǔn)確的測(cè)速結(jié)果，而且，通過(guò)本發(fā)明在內(nèi)存中設(shè)置多個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)和線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，同時(shí)進(jìn)行滑動(dòng)取數(shù)和傅里葉變換，與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)更大量信號(hào)數(shù)據(jù)量的計(jì)算，而且需要的運(yùn)算時(shí)間較短。實(shí)施例3本發(fā)明實(shí)施例提供了一種激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理裝置，參見圖3，包括探測(cè)器31，用于采集被測(cè)速物體返回來(lái)的信號(hào)數(shù)據(jù)，將該信號(hào)數(shù)據(jù)按時(shí)間順序存儲(chǔ)在環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)內(nèi)；服務(wù)器32，用于在內(nèi)存中設(shè)置K個(gè)容量為N個(gè)數(shù)據(jù)的環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)和K個(gè)容量為M個(gè)數(shù)據(jù)的線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)與所述線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)，其中，N遠(yuǎn)大于M ;并接收所述探測(cè)器發(fā)送來(lái)的所述信號(hào)數(shù)據(jù)，并將所述信號(hào)數(shù)據(jù)按時(shí)間順序存儲(chǔ)在環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)，一個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)存滿后，將所述信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到下一個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)中，通過(guò)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)與其相應(yīng)的所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)上的所述信號(hào)數(shù)據(jù)做滑動(dòng)取數(shù)，并對(duì)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉分析，得到每一個(gè)所述環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為多普勒頻移，將所述多普勒頻移帶入多普勒與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系式中計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)速度。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理裝置，探測(cè)器將采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)，然后服務(wù)器通過(guò)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)分別對(duì)每一個(gè)所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)上的所述信號(hào)數(shù)據(jù)依次做滑動(dòng)取數(shù)，并對(duì)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉分析，得到每一個(gè)所述環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為多普勒頻移，并將得到的多普勒頻移帶到V= λ Xfd/2Xcos9中，從而得到帶有所述信號(hào)數(shù)據(jù)采集時(shí)間標(biāo)記的物體移動(dòng)的速度。通過(guò)本發(fā)明的信號(hào)處理裝置大大提高了信號(hào)探測(cè)的概率，保證在信號(hào)脫落率很高的條件下仍然能從信噪比比較低的激光回波中提取信號(hào)，得到較準(zhǔn)確的測(cè)速結(jié)果。實(shí)施例4本發(fā)明實(shí)施例提供了一種激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理裝置，包括 探測(cè)器，用于采集被測(cè)速物體返回來(lái)的信號(hào)數(shù)據(jù)，將該信號(hào)數(shù)據(jù)按時(shí)間順序存儲(chǔ)在環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)內(nèi)；服務(wù)器，用于在內(nèi)存中設(shè)置K個(gè)容量為N個(gè)數(shù)據(jù)的環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)和K個(gè)容量為M個(gè)數(shù)據(jù)的線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；其中，N遠(yuǎn)大于M ;K、N和M為自然數(shù)，將第一環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)從I到M的數(shù)據(jù)復(fù)制到第一線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行傅里葉變換，得到結(jié)果記為R1 ;然后將所述第一環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)從2到Μ+1的數(shù)據(jù)復(fù)制到所述第一線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行傅里葉變換，得到結(jié)果為民；依此類推，對(duì)所述第一環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行滑動(dòng)取數(shù)，依次得到R3、R4……Rm ；在％、R2, R3、R4……Rn_m的結(jié)果中找到幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為所述第一環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的多普勒頻移；按上述方法，同時(shí)對(duì)第二環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、第三環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)..· ·第K環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)分別用與其相對(duì)應(yīng)的線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行滑動(dòng)取數(shù)和傅里葉變換，得到第二環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、第三環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)....第K環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為各個(gè)環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的多普勒頻移；其中所述形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與所述線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系；將上述得到的多普勒頻移帶入V= λ Xfd/2Xcos9式中，得到帶有所述信號(hào)數(shù)據(jù)采集時(shí)間標(biāo)記的物體移動(dòng)的速度，其中V為物體移動(dòng)的速度，λ為波長(zhǎng)，4為多普勒頻移，Θ為激光波束方向與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方向的夾角。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理方法及裝置，將采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)，然后通過(guò)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)分別對(duì)每一個(gè)所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)上的所述信號(hào)數(shù)據(jù)依次做滑動(dòng)取數(shù)，并對(duì)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉分析，得到每一個(gè)所述環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為多普勒頻移，并將得到的多普勒頻移帶到V= λ Xfd/2Xcos9中，從而得到帶有所述信號(hào)數(shù)據(jù)采集時(shí)間標(biāo)記的物體移動(dòng)的速度。通過(guò)本發(fā)明的信號(hào)處理方法大大提高了信號(hào)探測(cè)的概率，保證在信號(hào)脫落率很高的條件下仍然能從信噪比比較低的激光回波中提取信號(hào)，得到較準(zhǔn)確的測(cè)速結(jié)果。而且，本發(fā)明通過(guò)在內(nèi)存中設(shè)置多個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)和線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，同時(shí)進(jìn)行滑動(dòng)取數(shù)和傅里葉變換，與現(xiàn)有技術(shù)相比可實(shí)現(xiàn)更大量信號(hào)數(shù)據(jù)量的計(jì)算，而且并行運(yùn)算的速度較聞。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā) 明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.ー種激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理方法，其特征在于，包括 在內(nèi)存中設(shè)置K個(gè)容量為N個(gè)數(shù)據(jù)的環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)和K個(gè)容量為M個(gè)數(shù)據(jù)的線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)與所述線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)，其中，N遠(yuǎn)大于M ； 采集被測(cè)速物體返回來(lái)的激光回波信號(hào)數(shù)據(jù)，將該信號(hào)數(shù)據(jù)按時(shí)間順序存儲(chǔ)在環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)內(nèi)，一個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)存滿后，將所述信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到下ー個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)中； 通過(guò)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)與其相應(yīng)的所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)上的所述信號(hào)數(shù)據(jù)做滑動(dòng)取數(shù)，并對(duì)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉分析，得到該環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為多普勒頻移，并將所述多普勒頻移帶入多普勒頻移與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系式中計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在干，將所述多普勒頻移帶入多普勒頻移與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系式中計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)速度的步驟具體包括 將得到的多普勒頻移帶入V ε λ Xfd/2Xcos9式中，得到帶有所述信號(hào)數(shù)據(jù)采集時(shí)間標(biāo)記的物體移動(dòng)的速度，其中V為物體移動(dòng)的速度，λ為波長(zhǎng)，fd為多普勒頻移，Θ為激光波束方向與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方向的夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，通過(guò)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)與其相對(duì)應(yīng)的所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)上的所述信號(hào)數(shù)據(jù)做滑動(dòng)取數(shù)，并對(duì)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉分析，得到該環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為多普勒頻移的步驟具體包括 將第一環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)從I到M的數(shù)據(jù)復(fù)制到第一線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行傅里葉變換，得到結(jié)果記為R1 ； 然后將所述第一環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)從2到M+1的數(shù)據(jù)復(fù)制到所述第一線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行傅里葉變換，得到結(jié)果為R2; 依此類推，對(duì)所述第一環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行滑動(dòng)取數(shù)，依次得到R3、R4……Rm ； 在も、R2, R3、R4……Rn_m的結(jié)果中找到幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為所述第一環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的多普勒頻移。
4.ー種激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理裝置，其特征在于，包括 探測(cè)器，用于采集被測(cè)速物體返回來(lái)的激光回波信號(hào)數(shù)據(jù)，將該信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器； 服務(wù)器，用于在內(nèi)存中設(shè)置K個(gè)容量為N個(gè)數(shù)據(jù)的環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)和K個(gè)容量為M個(gè)數(shù)據(jù)的線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)與所述線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)，其中，N遠(yuǎn)大于M ;并接收所述探測(cè)器發(fā)送來(lái)的所述信號(hào)數(shù)據(jù)，并將所述信號(hào)數(shù)據(jù)按時(shí)間順序存儲(chǔ)在環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)，一個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)存滿后，將所述信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到下ー個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)中，通過(guò)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)與其相應(yīng)的所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)上的所述信號(hào)數(shù)據(jù)做滑動(dòng)取數(shù)，并對(duì)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉分析，得到每ー個(gè)所述環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為多普勒頻移，將所述多普勒頻移帶入多普勒與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系式中計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在干， 所述服務(wù)器還用于，將得到的多普勒頻移帶入V ε λ Xfd/2Xcos9式中，得到帶有所述信號(hào)數(shù)據(jù)采集時(shí)間標(biāo)記的物體移動(dòng)的速度，其中V為物體移動(dòng)的速度，λ為波長(zhǎng)，4為多普勒頻移，Θ為激光波束方向與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方向的夾角。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的裝置，其特征在干， 所述服務(wù)器還用于，將第一環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)從I到M的數(shù)據(jù)復(fù)制到第一線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行傅里葉變換，得到結(jié)果記為R1 ;然后將所述第一環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)從2到M+1的數(shù)據(jù)復(fù)制到所述第一線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行傅里葉變換，得到結(jié)果為R2 ;依此類推，對(duì)所述第一環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行滑動(dòng)取數(shù)，依次得到R3、R4……Rn-m ;在RpHR4……Rn_m的結(jié)果中找到幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為所述第一環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的多普勒頻移。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種激光多普勒測(cè)速的信號(hào)處理方法及裝置，能夠在低信噪比的情況下得到較好的激光測(cè)速結(jié)果，該方法包括在內(nèi)存中設(shè)置K個(gè)容量為N個(gè)數(shù)據(jù)的環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)和K個(gè)容量為M個(gè)數(shù)據(jù)的線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，采集被測(cè)速物體返回來(lái)的激光回波信號(hào)數(shù)據(jù)，將該信號(hào)數(shù)據(jù)按時(shí)間順序存儲(chǔ)在環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)內(nèi)，一個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)存滿后，將所述信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到下一個(gè)環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)中；通過(guò)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)與其相應(yīng)的所述環(huán)形儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)上的所述信號(hào)數(shù)據(jù)做滑動(dòng)取數(shù)，并對(duì)線列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉分析，得到該環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中幅度最大值對(duì)應(yīng)的頻率，作為多普勒頻移，并將所述多普勒頻移帶入多普勒頻移與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系式中計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)速度。
文檔編號(hào)G01S17/58GK102854512SQ20121035997
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者眭曉林, 劉波, 張穎, 吳健, 曹昌東, 顏?zhàn)雍? 熊文龍 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十一研究所