均衡测距精度与运算量的方法技术

均衡测距精度与运算量的方法，设定数据长度为Data_N，FFT变换点数为FFT_N，所需要分析的数据为Czt_sig，进行CZT所得到的点数为Czt_Pp_M，根据门限检测模块，得到目标数目N_mubiao及各个目标在频谱中的位置k1；如目标数目N_mubiao<＝N1，则直接对该点与前后两个点进行CZT计算峰值位置；如目标数目N_mubiao＞N1，则对判决出的前N1个目标采用CZT计算峰值位置，对其他数据采用二项式拟合计算峰值位置，根据峰值位置来获得差频频率。该方法既能保证在主要目标的距离分辨力和分辨率，又能在现有的硬件基础上，满足系统的实时性要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于测距精度
，具体说是一种均衡测距精度与运算量的方法。
技术介绍
为提高测距精度，则需要提高频谱峰值的估计精度，可采用的方法有对需要分析的频谱区间进行插值算法、CZT即线性调频Z变换或者小波分析。二项式拟合属于插值算法的一种，如果二项式拟合估计频谱峰值，频谱估计的精度不高，采用CZT或者小波分析的方法，则运算量很大，尤其是当目标数目较多，如果对每个频谱峰值都进行CZT，由于运算量过大，甚至会造成系统死机。
技术实现思路
针对现有技术存在上述缺点或者不足，本专利技术提供了一种均衡测距精度与运算量的方法，既能保证在主要目标的距离分辨力和分辨率，又能在现有的硬件基础上，满足系统的实时性要求。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是，均衡测距精度与运算量的方法，设定数据长度为Data_N，FFT变换点数为FFT_N，所需要分析的数据为Czt_sig，进行CZT所得到的点数为Czt_Pp_M，根据门限检测模块，得到目标数目N_mubiao及各个目标在频谱中的位置k1；如目标数目N_mubiao<＝N1，则直接对该点与前后两个点进行CZT计算峰值位置；如目标数目N_mubiao＞N1，则对判决出的前N1个目标采用CZT计算峰值位置，对其他数据采用二项式拟合计算峰值位置，根据峰值位置来获得差频频率。进一步的，所述CZT计算峰值位置的步骤具体为：S1.设置根据目标所在的位置k1，计算CZT变换的起始相位角；S2.求出抽样点的矢量长度Czt_A和螺线的伸展率Czt_W:S3.计算中间变量信号L点序列Czt_g(n)和L点序列Czt_h(n)；S4.进而求取Czt_g(n)和Czt_h(n)的圆周卷积Czt_q(n)；S5.最后求得所需的CZT后的频谱信息：进一步的，步骤S1中起始相位角为：Czt_qs_jd＝2*π*(k1-1)/Data_N。进一步的，步骤S2中抽样点的矢量长度Czt_A和螺线的伸展率Czt_W为：Czt_A＝Czt_A0*exp(Czt_qs_jd)Czt_W＝Czt_W0*exp(-j*(k2-k1)/(2*Czt_Pp_M)2*π/Data_N)。进一步的，计算中间变量信号L点序列Czt_g(n)和L点序列Czt_h(n)为：Czt_g(n)=Czt_A-n*Czt_Wn22*Czt_sig(n)0≤n≤Data_N-10Data_N≤n≤Czt_L-1]]>Czt_h(n)=Czt_W-n220≤n≤Czt_Pp_M0Czt_Pp_M≤n≤Czt_L-Data_NCzt_W-(Czt_L-n)22Czt_L-Data_N+1≤n≤Czt_L-1]]>进一步的，步骤S4中先求得Czt_g(n)和Czt_h(n)的频谱Czt_G_P和Czt_H_P，将其频谱相乘然后取逆FFT变换IFFT得到圆周卷积Czt_q(n)。进一步的，步骤S5中所需的CZT后的频谱信息为：Czt_Z_P(n)=Czt_Wn22*Czt_q(n)0≤n≤Czt_Pp_M-1.]]>进一步的，所述的二项式拟合的具体为：采用y＝-a*(x-b)2+c来实现，其中a、b、c为需要确定的系数，x为所需处理的数据在频谱中的位置，y为实际测得的数据，设需要处理的数据为(x1,y1)，(x2,y2)，(x3,y3)；其中x3＝x2+1＝x1+2；则y1＝-a*(x1-b)2+c①y2＝-a*(x2-b)2+c＝-a*(x1+1-b)2+c②y3＝-a*(x3-b)2+c＝-a*(x1+2-b)2+c③公式②减去①化简可得：y2-y1＝-a*(2*x1-2*b+1)④公式③减去①化简可得：y3-y1＝-2*a*(2*x1-2*b+2)⑤将④带入⑤，化简可得：a＝y2-1/2*(y1+y3)⑥b＝x1+1/2-(y1-y2)/(2*a)⑦根据公式⑦和三个数据点的大小及位置，得出更精确的频谱峰值点位置b，该点对应的信号频率f为f＝b*fs/N_FFT。作为更进一步的，CZT采用递推算法。本专利技术由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：既能保证在主要目标的距离分辨力和分辨率，又能在现有的硬件基础上，满足系统的实时性要求。本专利技术可通过设定所需要进行CZT分析的目标数目来均衡测距精度和运算量增加之间的矛盾。附图说明本专利技术共有附图3幅：图1为本专利技术流程框图；图2为CZT的原理框图；图3为CZT的实现框图。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的具体说明。实施例1均衡测距精度与运算量的方法，设定数据长度Data_N为996，FFT变换点数FFT_N为1024，所需要分析的数据为Czt_sig，进行CZT所得到的点数为Czt_Pp_M，根据门限检测模块，得到目标数目N_mubiao及各个目标在频谱中的位置k1(目标频谱的峰值点位置)；如目标数目N_mubiao<＝4，则直接对该点与前后两个点进行CZT计算峰值位置；如目标数目N_mubiao＞4，则对判决出的前N1个目标采用CZT计算峰值位置，对其他数据采用二项式拟合计算峰值位置，根据峰值位置来获得差频频率。所述CZT计算峰值位置的步骤具体为：S1：根据目标所在的位置k1，计算出CZT变换的起始相位角Czt_qs_jd＝2*π*(k1-1)/Data_N初始化抽样点的矢量长度Czt_A0＝1，螺线的伸展率Czt_W0＝1；在本设计中设定需扩展的序列长度Czt_L＝1024.S2：计算抽样点的矢量长度Czt_A和螺线的伸展率Czt_W:Czt_A＝Czt_A0*exp(Czt_qs_jd)Czt_W＝Czt_W0*exp(-j*(k2-k1)/(2*Czt_Pp_M)2*π/Data_N)S3：计算中间变量信号L点序列Czt_g(n)和L点序列Czt_h(n):Czt_g(n)=Czt_A-n*Czt_Wn22*Czt_sig(n)0≤n≤Data_N-10Data_N≤n≤Czt_L-1]]>(2-12)Czt_h(n)=Czt_W-n220≤n≤Czt_Pp_M0Czt_Pp_M≤n≤Czt_L-Data_NCzt_W-(Czt_L-n)22Czt_L-Data_N+1&本文档来自技高网...

【技术保护点】
均衡测距精度与运算量的方法，其特征在于，设定数据长度为Data_N，FFT变换点数为FFT_N，所需要分析的数据为Czt_sig，进行CZT所得到的点数为Czt_Pp_M，根据门限检测模块，得到目标数目N_mubiao及各个目标在频谱中的位置k1；如目标数目N_mubiao<＝N1，则直接对该点与前后两个点进行CZT计算峰值位置；如目标数目N_mubiao＞N1，则对判决出的前N1个目标采用CZT计算峰值位置，对其他目标采用二项式拟合计算峰值位置，根据峰值位置来获得差频频率。

【技术特征摘要】
1.均衡测距精度与运算量的方法，其特征在于，设定数据长度为
Data_N，FFT变换点数为FFT_N，所需要分析的数据为Czt_sig，进
行CZT所得到的点数为Czt_Pp_M，根据门限检测模块，得到目标数
目N_mubiao及各个目标在频谱中的位置k1；
如目标数目N_mubiao<＝N1，则直接对该点与前后两个点进行CZT
计算峰值位置；如目标数目N_mubiao＞N1，则对判决出的前N1个目
标采用CZT计算峰值位置，对其他目标采用二项式拟合计算峰值位
置，根据峰值位置来获得差频频率。
2.根据权利要求1所述的均衡测距精度与运算量的方法，其特征在
于，所述CZT计算峰值位置的步骤具体为：
S1.根据目标所在的位置k1，计算CZT变换的起始相位角；
S2.求出抽样点的矢量长度Czt_A和螺线的伸展率Czt_W；
S3.计算中间变量信号L点序列Czt_g(n)和L点序列Czt_h(n)；
S4.进而求取Czt_g(n)和Czt_h(n)的圆周卷积Czt_q(n)；
S5.最后求得所需的CZT后的频谱信息。
3.根据权利要求2所述的均衡测距精度与运算量的方法，其特征在
于，步骤S1中起始相位角为：
Czt_qs_jd＝2*π*(k1-1)/Data_N。
4.根据权利要求2所述的均衡测距精度与运算量的方法，其特征在
于，步骤S2中抽样点的矢量长度Czt_A和螺线的伸展率Czt_W为：
Czt_A＝Czt_A0*exp(Czt_qs_jd)
Czt_W＝Czt_W0*exp(-j*(k2-k1)/(2*Czt_Pp_M)2*π/Data_N)。
5.根据权利要求2所述的均衡测距精度与运算量的方法，其特征在
于，计算中间变量信号L点序列Czt_g(n)和L点序列Czt_h(n)为：
Czt_g(n)=Czt_A-n*Czt_Wn22*Czt_sig(n)0≤n≤Data_N-10Data_N≤n≤Czt_L-1]]>Czt_h(n)=Czt_W-n2...

【专利技术属性】
技术研发人员：田雨农，苏鹏达，周秀田，史文虎，
申请(专利权)人：大连楼兰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21