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对代表物理系统的至少一项物理属性的信号进行处理技术方案

技术编号:18255342 阅读:6 留言:0更新日期:2018-06-20 07:32
本发明专利技术公开了对代表物理系统的至少一项物理属性的信号进行处理。实施例涉及一种对代表物理系统(1,2)的至少一项物理属性的信号进行处理的方法,所述方法包括:生成(200)预测信号集合,所述预测信号集合包括至少一个成员,每一个成员表示物理系统的物理状态;根据所述物理状态对于每一个成员生成针对所述信号的预测波形(201);以及把每一个预测波形与所述信号进行比较(202),以便确定由为之生成预测信号的成员所表示的物理状态与物理系统的实际物理状态相匹配的准确度。在一个示例性实施例中,所述物理系统是轮胎,并且所述状态包括轮胎内的气压。

Processing signals representing at least one physical property of a physical system.

The invention discloses processing of signals representing at least one physical property of a physical system. An embodiment is concerned with a method of processing a signal representing at least one physical attribute of a physical system (1, 2). The method includes: generating (200) a set of prediction signals, the prediction signal set including at least one member, each member representing the physical state of the physical system; and each of the physical states for each of the physical states. One member generates a prediction waveform (201) for the signal described, and compares each predicted waveform with the signal (202) to determine the accuracy of the physical state represented by a member of the prediction signal for which the physical state of the physical system matches the physical state of the physical system. In one exemplary embodiment, the physical system is a tire, and the state includes air pressure inside the tire.

【技术实现步骤摘要】
对代表物理系统的至少一项物理属性的信号进行处理
本专利技术涉及一种对代表物理系统的至少一项物理属性的信号进行处理的方法以及相关联的装置。
技术介绍
使用从目标反射的辐射收集的技术是众所周知的;这样的技术的实例包括RADAR(雷达)(使用无线电波)、LIDAR(激光雷达)(使用光波)和SONAR(声纳)(使用声波)。通常来说,对所接收到的辐射实施某种自动处理,以便估计与目标的位置有关的数据(例如范围和/或方位)。以例如可以被用来检测寄主车辆周围的其他车辆的车辆RADAR系统(如在作为WO2004/053521公布的PCT专利申请中描述的)为例,通常使用传送频率调制信号的频率调制连续波(FMCW)雷达。在其中调制是简单锯齿斜波的实例中,可以在接收到反射信号时使用所传送的输出与反射信号之间的频率差来估计对象的距离。这通常将是通过把输出和输入信号进行混频并且检测差拍信号而实现的。可以使用混频信号中的另一个频率分量(多普勒分量)来估计对象的速度。迄今为止,特别在FMCW雷达系统中对于此类信号的分析涉及到反射信号的频谱分析。这意味着在进行进一步的分析之前把接收到的反射辐射(通常是在与输出信号进行了混频之后)转换到频域中。随后可以通过在所确定的频谱中寻找峰值来确定目标的位置和速度。用于计算这些频谱的典型数学方法是快速傅立叶变换(FFT)。FFT实施起来是处理器密集的并且会使用大量存储器带宽,因为所使用的算法需要按照非顺序方式对存储器的广大区域进行存取。此外,可以从这样的频谱分析返回的数据实际上被限制到位置和速度、加速度以及导致频率元之间的信号“拖尾(smearing)”的加加速度(jerk)(加速度的改变速率)。为了实施FFT算法,需要将数据分批到冗长的(lengthy)顺序组块中。这也意味着FFT将提供组块周期上的频谱的时间平均度量。与基于谐振的系统的物理状态的测量有关的技术是已知的,但是通常依赖于所测量的波形是静态的。因此,所述技术对于动态系统不是非常有用。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面,我们提供一种对代表物理系统的至少一项物理属性的信号进行处理的方法,所述方法包括:生成预测信号集合,所述预测信号集合包括至少一个成员,每一个成员表示物理系统的物理状态;根据所述物理状态对于每一个成员生成针对所述信号的预测波形;以及把每一个预测波形与所述信号进行比较,以确定由为之生成预测信号的成员所表示的物理状态与物理系统的实际物理状态相匹配的准确度。因此我们认识到,有可能使用所接收到的信号对系统的物理状态进行建模,并且可以在时域中对系统进行表征而无需实施频谱分析(例如快速傅立叶变换(FFT)等等)。在所建模的参数方面,所述模型可以是非常灵活的。通常来说,所述物理系统将使得所述信号不表示从目标反射的所接收到的辐射,或者如果所述信号确实表示从目标反射的所接收到的辐射,则所述物理状态不表示目标的状态。通常来说,所述物理状态不包括目标的位置、速度、加速度和/或加加速度。所述信号可以包括周期性分量,尽管所述信号的频谱可以发生变化。所述方法可以包括利用驱动信号来驱动物理系统。通常来说,所述驱动信号将包括周期性分量,所述周期性分量具有邻近物理系统的谐振频率的峰值功率;所谓邻近可以是处于谐振频率的10%、5%、2%或1%内。所述信号可以包括物理系统对驱动信号的响应。取代简单地取得物理系统对于激励的响应的频谱,本专利技术的方法提供了更加灵活的信号分析系统。此外,分辨率仅受限于可用的观测时间,而不受限于在频谱分析方法中将会需要的频率元的数目,其中频率元的数目越多,进行计算所需要的计算能力和存储的数量也越多。所述生成预测波形的步骤可以包括估计驱动信号的波形并且对驱动信号的波形应用至少一项变换,以便得到预测波形。所述至少一项变换可以取决于系统的每一个物理状态。通过从驱动信号开始,可以允许为传送出所传送的辐射的传送器的操作;这样的系统可以容许不准确或非线性的调制,而现有技术的频谱分析频率调制连续波(FMCW)雷达则对于所使用调制是敏感的。实际上,可以使用任何方便的调制方案,比如频率调制连续波(FMCW)。如果所述物理状态包括从该处反射辐射的目标的位置,则所述至少一项变换可以包括根据目标相距接收器的范围来修改波形的频率和相位。如果使用多个接收器,这可以导致目标的正确位置快速地显现,因为所述位置将由各个范围以高相关发生重叠的点给出。如果所述物理状态包括从该处反射辐射的目标的位置,则所述至少一项变换可以包括根据目标的位置对波形的幅度进行变换。这可以导致更加准确的参数估计,因为采用频谱分析的方法通常仅使用幅度来确定返回强度(并且因此是这样的系统对于假定目标的置信度)。可以根据位置对幅度进行变换,从而不仅考虑到目标的尺寸和/或位置(特别是考虑到随着目标的范围而减小的信号幅度),而且还考虑到传送器和接收器在范围和/或方位两个方面的差异化行为。应当注意到的是,许多雷达和其他此类系统天线基于角度位置(例如旁瓣)具有显著的增益改变;这种方法可以利用这一点来估计参数。所述方法可以包括潜在地在一个或多个接收器处接收信号,这可以包括经过物理系统的驱动信号;经过物理系统可以包括经过物理系统被传送和反射的至少其中一者。在一个实施例中,所述物理系统是定义具有内部流体(通常是压力)的空隙的封装,比如车辆轮胎或者管道、管路或干线。所述物理状态因此可以包括内部流体压力。在所述空隙内可以有通常被形成为胶囊的谐振腔室。所述腔室可以具有定义谐振频率的特征规格,比如长度或宽度。通常来说,所述腔室将处于所述空隙内但是相对于所述空隙被密封,从而使得空隙内的发生改变的流体压力可以导致腔室的尺寸并且从而导致谐振频率发生变化。通过引入可以包括邻近谐振频率的射频信号的驱动信号,可以在腔室中导致一些谐振。所述方法可以包括测量系统对于驱动信号的响应,因此所述方法可以包括接收射频信号以作为所述信号。所述信号在这种情况下可以包括腔室内的衰减谐振。如果所述封装受到外部物理输入的影响,则所述物理状态可以包括所述物理输入的表示。在车辆轮胎的实例中,所述物理状态可以包括车辆轮胎的旋转速度,并且可选地还有正在其上驱动车辆轮胎的表面的特性,比如其垂直廓线。所述把预测波形与信号波形进行比较的步骤可以包括确定预测信号与信号波形之间的相关性。所述方法可以包括通过确定预测信号与信号波形的相关度来确定每一个预测信号与信号波形的拟合度。通常来说,所述物理系统的物理状态可以包括参数集合,所述参数集合包括物理系统的物理状态的至少一个参数。所述生成预测信号集合的步骤可以包括生成散布在由所述参数集合定义的参数空间中的成员集合。所述成员可以被随机地或伪随机地散布在所述参数空间中。但是所述散布可以被加权到更有可能在其中找到紧密匹配的信号的区域。在预测波形与所接收到的波形之间的比较之后,所述方法可以包括利用所述参数空间中的成员重新填充所述预测信号集合,从而使得所述成员优选地以更高的相关度围绕重新填充之前的所述集合的成员被散布。可以围绕具有较低相关度的成员散布更少的成员或者不散布成员;实际上,可以从所述预测信号集合中去除具有低于阈值的相关度或者具有最低相关度的成员。在重新填充所述预测信号集合之后,所述方法可以重复所述比较每一个预测信号的步骤,通常重本文档来自技高网
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对代表物理系统的至少一项物理属性的信号进行处理

【技术保护点】
1.一种对代表物理系统的至少一项物理属性的信号进行处理的方法,所述方法包括:生成预测信号集合,所述预测信号集合包括至少一个成员,每一个成员表示所述物理系统的物理状态;根据所述物理状态对于每一个成员生成针对所述信号的预测波形;以及把每一个预测波形与所述信号进行比较,以确定由为之生成预测信号的成员所表示的物理状态与所述物理系统的实际物理状态相匹配的准确度;其中,所述物理系统使得所述信号不表示从目标反射的所接收到的辐射,或者如果所述信号确实表示从目标反射的所接收到的辐射,则所述物理状态不表示所述目标的状态,或者至少不包括所述目标的位置、速度、加速度和/或加加速度;其中,所述物理系统的物理状态包括参数集合,所述参数集合包括所述物理系统的物理状态的至少一个参数,并且其中所述生成预测信号集合的步骤包括生成散布在由所述参数集合定义的参数空间中的成员集合;并且所述方法还包括:在预测波形与所接收到的波形之间的比较之后,利用所述参数空间中的成员重新填充所述预测信号集合,从而使得所述成员优选地以更高的相关度围绕重新填充之前的所述集合的成员被散布。

【技术特征摘要】
2016.12.08 GB 1620912.41.一种对代表物理系统的至少一项物理属性的信号进行处理的方法,所述方法包括:生成预测信号集合,所述预测信号集合包括至少一个成员,每一个成员表示所述物理系统的物理状态;根据所述物理状态对于每一个成员生成针对所述信号的预测波形;以及把每一个预测波形与所述信号进行比较,以确定由为之生成预测信号的成员所表示的物理状态与所述物理系统的实际物理状态相匹配的准确度;其中,所述物理系统使得所述信号不表示从目标反射的所接收到的辐射,或者如果所述信号确实表示从目标反射的所接收到的辐射,则所述物理状态不表示所述目标的状态,或者至少不包括所述目标的位置、速度、加速度和/或加加速度;其中,所述物理系统的物理状态包括参数集合,所述参数集合包括所述物理系统的物理状态的至少一个参数,并且其中所述生成预测信号集合的步骤包括生成散布在由所述参数集合定义的参数空间中的成员集合;并且所述方法还包括:在预测波形与所接收到的波形之间的比较之后,利用所述参数空间中的成员重新填充所述预测信号集合,从而使得所述成员优选地以更高的相关度围绕重新填充之前的所述集合的成员被散布。2.一种对代表物理系统的至少一项物理属性的信号进行处理的方法,所述方法包括:生成预测信号集合,所述预测信号集合包括至少一个成员,每一个成员表示所述物理系统的物理状态;根据所述物理状态对于每一个成员生成针对所述信号的预测波形;以及把每一个预测波形与所述信号进行比较,以确定由为之生成预测信号的成员所表示的物理状态与所述物理系统的实际物理状态相匹配的准确度;所述方法包括利用驱动信号来驱动所述物理系统,所述驱动信号包括周期性分量,所述周期性分量具有邻近所述物理系统的谐振频率的峰值功率。3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述物理系统使得所述信号不表示从目标反射的所接收到的辐射,或者如果所述信号确实表示从目标反射的所接收到的辐射,则所述物理状态不表示所述目标的状态,或者至少不包括所述目标的位置、速度、加速度和/或加加速度。4.根据权利要求1所述的方法,包括利用驱动信号来驱动所述物理系统。5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述驱动信号包括周期性分量,所述周期性分量具有邻近所述物理系统的谐振频率的峰值功率。6.根据权利要求1到5中的任一项所述的方法,其中,所述信号包括周期性分量,但是其中所述信号的频谱会发生变化。7.根据权利要求1到5中的任一项所述的方法,其中,所述物理系统是定义具有内部流体压力的空隙的封装,比如车辆轮胎或者管道、管路或干线...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·J·汤普森
申请(专利权)人:TRW有限公司
类型:发明
国别省市:英国,GB

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