The present invention relates to Doppler signal processing. In order to track the frequency of Doppler signal in real time, filter the base signal effectively, achieve a large speed measurement range, high efficiency, low cost, the present invention, the adaptive selection method of laser Doppler signal filter band, according to the bandwidth of Doppler frequency, the filter band is divided into four filters. Each filter band is implemented by a finite-length unit impulse response filter FIR filter with a fixed bandwidth; the four filter bands are selected according to the order of filter band 1, filter band 2, filter band 3, filter band 4; and the difference between the two is the time spent in signal processing, according to the order of filter band 1, filter band 2, filter band 3, filter band 4. The maximum acceleration of the measured object is calculated to get the maximum value of the velocity variation of the measured object in time_t, and the maximum value of Doppler frequency variation_fd at the next time is obtained. The overlap between the four filtering bands is determined according to the maximum value of the frequency variation. The invention is mainly applied to the occasions of speed measurement.
【技术实现步骤摘要】
激光多普勒信号滤波带自适应选择及测试方法
本专利技术涉及基于FPGA的多普勒信号处理算法,具体涉及一种基于FIR的滤波带自适应选择算法,尤其涉及激光多普勒信号滤波带自适应选择方法。
技术介绍
当一束激光照射在物体表面时,由于物体的运动速度使得物体表面接收的散射的激光的频率发生改变,即多普勒频移,因此利用物体运动速度和多普勒频移的关系可以实现物体运动速度的测量,还可进一步实现加速度和长度的测量。在测量物体速度时,需要对激光多普勒频移信号进行提取,提取前往往需要对初始信号进行一定的处理,其中最为重要的过程在于滤除噪声和基底信号。尤其是在测量速度范围较大的时候,当速度较大的时候,基底信号的频率也随之增大,其频谱会与通频带重叠,必须有效滤除噪声和基底信号才能保证测量的精度。固定带宽滤波是频率信号处理的一种常用方法,该方法通过限制测量系统带宽来达到滤除噪声的目的,该方法的优点是容易实现,结构简单,但是此种技术只适用于信号频谱和噪声频谱没有重叠的前提下,这样才能把信号和噪声完全分离开来,但实际情况信号频谱和噪声频谱往往是重叠的,只适用于信号频带固定的情况,而多普勒信号的频率是跟随物体的运动速度变化的,尤其是速度变化范围较大时,该方法在测量高速时不能滤除基底信号;时域信号的平均处理技术,该方法在噪声信号是随机分布的情况下,通过对信号进行多次测量取平均值的方法来滤除部分噪声,该方法的优点是计算量相对较小,但是该方法只适用于低频信号的处理,而多普勒信号的频率根据物体运动速度而定,速度快则频率高;自相关检测技术,该技术是运用信号的周期性和噪声的随机性,通过自相关和互相关运算达 ...
【技术保护点】
1.一种激光多普勒信号滤波带自适应选择方法,其特征是,根据多普勒频率的带宽将滤波的通频带分成四个滤波带,每一滤波带分别由一个固定带宽的有限长单位冲激响应滤波器FIR滤波器实现;四个滤波带是依次进行判断选择的,即按照滤波带1,滤波带2,滤波带3,滤波带4的顺序执行,相邻两个滤波带之间相互重叠;记录自适应滤波前及多普勒频率提取后的时刻,并求出两者的差值即信号处理花费的时间,根据被测物体的最大加速度计算出在时间Δt内被测物体运行速度变化的最大值,根据多普勒频率与速度之间的关系,求出下一时刻多普勒频率变化的最大值Δfd,根据该频率变化最大值来确定四个滤波带之间的重叠部分。
【技术特征摘要】
1.一种激光多普勒信号滤波带自适应选择方法,其特征是,根据多普勒频率的带宽将滤波的通频带分成四个滤波带,每一滤波带分别由一个固定带宽的有限长单位冲激响应滤波器FIR滤波器实现;四个滤波带是依次进行判断选择的,即按照滤波带1,滤波带2,滤波带3,滤波带4的顺序执行,相邻两个滤波带之间相互重叠;记录自适应滤波前及多普勒频率提取后的时刻,并求出两者的差值即信号处理花费的时间,根据被测物体的最大加速度计算出在时间Δt内被测物体运行速度变化的最大值,根据多普勒频率与速度之间的关系,求出下一时刻多普勒频率变化的最大值Δfd,根据该频率变化最大值来确定四个滤波带之间的重叠部分。2.如权利要求1所述的激光多普勒信号滤波带自适应选择方法,其...
【专利技术属性】
技术研发人员:王鹏,耿凯,白金成,孙长库,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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