The present invention relates to an estimation method of the direction of arrival of an inductor array. In the estimation method provided by the present invention, DOA estimation is a direct iteration calculation of the increment of DOA so as to gradually converge to the vicinity of the target DOA value. The calculation amount is greatly reduced when each DOA estimation is obtained, because it is obtained without scanning all possible directions one by one in the calculation process. After the spatial spectrum is reached, the direction corresponding to the maximum value is judged. Therefore, on the premise of achieving the same estimation accuracy, the estimation method provided by the present invention reduces the computational amount by 2 to 3 orders of magnitude compared with the one-by-one scanning technology, and realizes real-time positioning while reducing the computational amount. The estimation method provided by the present invention adopts an approximation algorithm, and the topological structure rules of the array are not affected. Since the calculation of the estimation method provided by the present invention is sound, the estimation method provided by the present invention can be used to estimate the direction of arrival of various regular and irregular arrays, thus improving practicability.
【技术实现步骤摘要】
一种感应器列阵来波方向的估计方法
本专利技术属于列阵信号处理
,具体涉及一种感应器列阵来波方向的估计方法。
技术介绍
在语音学、地震学、声纳和雷达系统领域中,DOA(DirectionofArrival,DOA)估计技术扮演着十分重要的角色。然而,DOA估计技术中,估计感应器列阵阵元中的每一帧方向是估计感应器来波方向的基础,所以,准确的确定感应器列阵阵元中每一帧的方向对估计感应器来波方向起到重要的作用。在DOA技术中目前普遍应用最广的是MVDR(Minimumvariancedistortionlessresponse)空间普估计算法,该算法运算规律性强,算法鲁棒性优异,可以使用各种信号条件下的来波方向估计,但是其缺点也很明显,由于需要通过二维搜索确定来波方向,因此运算量巨大,很难集成进低功耗设备中进行实时运算,限制了该算法的进一步应用。现有超分辨率估计算法中,多重信号分类法MUSIC(MultipleSignalClassification,MUSIC)根据信号特征空间和噪声特征空间正交的特性,搜索所有可能的方向候选值来确定最适合的值作为DOA估计,MUSIC算法普遍适合任意列阵,但往往需要进行多维的空间搜索,之后再与基础数据进行比对,运算量相当大,实时定位困难。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题,本专利技术提供了一种感应器列阵来波方向的估计方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现:本专利技术实施例提供了一种感应器列阵来波方向的估计方法,包括步骤:S1.获取待测N列阵阵元,N为正整数;S2.对所述待测N列阵阵元中的每一列阵阵元 ...
【技术保护点】
1.一种感应器列阵来波方向的估计方法,其特征在于,包括步骤:S1.获取待测N列阵阵元,N为正整数;S2.对所述待测N列阵阵元中的每一列阵阵元接收到的信号数据进行分帧,所述每一列阵阵元均得到M帧时域数据,M为正整数;S3.对各所述每一列阵阵元的M帧时域数据进行转换,得到每一帧时域数据对应的频域数据,并设定初始方向估计值;S4.将各列阵阵元中的第一帧均作为当前帧,获取各所述当前帧的频域数据中第一频点的数据,将所述第一频点作为当前频点;S5.根据所述当前频点,计算得到所述当前频点数据的频域快拍信号;S6.通过所述频域快拍信号,计算得到所述当前频点的协方差矩阵的逆矩阵;将所述初始方向估计值作为当前方向估计值;S7.根据预设方法计算,得到所述当前频点相对于所述当前方向估计值的调整量;S8.将各所述当前帧所有频点的目标频点中除所述第一频点外的所有频点均作为当前频点,重复步骤S5‑S7,计算所述当前帧中的目标频点的方向估计值调整量,并将各所述调整量求和,得到调整量累计值;S9.判断所述调整量累计值的绝对值是否大于给定的门限阈值的大小;如果大于,根据预设方法更新所述当前方向估计值,直至满足预设条件,停 ...
【技术特征摘要】
1.一种感应器列阵来波方向的估计方法,其特征在于,包括步骤:S1.获取待测N列阵阵元,N为正整数;S2.对所述待测N列阵阵元中的每一列阵阵元接收到的信号数据进行分帧,所述每一列阵阵元均得到M帧时域数据,M为正整数;S3.对各所述每一列阵阵元的M帧时域数据进行转换,得到每一帧时域数据对应的频域数据,并设定初始方向估计值;S4.将各列阵阵元中的第一帧均作为当前帧,获取各所述当前帧的频域数据中第一频点的数据,将所述第一频点作为当前频点;S5.根据所述当前频点,计算得到所述当前频点数据的频域快拍信号;S6.通过所述频域快拍信号,计算得到所述当前频点的协方差矩阵的逆矩阵;将所述初始方向估计值作为当前方向估计值;S7.根据预设方法计算,得到所述当前频点相对于所述当前方向估计值的调整量;S8.将各所述当前帧所有频点的目标频点中除所述第一频点外的所有频点均作为当前频点,重复步骤S5-S7,计算所述当前帧中的目标频点的方向估计值调整量,并将各所述调整量求和,得到调整量累计值;S9.判断所述调整量累计值的绝对值是否大于给定的门限阈值的大小;如果大于,根据预设方法更新所述当前方向估计值,直至满足预设条件,停止更新,将当前方向估计值确定为来波方向估计值,所述来波方向估计值的方向矢量方位角与仰角确定为当前帧的信号来波方向;如果不大于,将所述当前方向估计值的方向矢量方位角与仰角确定为当前帧的信号来波方向;S10.将各列阵阵元中的每一帧均作为当前帧,重复步骤S4-S9,确定各个列阵中每一帧的来波方向。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标频点为所述当前帧的所有频点或所述当前帧的部分频点。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述待测N列阵阵元为任意几何形状的列阵阵元,其阵元位置表达式为:P={Pi};Pi=[xi,yi,zi]式中,P为阵元位置,i为阵元序号,i=1-N,Pi为阵元位置坐标。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通过快速傅氏变换运算对各所述M帧时域数据进行转换,得到每一帧时域数据对应的频域数据。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述当前频点的数据的频域快拍信号的表达式为:[X(wl,1),X(wl,2),…,X(wl,N)]式中,X(wl...
【专利技术属性】
技术研发人员:张力,崔强,
申请(专利权)人:西安云脉智能技术有限公司,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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