一种用户可配置参数的低速目标检测器及方法技术

本发明专利技术公开一种用户可配置参数的低速目标检测器及方法，本发明专利技术的装置包括逻辑控制模块，数据转换模块，快速傅里叶变换FFT处理模块，频域滤波模块。本发明专利技术的装置采用可配置初始参数及四级流水的复数求模单元，提高了低速目标检测器的数据处理速率，解决了基于DSP的低速目标检测设计周期长、硬件成本高及应用场景单一的缺点。本发明专利技术的方法的具体步骤为：1、配置初始参数；2、产生读/写地址；3、蝶形运算；4、获取变换后的级数；5、运算是否结束；6、加权滤波；7、三段式高精度复数求模；8、获取低速目标数据。本发明专利技术采用了三段式高精度复数求模的方法，降低了运算复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种用户可配置参数的低速目标检测器及方法
本专利技术属于通信
，更进一步涉及数字信号处理
中的一种用户可配置参数的低速目标检测器及方法。本专利技术可用于对脉冲多普勒雷达接收的回波信号中检测出低速目标，提高数据处理的速率，满足实时性要求。
技术介绍
我国国土范围广大，各种灾害和事故经常发生，在灾害和事故救援中，如何能够较快地发现伤员对挽救生命十分重要，此外，部分地区复杂的地形地貌为各种罪犯的藏匿提供了便利，准确快速地发现罪犯成了防止武警和公安人员伤亡的关键。因此，在强杂波背景下，对低速目标的检测成为数字信号处理领域的一项关键技术。低速目标检测的方法有很多，由于Kalmus滤波器拥有在零频处呈现深的止带凹口，并且随着频率的增加，斜率呈现快速上升的特性，因而在低速目标检测领域得到广泛的应用。低速目标检测的实现方式种类繁多，既可以采用软件的方式实现，也可以采用硬件的方式。由于软件的处理速度慢，不能满足数字信号处理领域对低速目标检测实时性的要求。因此，一般采用硬件系统，如单片机和DSP处理器实现低速目标检测，但是其设计周期长，开发费用高，且随着可穿戴设备的推广和遥控医疗的发展，对低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用户可配置参数的低速目标检测器，其特征在于，采用现场可编程门阵列FPGA实现整个低速目标检测器的设计，包括逻辑控制模块、数据转换模块、快速傅里叶变换FFT处理模块、频域滤波模块；快速傅里叶变换FFT模块，通过数据总线与数据转换模块、频域滤波模块相连；逻辑控制模块，通过控制总线与数据转换模块、快速傅里叶变换FFT模块、频域滤波模块相连；所述逻辑控制模块，包括第一寄存器、第二寄存器、地址产生单元和控制单元；所述的控制单元，通过控制总线与第一寄存器、第二寄存器、地址产生单元相连；所述第一寄存器用于存储用户输入距离门的个数；所述第二寄存器用于存储用户输入每个相干处理间隔CPI内雷达发射的脉冲数；所...

【技术特征摘要】
1.一种用户可配置参数的低速目标检测器，其特征在于，采用现场可编程门阵列FPGA实现整个低速目标检测器的设计，包括逻辑控制模块、数据转换模块、快速傅里叶变换FFT处理模块、频域滤波模块；快速傅里叶变换FFT模块，通过数据总线与数据转换模块、频域滤波模块相连；逻辑控制模块，通过控制总线与数据转换模块、快速傅里叶变换FFT模块、频域滤波模块相连；所述逻辑控制模块，包括第一寄存器、第二寄存器、地址产生单元和控制单元；所述的控制单元，通过控制总线与第一寄存器、第二寄存器、地址产生单元相连；所述第一寄存器用于存储用户输入距离门的个数；所述第二寄存器用于存储用户输入每个相干处理间隔CPI内雷达发射的脉冲数；所述地址产生单元，在控制单元的控制下，用于产生数据转换模块中第一数据存储器和第二数据存储器的读/写地址；所述控制单元用于用户配置快速傅里叶变换FFT处理模块的级数和频域滤波模块的阶数；所述数据转换模块，用于将快时间排列的回波数据转换为慢时间排列的回波数据，并将转换后的回波数据输送到快速傅里叶变换FFT处理模块中的蝶形运算器中；所述快速傅里叶变换FFT处理模块，用于通过蝶形处理方法，对倒位序排列回波数据进行处理，将得到变换到频域的数据输送给频域滤波模块；所述频域滤波模块，用于滤除静止的杂波数据，得到检测低速目标的数据；所述频域滤波模块中的复数求模单元包括两个求绝对值单元、八个寄存器、六个加法器和九个移位寄存器，所述八个寄存器将求模单元分为四级流水；所述第一求绝对值单元、第二求绝对值单元、第一寄存器、第二寄存器构成第一级流水，用于求解保留低频分量加权滤波后数据集中任意一个数据实部和虚部的绝对值；第一比较器、第三寄存器、第四寄存器构成第二级流水，用于比较该数据实部绝对值和虚部绝对值的大小；所述九个移位寄存器、六个加法器、第五寄存器、第六寄存器、第七寄存器构成第三级流水，用于实部绝对值和虚部绝对值的移位相加操作；所述第二比较器、第八寄存器构成第四级流水，用于输出所选取数据的近似模值。2.根据权利要求1所述的一种用户可配置参数的低速目标检测器，其特征在于，所述数据转换模块包括第一数据选择器、第一数据存储器、第二数据存储器、第二数据选择器、倒位序单元；第一数据选择器，通过数据总线与第一数据存储器、第二数据存储器相连；第二数据选择器，通过数据总线与倒位序单元相连；第二数据选择器，通过数据总线与第一数据存储器、第二数据存储器相连；第一数据存储器和第二数据存储器构成“乒乓”结构，第一数据选择器用于“乒乓”结构数据存储器写入以快时间排列的回波数据；倒位序单元，通过倒位序后“乒乓”结构数据存储器读地址序号，输送倒位序排列的回波数据到快速傅里叶变换FFT处理模块的输入数据选择器中；第二数据选择器用于读取存储在数据转换模块中“乒乓”结构数据存储器中以快时间排列的回波数据。3.根据权利要求1所述的一种用户可配置参数的低速目标检测器，其特征在于，所述快速傅里叶变换FFT处理模块包括输入数据选择器、比较器、第一数据缓冲器、第二数据缓冲器、蝶形运算器、蝶形因子存储器、输出数据选择器；比较器，通过控制总线与输入数据选择器、第一数据缓冲器、蝶形因子存储器、第二数据缓冲器、输出数据选择器相连；输入数据选择器，通过数据总线与蝶形运算器、输出数据选择器相连；第一数据缓冲器，通过双端口的数据总线与蝶形运算器相连；蝶形运算器，通过数据总线与蝶形因子存储器相连；第二数据缓冲器，通过数据总线与蝶形运算器、输出数据选择器相连；比较器，通过判断快速傅里叶变换FFT后级数的值是否与逻辑控制模块中配置快速傅里叶变换FFT级数的值相等，控制输出数据选择器的输出去向和第一数据缓冲器的深度值。4.根据权利要求1所述的一种用户可配置参数的低速目标检测器，其特征在于，所述频域滤波模块包括第一滤波系数存储器、第一复数乘法器、第一复数求模单元、第二复数乘法器、第二滤波系数存储器、第二复数求模单元、地址产生单元和加法器；地址产生单元，通过控制总线与第一滤波系数存储器、第二滤波系数存储器相连；第一复数乘法器，通过数据总线与第一滤波系数存储器相连；第二复数乘法器，通过数据总线与第二滤波系数存储器相连；第一复数求模单元，通过数据总线与第一复数乘法器、加法器相连；所述第二复数求模单元，通过数据总线与第二复数乘法器、加法器相连；第一滤波系数存储器用于存储第一组滤波系数；第二滤波系数存储器用于存储与第一组共轭的一组滤波系数；第一复数乘法器用于将快速傅里叶变换FFT处理模块变换到频域的数据复数与第一组滤波系数复数相乘，得到第一组保留低频分量加权滤波后的数据集；第二复数乘法器用于将快速傅里叶变换FFT处理模块变换到频域的数据复数与第一组共轭的一组滤波系数复数相乘，得到第二组保留低频分量加权滤波后的数据集；第一复数求模单元用于求解第一组保留低频分量加权滤波后数据集任一数据的模值；第二复数求模单元用于求解第二组保留低频分量加权滤波后数据集任一数据的模值；加法器用于将序号相同保留低频分量加权滤波后数据集中所有近似模值相加，滤除静止的杂波数据，得到检测低速目标的数据。5.一种用户可配置参数的低速目标检测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)配置初始参数：(1a)用户输入距离门的总数和每个相干处理间隔CPI内雷达发射的脉冲数；(1b)将距离门的总数存储到逻辑控制模块中的第一寄存器中，每个相干处理间隔CPI内雷达发射的脉冲数存储到逻辑控制模块中的第二寄存器中；(1c)用户通过逻辑控制模块，配置快速傅里叶变换FFT处理模块的级数和频域滤波模块的阶数；(2)接收回波数据：当数据转换模块中第一数据选择器的使能信号有效时，雷达接收以快时间排列的回波数据，并将该回波数据存储到数据转换模块中的“乒乓”结构数据存储器中；(3)产生读/写地址：(3a)当逻辑控制模块中的控制单元产生有效控制信号时，逻辑控制模块中地址单元产生数据转换模块中的“乒乓”结...

【专利技术属性】
技术研发人员：史江义，胡雪云，孟坤，马佩军，郭海，叶艺峰，黄莹，汪倩，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61