本發(fā)明涉及微動(dòng)位移檢測(cè)，具體而言，涉及一種微小位移雷達(dá)檢測(cè)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、位移檢測(cè)是一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)，在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，如在工業(yè)制造中，該技術(shù)可以促進(jìn)工件的精確加工和監(jiān)控，技術(shù)擴(kuò)展到測(cè)量建筑物和結(jié)構(gòu)的變形和振動(dòng)中，可以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和結(jié)構(gòu)損傷或缺陷的識(shí)別。對(duì)微小位移的高質(zhì)量檢測(cè)不僅可以帶來(lái)高精度和安全性，還可以促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重要影響。

2、毫米波雷達(dá)具有波長(zhǎng)短、成本低的優(yōu)勢(shì)，可以用于高精度位移形變檢測(cè)；但是若采用毫米波雷達(dá)高分辨成像的方式進(jìn)行形變檢測(cè)，則成本較高，不利于廣泛應(yīng)用；若只是進(jìn)行檢測(cè)區(qū)域部分位置的目標(biāo)位移，則可以只利用回波相位進(jìn)行計(jì)算分析，但是在利用回波相位進(jìn)行計(jì)算分析時(shí)，若目標(biāo)點(diǎn)實(shí)際位移超過雷達(dá)波長(zhǎng)，則無(wú)法準(zhǔn)確求解，這將導(dǎo)致雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的位移計(jì)算出現(xiàn)偏差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種微小位移雷達(dá)檢測(cè)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，采用多組不同載頻的線性調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，可以增加目標(biāo)的信噪比，提升檢測(cè)能力和穩(wěn)定度，且在解算模糊時(shí)，通過不同載頻的信號(hào)處理，可以得到真實(shí)的位移，即使目標(biāo)位移大于雷達(dá)波長(zhǎng)，也能準(zhǔn)確求解，以解決在利用回波相位進(jìn)行計(jì)算分析時(shí)，若目標(biāo)點(diǎn)實(shí)際位移超過雷達(dá)波長(zhǎng)，則無(wú)法準(zhǔn)確求解的問題。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種微小位移雷達(dá)檢測(cè)方法，方法包括以下步驟：

3、由雷達(dá)發(fā)射多組不同載頻的線性調(diào)頻信號(hào)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)獲得回波，每組所述線性調(diào)頻信號(hào)均包括多個(gè)脈沖；

4、對(duì)每個(gè)脈沖接收的回波進(jìn)行快速傅里葉變換處理，并將所有脈沖組快速傅里葉變換處理后的各結(jié)果進(jìn)行累積，得到任意脈沖組的距離多普勒矩陣；

5、對(duì)首個(gè)脈沖組的距離多普勒矩陣進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)，得到檢測(cè)目標(biāo)位置，并由雷達(dá)重復(fù)發(fā)射，對(duì)重復(fù)發(fā)射的首個(gè)脈沖組的距離多普勒矩陣進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)，得到檢測(cè)目標(biāo)位置，通過求解檢測(cè)目標(biāo)位置與檢測(cè)目標(biāo)位置的相位差異，得到目標(biāo)的模糊位移；

6、對(duì)后續(xù)脈沖組的距離多普勒矩陣進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)，得到檢測(cè)目標(biāo)位置，通過求解檢測(cè)目標(biāo)位置與檢測(cè)目標(biāo)位置的相位差異，得到目標(biāo)的粗略位移；

7、基于所述粗略位移解算模糊位移，得到目標(biāo)的真實(shí)位移。

8、根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述基于所述粗略位移解算模糊位移，得到目標(biāo)的真實(shí)位移，具體包括：

9、對(duì)后續(xù)各脈沖組所對(duì)應(yīng)粗略位移求平均，得到平均粗略位移；

10、基于模糊位移和平均粗略位移相加，得到目標(biāo)的真實(shí)位移。

11、根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述由雷達(dá)發(fā)射的多組不同載頻的線性調(diào)頻信號(hào)之中，相鄰線性調(diào)頻信號(hào)的載頻差值小于雷達(dá)載波頻率。

12、根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述求解檢測(cè)目標(biāo)位置與檢測(cè)目標(biāo)位置的相位差異，得到目標(biāo)的模糊位移的表達(dá)式如下：

13、

14、上式中，表示檢測(cè)目標(biāo)位置與檢測(cè)目標(biāo)位置的相位差異，表示復(fù)數(shù)信號(hào)的虛部，表示復(fù)數(shù)信號(hào)的實(shí)部，其中，表示目標(biāo)距離單元，表示速度單元，表示電磁波在空中的傳播速度；

15、所述求解檢測(cè)目標(biāo)位置與檢測(cè)目標(biāo)位置的相位差異，得到目標(biāo)的粗略位移的表達(dá)式如下：

16、

17、上式中，表示檢測(cè)目標(biāo)位置與檢測(cè)目標(biāo)位置的相位差異，表示復(fù)數(shù)信號(hào)的虛部，，表示雷達(dá)所發(fā)射線性調(diào)頻信號(hào)的組數(shù)，表示復(fù)數(shù)信號(hào)的實(shí)部。

18、本發(fā)明還提供一種微小位移雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)包括：

19、回波獲取模塊，用于由雷達(dá)發(fā)射多組不同載頻的線性調(diào)頻信號(hào)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)獲得回波，每組所述線性調(diào)頻信號(hào)均包括多個(gè)脈沖；

20、fft處理模塊，用于對(duì)每個(gè)脈沖接收的回波進(jìn)行快速傅里葉變換處理，并將所有脈沖組快速傅里葉變換處理后的各結(jié)果進(jìn)行累積，得到任意脈沖組的距離多普勒矩陣；

21、第一相位差異獲取模塊，用于對(duì)首個(gè)脈沖組的距離多普勒矩陣進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)，得到檢測(cè)目標(biāo)位置，并由雷達(dá)重復(fù)發(fā)射，對(duì)重復(fù)發(fā)射的首個(gè)脈沖組的距離多普勒矩陣進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)，得到檢測(cè)目標(biāo)位置，通過求解檢測(cè)目標(biāo)位置與檢測(cè)目標(biāo)位置的相位差異，得到目標(biāo)的模糊位移；

22、第二相位差異獲取模塊，用于對(duì)后續(xù)脈沖組的距離多普勒矩陣進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)，得到檢測(cè)目標(biāo)位置，通過求解檢測(cè)目標(biāo)位置與檢測(cè)目標(biāo)位置的相位差異，得到目標(biāo)的粗略位移；

23、模糊解算模塊，用于基于所述粗略位移解算模糊位移，得到目標(biāo)的真實(shí)位移。

24、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述所述的方法。

25、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述所述的方法。

26、本發(fā)明所提供的一種微小位移雷達(dá)檢測(cè)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)的技術(shù)方案至少具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：本發(fā)明采用多組不同載頻的線性調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，可以增加目標(biāo)的信噪比，提升檢測(cè)能力和穩(wěn)定度，且在解算模糊時(shí)，通過不同載頻的信號(hào)處理，可以得到真實(shí)的位移，即使目標(biāo)位移大于雷達(dá)波長(zhǎng)，也能準(zhǔn)確求解。

技術(shù)特征：

1.一種微小位移雷達(dá)檢測(cè)方法，其特征在于，方法包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的微小位移雷達(dá)檢測(cè)方法，其特征在于，所述基于所述粗略位移解算模糊位移，得到目標(biāo)的真實(shí)位移，具體包括：

3.如權(quán)利要求2所述的微小位移雷達(dá)檢測(cè)方法，其特征在于，所述由雷達(dá)發(fā)射的多組不同載頻的線性調(diào)頻信號(hào)之中，相鄰線性調(diào)頻信號(hào)的載頻差值小于雷達(dá)載波頻率。

4.如權(quán)利要求3所述的微小位移雷達(dá)檢測(cè)方法，其特征在于，所述求解檢測(cè)目標(biāo)位置與檢測(cè)目標(biāo)位置的相位差異，得到目標(biāo)的模糊位移的表達(dá)式如下：

5.一種微小位移雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)包括：

6.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法。

7.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及微動(dòng)位移檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微小位移雷達(dá)檢測(cè)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，步驟如下：由雷達(dá)發(fā)射多組不同載頻的線性調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，每組信號(hào)均包括多個(gè)脈沖；對(duì)每個(gè)脈沖接收的回波進(jìn)行FFT變換，并將所有脈沖組FFT處理后的各結(jié)果進(jìn)行累積，得到任意脈沖組的距離多普勒矩陣；對(duì)首個(gè)脈沖組的距離多普勒矩陣進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)，得到檢測(cè)目標(biāo)位置，并由雷達(dá)重復(fù)發(fā)射，通過求解檢測(cè)目標(biāo)位置相位差異，得到模糊位移；求解檢測(cè)目標(biāo)位置與后續(xù)脈沖組檢測(cè)目標(biāo)位置的相位差異，得到粗略位移；基于粗略位移解算模糊位移，得到目標(biāo)的真實(shí)位移。本發(fā)明可增加目標(biāo)信噪比、提升檢測(cè)能力和穩(wěn)定度，即使目標(biāo)位移大于雷達(dá)波長(zhǎng)，也能準(zhǔn)確求解。

技術(shù)研發(fā)人員：李會(huì)勇,李明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：電子科技大學(xué)長(zhǎng)三角研究院（衢州）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30