均衡測距精度與運算量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于測距精度技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種均衡測距精度與運算量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為提高測距精度，則需要提高頻譜峰值的估計精度，可采用的方法有對需要分析 的頻譜區(qū)間進行插值算法、CZT即線性調(diào)頻Z變換或者小波分析。
[0003] 二項式擬合屬于插值算法的一種，如果二項式擬合估計頻譜峰值，頻譜估計的精 度不高，采用CZT或者小波分析的方法，則運算量很大，尤其是當目標數(shù)目較多，如果對每個 頻譜峰值都進行CZT，由于運算量過大，甚至?xí)斐上到y(tǒng)死機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在上述缺點或者不足，本發(fā)明提供了一種均衡測距精度與運算量 的方法，既能保證在主要目標的距離分辨力和分辨率，又能在現(xiàn)有的硬件基礎(chǔ)上，滿足系統(tǒng) 的實時性要求。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，均衡測距精度與運算量的方法，設(shè)定數(shù)據(jù) 長度為化ta_N，F(xiàn)FT變換點數(shù)為FFT_N，所需要分析的數(shù)據(jù)為Czt_sig，進行CZT所得到的點數(shù) 為Czt_Pp_M，根據(jù)口限檢測模塊，得到目標數(shù)目N_mubiao及各個目標在頻譜中的位置kl;
[0006] 如目標數(shù)目N_mubiao< = Nl，則直接對該點與前后兩個點進行CZT計算峰值位置； 如目標數(shù)目N_mubiao >N1，則對判決出的前N1個目標采用CZT計算峰值位置，對其他數(shù)據(jù)采 用二項式擬合計算峰值位置，根據(jù)峰值位置來獲得差頻頻率。
[0007] 進一步的，所述CZT計算峰值位置的步驟具體為：
[0008] S1.設(shè)置根據(jù)目標所在的位置kl，計算CZT變換的起始相位角；
[0009] S2.求出抽樣點的矢量長度Cz *_4和螺線的伸展率Cz t_W:
[0010] S3.計算中間變量信號L點序列Czt_g(n)和L點序列Czt_h(n);
[0011 ] S4.進而求取Czt_g(n)和Czt_h(n)的圓周卷積Czt_q(n);
[0012] S5.最后求得所需的CZT后的頻譜信息：
[0013] 進一步的，步驟S1中起始相位角為：
[0014] Czt_qs_jd =巧 31* 化 l-l)/Data_N。
[0015] 進一步的，步驟S2中抽樣點的矢量長度Czt_A和螺線的伸展率Czt_W為：
[0016] Cz t_A = Cz t_A0*e xp(Cz t_qs_j d)
[0017] Czt_W=Czt_W0*exp(-j*(k2-kl)/U*Czt_Pp_M)2*VData_N)。
[0018] 進一步的，計算中間變量信號L點序列Czt_g(n)和L點序列Czt_h(n)為：
[0019]
[0020]
[0021] 進一步的，步驟S4中先求得Czt_g(n)和Czt_h(n)的頻譜Czt_G_P和Czt_H_P，將其 頻譜相乘然后取逆FFT變換IFFT得到圓周卷積Czt_q (η)。
[0022] 進一步的，步驟S5中所需的CZT后的頻譜信息為：
[0023]
[0024] 進一步的，所述的二項式擬合的具體為:采用y = -a*(x-b)2+c來實現(xiàn)，其中a、b、c 為需要確定的系數(shù)，X為所需處理的數(shù)據(jù)在頻譜中的位置，y為實際測得的數(shù)據(jù)，設(shè)需要處理 的數(shù)據(jù)為(別，71)，^2,72)，（記，73);其中記=又2+1=又1+2;貝11
[0025] yl=-a*(xl-b)2+c ①
[00%] y2 = -a*(x2-b)2+c = -a*(xl+l-b)2+c ②
[0027] y3 = -a*(x3-b)2+c = -a*(xl+2-b)2+c ③
[0028] 公式②減去①化簡可得：
[00 巧]y2-yl=-a*(巧 xl-2*b+l)④
[0030] 公式③減去①化簡可得：
[0031] y3-yl=-2 相 *(巧 xl-2*b+2)⑤
[0032] 將④帶入⑤，化簡可得：
[0033] a = y2_l/2*(yl+y3)⑥
[0034] b = xl+l/2-(yl-y2)/(巧 a)⑦
[0035] 根據(jù)公式⑦和Ξ個數(shù)據(jù)點的大小及位置，得出更精確的頻譜峰值點位置b，該點對 應(yīng)的信號頻率f為
[0036] f = b*fs/N_FFT〇
[0037] 作為更進一步的，CZT采用遞推算法。
[0038] 本發(fā)明由于采用W上技術(shù)方案，能夠取得如下的技術(shù)效果：既能保證在主要目標 的距離分辨力和分辨率，又能在現(xiàn)有的硬件基礎(chǔ)上，滿足系統(tǒng)的實時性要求。
[0039] 本發(fā)明可通過設(shè)定所需要進行CZT分析的目標數(shù)目來均衡測距精度和運算量增加 之間的矛盾。
【附圖說明】
[0040] 本發(fā)明共有附圖3幅：
[0041] 圖1為本發(fā)明流程框圖；
[0042] 圖2為CZT的原理框圖；
[0043] 圖3為CZT的實現(xiàn)框圖。
【具體實施方式】
[0044] 下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的具體說明。
[0045] 實施例1
[0046] 均衡測距精度與運算量的方法，設(shè)定數(shù)據(jù)長度化ta_N為996，F(xiàn)FT變換點數(shù)FFT_N為 1024,所需要分析的數(shù)據(jù)為Czt_sig，進行CZT所得到的點數(shù)為Czt_Pp_M，根據(jù)口限檢測模 塊，得到目標數(shù)目Njimbiao及各個目標在頻譜中的位置kl (目標頻譜的峰值點位置）；
[0047] 如目標數(shù)目N_mubiao< = 4，則直接對該點與前后兩個點進行CZT計算峰值位置;如 目標數(shù)目N_mubiao>4，則對判決出的前N1個目標采用CZT計算峰值位置，對其他數(shù)據(jù)采用 二項式擬合計算峰值位置，根據(jù)峰值位置來獲得差頻頻率。
[0048] 所述CZT計算峰值位置的步驟具體為：
[0049] S1:根據(jù)目標所在的位置kl，計算出CZT變換的起始相位角
[0化0 ] Cz t_qs_ j d =巧31* 化 1 -1) /Da^_N
[0051] 初始化抽樣點的矢量長度Czt_A0 = l，螺線的伸展率Czt_W0 = l;在本設(shè)計中設(shè)定 需擴展的序列長度Czt_L=1024.
[0052] S2:計算抽樣點的矢量長度Czt_A和螺線的伸展率Czt_W:
[0053] Cz t_A = Cz t_A0*e xp(Cz t_qs_j d)
[0054] Czt_W=Czt_W0*exp(-j*(k2-kl)/U*Czt_Pp_M)2*VData_N)
[0055] S3:計算中間變量信號L點序列Czt_g(n)和L點序列Czt_h(n):
[0059] 為減少運算量，實現(xiàn)過程中采用如圖3所示的遞推算法來計算。
[0060] S4:求取Czt_g(n)和Czt_h(n)的圓周卷積Czt_q(n)，可先求得求得Czt_g(n)和 Czt_h(n)的頻譜Czt_G_P和Czt_H_P，將其頻譜相乘然后取IFFT(逆FFT變換)來得到。
[0061 ] S5:最后根據(jù)下式求得所需要的CZT后的頻譜信息：