【技術實現步驟摘要】
本申請主要涉及信號處理領域，尤其涉及一種信號參數生成方法、裝置、系統及傳感設備。
技術介紹
1、在很多實際的工程應用中，傳感器傳輸出的信號需要通過特定的算法進行處理以獲得相關的有用信息，如距離、位置、速度等。這些信息實際是通過估計信號的參數之后通過物理規律來計算的。因此，信號的參數估計是很多工程應用中非常重要的一個問題。
2、信號的參數包括信號的頻率、相位、幅值和阻尼系數等。不同的實際應用需要用到不同的參數，待估計參數可能是信號的頻率，信號的幅值，或者信號的頻率和相位，也可能是全部的參數，這取決于具體的應用場景。對于多頻率(離散頻率)的一維或多維信號，特別是當不同頻率在頻譜上距離特別近的時候，現有方法無法準確且魯棒的估計信號的參數。
技術實現思路
1、本申請要解決的技術問題是提供一種信號參數生成方法、裝置、系統及傳感設備，可以顯著提升信號參數估計的準確性和可靠性。
2、為解決上述技術問題，本申請提供了一種信號參數生成方法，包括如下步驟：輸入原始信號，所述原始信號是包含m個頻率成分的r維信號，其中，m和r均大于或等于1；自所述原始信號截取i個子信號，i大于或等于1；以及組建關于所述i個子信號的多個方程，并對所述多個方程求解以獲得所述原始信號的信號參數，所述信號參數包括幅值參數、相位參數、頻率參數和阻尼系數中的一者或多者。
3、在本申請的一實施例中，信號參數生成方法還包括：獲取每個所述子信號所對應的子信號頻譜中的一個或多個峰值所對應的頻域值和峰值點坐
4、在本申請的一實施例中，獲取每個所述子信號對應的子信號頻譜的一個或多個峰值所對應的頻域值和峰值點坐標包括：對所述原始信號進行傅里葉變換(discretefourier?transform，dft)、補零傅立葉變換、插值傅里葉變換或czt變換，并獲取所述原始信號頻譜中的一個或多個峰值所對應的頻域值和峰值點坐標；計算每個所述子信號所對應的子信號頻譜的一個或多個峰值所對應的頻域值和峰值點坐標。
5、在本申請的一實施例中，獲取每個所述子信號所對應的子信號頻譜的一個或多個峰值所對應的頻域值和峰值點坐標包括：對所述i個子信號中的第一部分子信號進行離散傅里葉變換、補零傅立葉變換、插值傅里葉變換或czt變換，并獲取所述第一部分子信號所對應的子信號頻譜中的一個或多個峰值所對應的頻域值和峰值點坐標；計算所述i個子信號中的第二部分子信號所對應的子信號頻譜中的一個或多個峰值所對應的頻域值和峰值點坐標。
6、在本申請的一實施例中，所述頻域值為dft值。
7、在本申請的一實施例中，所述子信號包括其中i＝1,...,i，r＝1,...,r，為第i個子信號在第r維度的長度。
8、在本申請的一實施例中，所述原始信號包括s(n1,...,nr)：
9、
10、并且：
11、
12、其中fr和nr分別是第r維度的采樣頻率和信號長度，am和分別是所述原始信號的第m個頻率成分的原始信號的幅值參數和初始相位，fm,r和βm,r分別是所述原始信號的第m個頻率成分在第r維的頻率參數和阻尼系數，ηi＝1,2,...是第i個子信號的降采樣率；和分別是第i個子信號的第m個頻率成分的幅值參數和初始相位，其中為第i個子信號的初始點索引；是第i個子信號的第m個頻率成分在第r維度的離散傅里葉變換頻率，其中定義為
13、在本申請的一實施例中，假設第i個子信號的第p個頻率成分在第r維度的頻譜的峰值點在將所述第i個子信號的dft在點的值寫為其中，
14、
15、在本申請的一實施例中，信號參數生成方法還包括將公式應用到i個子信號對應的頻譜的所有峰值點，以得到2m*i個方程如下：
16、
17、其中，
18、
19、w＝diag{w1，w2，…，wi}
20、
21、其中，
22、
23、在本申請的一實施例中，當所述方程為非線性方程時，所述方法還包括：計算所述信號參數的初始值。
24、在本申請的一實施例中，對所述方程求解的步驟包括采用levenberg-marquardt或newton-raphson或gaussian-newton算法進行求解。
25、在本申請的一實施例中，自所述原始信號截取i個子信號的步驟中，所述子信號的截取個數i滿足如下條件：i≥r+1。
26、在本申請的一實施例中，若所述原始信號的信號參數中不包括所述阻尼系數，則在自所述原始信號截取i個子信號的步驟中，所述子信號的截取個數i滿足如下條件：i≥ceil(r/2)+1。
27、在本申請的一實施例中，若所述原始信號為數學模型已知的周期性信號，則所述方法還包括將m的值設置為1。
28、在本申請的一實施例中，若所述原始信號的信號參數中，部分參數之間具有相互關聯的計算關系，則所述方法還包括在自所述原始信號截取i個子信號的步驟中，所述子信號的截取個數i的取值最小值設定為1或所述子信號與所述原始信號等同。
29、在本申請的一實施例中，所述原始信號的信號參數中，所述頻率參數和所述相位之間具有相互關聯的計算關系，且所述阻尼系數為0或小于阻尼系數閾值。
30、在本申請的一實施例中，所述原始信號包括由fmcw信號或ctfm信號經過混頻產生的中頻信號。
31、在本申請的一實施例中，當所述原始信號為所述fmcw或ctfm信號經過混頻產生的中頻信號時，所述中頻信號的頻率-相位關系如下：
32、
33、其中κ＝f0/b，f0和b分別為所述fmcw或ctfm信號的初始頻率和有效帶寬，t為所述中頻信號的采樣時間長度，是所述fmcw或ctfm信號在物體表面反射造成的相位跳變，所述方程包括：
34、
35、其中
36、
37、本申請還提供一種信號參數生成裝置，包括：
38、信號接收端，配置為接收原始信號；
39、運算模塊，配置為根據所述原始信號采用如上所述的方法生成所述原始信號的信號參數，其中，所述信號參數包括幅值參數、相位參數、頻率參數和阻尼系數中的一者或多者；以及
40、信號輸出端，配置為輸出所述原始信號的所述信號參數。
41、本申請還提供一種傳感設備，包括如上所述的信號參數生成裝置。
42、在本申請的一實施例中，所述傳感設備包括雷達設備或聲吶設備。
43、在本申請的一實施例中，所述雷達設備包括激光雷達設備、毫米波雷達設備或超聲波雷達設備。
44、本申請還提供一種信號參數生成系統，包括：存儲器，用于存儲可由處理器執行的指令；以及處理器，用于執行所述指令以實現如上所述的方法。
45、本申請還提供一種存儲有計算機程序代碼的計算本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種信號參數生成方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，獲取每個所述子信號對應的子信號頻譜的一個或多個峰值所對應的頻域值和峰值點坐標包括：
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，獲取每個所述子信號所對應的子信號頻譜的一個或多個峰值所對應的頻域值和峰值點坐標包括：
5.如權利要求2-4任一項所述的方法，其特征在于，所述頻域值為DFT值。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述子信號包括其中i＝1,...,I，r＝1,...,R，為第i個子信號在第r維度的長度。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于：所述原始信號包括s(n1,...,nR)：
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，假設第i個子信號的第p個頻率成分在第r維度的頻譜的峰值點在將所述第i個子信號的DFT在點的值寫為其中，
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，還包括將公式應用到I個子信號對應的頻譜的所有峰值點，以得到2M*I個方
10.如權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，當所述方程為非線性方程時，所述方法還包括：
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，對所述方程求解的步驟包括采用Levenberg-Marquardt或Newton-Raphson或Gaussian-Newton算法進行求解。
12.如權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，自所述原始信號截取I個子信號的步驟中，所述子信號的截取個數I滿足如下條件：I≥R+1。
13.如權利要求1～4任一項所述的方法，其特征在于，若所述原始信號的信號參數中不包括所述阻尼系數，則在自所述原始信號截取I個子信號的步驟中，所述子信號的截取個數I滿足如下條件：I≥ceil(R/2)+1。
14.如權利要求1～4任一項所述的方法，其特征在于，若所述原始信號為數學模型已知的周期性信號，則所述方法還包括將M的值設置為1。
15.如權利要求1～4任一項所述的方法，其特征在于，若所述原始信號的信號參數中，部分參數之間具有相互關聯的計算關系，則所述方法還包括在自所述原始信號截取I個子信號的步驟中，所述子信號的截取個數I的取值最小值設定為1或所述子信號與所述原始信號等同。
16.如權利要求15所述的方法，其特征在于，所述原始信號的信號參數中，所述頻率參數和所述相位之間具有相互關聯的計算關系，且所述阻尼系數為0或小于阻尼系數閾值。
17.如權利要求1或16所述的方法，其特征在于，所述原始信號包括由FMCW信號或CTFM信號經過混頻產生的中頻信號。
18.如權利要求17所述的方法，其特征在于，當所述原始信號為所述FMCW或CTFM信號經過混頻產生的中頻信號時，所述中頻信號的頻率-相位關系如下：
19.一種信號參數生成裝置，其特征在于，包括：
20.一種傳感設備，其特征在于，所述傳感設備包括如權利要求19所述的信號參數生成裝置。
21.如權利要求20所述的傳感設備，其特征在于，所述傳感設備包括雷達設備或聲吶設備。
22.如權利要求21所述的傳感設備，其特征在于，所述雷達設備包括激光雷達設備、毫米波雷達設備或超聲波雷達設備。
23.一種信號參數生成系統，包括：
24.一種存儲有計算機程序代碼的計算機可讀介質，所述計算機程序代碼在由處理器執行時實現如權利要求1-18任一項所述的方法。
...【技術特征摘要】
1.一種信號參數生成方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，獲取每個所述子信號對應的子信號頻譜的一個或多個峰值所對應的頻域值和峰值點坐標包括：
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，獲取每個所述子信號所對應的子信號頻譜的一個或多個峰值所對應的頻域值和峰值點坐標包括：
5.如權利要求2-4任一項所述的方法，其特征在于，所述頻域值為dft值。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述子信號包括其中i＝1,...,i，r＝1,...,r，為第i個子信號在第r維度的長度。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于：所述原始信號包括s(n1,...,nr)：
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，假設第i個子信號的第p個頻率成分在第r維度的頻譜的峰值點在將所述第i個子信號的dft在點的值寫為其中，
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，還包括將公式應用到i個子信號對應的頻譜的所有峰值點，以得到2m*i個方程如下：
10.如權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，當所述方程為非線性方程時，所述方法還包括：
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，對所述方程求解的步驟包括采用levenberg-marquardt或newton-raphson或gaussian-newton算法進行求解。
12.如權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，自所述原始信號截取i個子信號的步驟中，所述子信號的截取個數i滿足如下條件：i≥r+1。
13.如權利要求1～4任一項所述的方法，其特征在于，若所述原始信號的信號參數中不...
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