一种激光多普勒测速仪数据反演方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110824184A(43)申请公布日2020.02.21(21)申请号201910967423.3(22)申请日2019.10.12(71)申请人中国科学院西安光学精密机械研究所地址710119陕西省西安市高新区新型工业园信息大道17号(72)发明人郝歌扬吴国俊吕沛杨钰城吕小鹏(74)专利代理机构西安智邦专利商标代理有限公司61211代理人郑丽红(51)Int.Cl.G01P3/36(2006.01)G01P15/00(2006.01)权利要求书4页说明书8页附图5页(54)发明名称一种激光多普勒测速仪数据反演方法(57)摘要本发明提出一种激光多普勒测速仪数据反演方法，解决了激光多普勒测速仪数据处理时存在的时间分辨率固定，速度测量精度较低的问题。该方法包括以下步骤：1)参数设置；2)获取数据；3)计算带通滤波器的参数；4)数据处理；5)获取标记位；6)判断标记位Flag1的状态；7)计算N1；8)判断m与N1的大小关系；9)对数据进行截取；10)获取f_max；11)将结果放入数组f_max1(m)中；12)判断标记位Flag2的状态；13)计算剩余数据所需的窗口滑动次数N2；14)判断计数位n与N2的关系；15)获取f_max；16)将输出结果放入数组f_max2(n)中；17)数据整合；18)计算运动速度。CN110824184ACN110824184A权利要求书1/4页1.一种激光多普勒测速仪数据反演方法，其特征在于，包括以下步骤：1)参数设置；设置激光多普勒测速仪在被测物匀加速或匀速运动时，进行速度计算时的时间分辨率ΔT1；设置激光多普勒测速仪在被测物变加速运动时，进行速度计算时的时间分辨率ΔT2；设置被测物体的运动速度范围，即被测物体的最大速度vmax和最小速度vmin；2)激光多普勒测速仪开始采集数据，获取被测物的运动状态数据；3)根据步骤1)中的vmax和vmin，计算带通滤波器的参数；带通滤波器的通带截止频率为：带通滤波器的阻带截止频率为：其中，λ为激光多普勒测速仪所采用的激光波长；4)对步骤2)中获取的数据进行滤波、去除噪声处理；5)对步骤4)处理后的数据进行运动起点定位，获取标记位Flag1和标记位flag；6)判断标记位Flag1的状态，如果Flag1＝1不成立，则计算结束，输出“被测物体未运动”；如果成立，执行步骤7)；7)根据时间分辨率ΔT1，激光多普勒测速仪的采样频率fs、采样时间T和激光多普勒测速仪采集数据的总点数N0，计算截取窗口滑动的总次数N1，并令计数位m＝1，截取窗口滑动的总次数N1的计算公式为：N0＝fs×T8)判断m与N1的大小关系，如果m≤N1成立，则执行步骤9)；如果不成立，则整合数据，得到整段数据的谱峰测量结果，数据总长度L＝m，谱峰搜索结果f_max(1:m)＝f_max1，执行步骤18)；9)对步骤4)处理后的数据进行截取，截取时长为ΔT1的数据，并将该数据放入临时数组temp(m)中；10)获取临时数组temp(m)频谱分布中各频点幅值最大点对应的频率f_max；11)将步骤10)的结果放入数组f_max1(m)中，计数位m＝m+1，截取窗口向后滑动ΔT1；12)计算并判断标记位Flag2的状态；如果Flag2＝1不成立，则返回步骤8)，重新判断m与N1的关系；如果Flag2＝1成立，则执行步骤13)；13)由m＝m-1时对应的数据开始，对剩余数据采用ΔT2进行截取，并计算剩余数据所需的窗口滑动次数N2，并令计数位n＝1，N2的计算公式为：14)判断计数位n与N2的关系，如果n≤N2成立，执行步骤15)，如果不成立，则执行步骤2CN110824184A权利要求书2/4页17)；15)获取剩余数据频谱分布中各频点幅值最大点对应的频率f_max；16)将步骤15)的输出结果放入数组f_max2(n)中，计数位n＝n+1，截取窗口向后滑动ΔT2；17)将f_max1(m)和f_max2(n)中的数据进行整合；首先创立空数组f_max，数组列数为1，行数为m+n；将f_max1(m)内的数据放置在f_max数组第前m个；将f_max2(n)内的数据放置在f_max数组第m+1到m+n个；18)根据f_max计算被测物体的运动速度v，2.根据权利要求1所述的激光多普勒测速仪数据反演方法，其特征在于：步骤5)具体包括以下步骤，5.1)读取步骤4)的数据，获取数据开始采集数据时的时刻t0；5.2)令最小多普勒频差ω0为带通滤波器的通带截止频率fpass，计算公式为：ω0＝fpass(5)计算激光多普勒测速仪采集数据的总点数N0，计算公式为：N0＝fs×T其中，fs为激光多普勒测速仪的采样频率、T为采样时间；5