微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法和系統(tǒng)，獲取雷達(dá)回波數(shù)據(jù)并進(jìn)行分段處理，計(jì)算得到各時(shí)間段的分段平均值，根據(jù)分段平均值與對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)值計(jì)算各時(shí)間段的相對(duì)誤差。依次判斷當(dāng)前時(shí)間段前連續(xù)預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的時(shí)間段中，各時(shí)間段的相對(duì)誤差是否大于或等于異常門限值，并在相對(duì)誤差大于或等于異常門限值時(shí)將對(duì)應(yīng)時(shí)間段的預(yù)測(cè)值存入FIFO，在相對(duì)誤差小于異常門限值時(shí)將對(duì)應(yīng)時(shí)間段的分段平均值存入FIFO，得到分段平均值集。根據(jù)當(dāng)前時(shí)間段的分段平均值以及分段平均值集計(jì)算下一時(shí)間段的預(yù)測(cè)值并輸出。由于在進(jìn)行微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理，預(yù)測(cè)下一時(shí)間段的預(yù)測(cè)值時(shí)，考慮了天氣狀況對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的幅值變化的影響，避免因天氣變化導(dǎo)致誤報(bào)警，提高了準(zhǔn)確性。
【專利說明】微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雷達(dá)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法和系 統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 微波對(duì)射雷達(dá)與其它安全防護(hù)設(shè)備相比具有全天候、探測(cè)距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因此成 為一種廣泛應(yīng)用的安全防護(hù)器材。
[0003] 傳統(tǒng)的微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法是通過估計(jì)回波幅度的平均值作為判決雷達(dá) 是否出現(xiàn)故障的基準(zhǔn)，具體為統(tǒng)計(jì)回波幅度的平均值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較判斷數(shù)據(jù)是否異 常，若異常則認(rèn)為安全防護(hù)區(qū)域發(fā)生了入侵事件，輸出報(bào)警信息，用作進(jìn)行報(bào)警判斷的預(yù)設(shè) 值是固定不變的。在實(shí)際應(yīng)用中，安全防護(hù)區(qū)域發(fā)生入侵事件或天氣狀況發(fā)生變化，都會(huì)引 起雷達(dá)回波幅度的變化，傳統(tǒng)的微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法，利用固定不變的預(yù)設(shè)值進(jìn)行 報(bào)警判斷，存在準(zhǔn)確性低的缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要針對(duì)上述問題，提供一種準(zhǔn)確性高的微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法 和系統(tǒng)。
[0005] 一種微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法，包括以下步驟：
[0006] 獲取雷達(dá)回波數(shù)據(jù)并進(jìn)行分段處理，計(jì)算得到各時(shí)間段的分段平均值；
[0007] 根據(jù)分段平均值與對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)值計(jì)算各時(shí)間段的相對(duì)誤差；
[0008] 依次判斷當(dāng)前時(shí)間段前連續(xù)預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的時(shí)間段中，各時(shí)間段的相對(duì)誤差是否大于 或等于異常門限值，并在相對(duì)誤差大于或等于異常門限值時(shí)將對(duì)應(yīng)時(shí)間段的預(yù)測(cè)值存入 FIFO,在相對(duì)誤差小于異常門限值時(shí)將對(duì)應(yīng)時(shí)間段的分段平均值存入FIFO,得到分段平均 值集；
[0009] 根據(jù)當(dāng)前時(shí)間段的分段平均值以及所述分段平均值集，計(jì)算下一時(shí)間段的預(yù)測(cè)值 并輸出。
[0010] 一種微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)，包括
[0011] 數(shù)據(jù)分段模塊，用于獲取雷達(dá)回波數(shù)據(jù)并進(jìn)行分段處理，計(jì)算得到各時(shí)間段的分 段平均值；
[0012] 誤差計(jì)算模塊，用于根據(jù)分段平均值與對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)值計(jì)算各時(shí)間段的相對(duì)誤差；
[0013] 數(shù)據(jù)處理模塊，用于依次判斷當(dāng)前時(shí)間段前連續(xù)預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的時(shí)間段中，各時(shí)間段 的相對(duì)誤差是否大于或等于異常門限值，并在相對(duì)誤差大于或等于異常門限值時(shí)將對(duì)應(yīng)時(shí) 間段的預(yù)測(cè)值存入FIFO,在相對(duì)誤差小于異常門限值時(shí)將對(duì)應(yīng)時(shí)間段的分段平均值存入 FIFO,得到分段平均值集；
[0014] 均值預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)當(dāng)前時(shí)間段的分段平均值以及所述分段平均值集，計(jì)算 下一時(shí)間段的預(yù)測(cè)值并輸出。
[0015] 上述微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法和系統(tǒng)，獲取雷達(dá)回波數(shù)據(jù)并進(jìn)行分段處理，計(jì) 算得到各時(shí)間段的分段平均值，根據(jù)分段平均值與對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)值計(jì)算各時(shí)間段的相對(duì)誤 差。依次判斷當(dāng)前時(shí)間段前連續(xù)預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的時(shí)間段中，各時(shí)間段的相對(duì)誤差是否大于或等 于異常門限值，并在相對(duì)誤差大于或等于異常門限值時(shí)將對(duì)應(yīng)時(shí)間段的預(yù)測(cè)值存入FIFO， 在相對(duì)誤差小于異常門限值時(shí)將對(duì)應(yīng)時(shí)間段的分段平均值存入FIFO,得到分段平均值集。 根據(jù)當(dāng)前時(shí)間段的分段平均值以及所述分段平均值集，計(jì)算下一時(shí)間段的預(yù)測(cè)值并輸出。 在建立分段平均值集時(shí)，根據(jù)比較結(jié)果選擇對(duì)應(yīng)的分段平均值或預(yù)測(cè)值作為分段平均值集 中的數(shù)據(jù)，剔除由于安全防護(hù)區(qū)域遭到入侵產(chǎn)生的異常數(shù)據(jù)，避免對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)造成影響。由 于在進(jìn)行微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理，預(yù)測(cè)下一時(shí)間段的預(yù)測(cè)值時(shí)，考慮了天氣狀況對(duì)雷達(dá)回 波數(shù)據(jù)的幅值變化的影響，避免因天氣變化導(dǎo)致誤報(bào)警，與傳統(tǒng)的微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理 方法相比，提高了準(zhǔn)確性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為一實(shí)施例中微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法的流程圖；
[0017] 圖2為另一實(shí)施例中微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法的流程圖；
[0018] 圖3為一實(shí)施例中微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0019] 圖4為另一實(shí)施例中微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā) 明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不 違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0021] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具 體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。
[0022] 一種微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法，如圖1所示，包括以下步驟：
[0023] 步驟S120 :獲取雷達(dá)回波數(shù)據(jù)并進(jìn)行分段處理，計(jì)算得到各時(shí)間段的分段平均 值。
[0024] 雷達(dá)回波數(shù)據(jù)即是指雷達(dá)接收的電磁波信號(hào)數(shù)據(jù)，由于雷達(dá)不斷地發(fā)射電磁波， 因此接收到的雷達(dá)回波數(shù)據(jù)也是連續(xù)的。對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行分段處理，可以是根據(jù)預(yù)設(shè) 時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行分段，也可以是在獲取數(shù)據(jù)后根據(jù)預(yù)設(shè)段數(shù)進(jìn)行分段。
[0025] 分段平均值即指數(shù)據(jù)段中各個(gè)時(shí)刻回波幅度值的平均值，根據(jù)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)可知 各個(gè)時(shí)刻的回波幅度值，因此可直接根據(jù)各數(shù)據(jù)段計(jì)算對(duì)應(yīng)時(shí)間段的分段平均值。
[0026] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟S120具體包括步驟122至步驟126。
[0027] 步驟122:獲取雷達(dá)回波數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)獲取雷達(dá)接收到的雷達(dá)回波數(shù)據(jù)。
[0028] 步驟124 :根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行分段處理，得到各時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù) 段。
[0029] 預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。通過設(shè)置預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行分段 處理，確保得到的各數(shù)據(jù)段的時(shí)長(zhǎng)相同，以便于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。
[0030] 為了增強(qiáng)安全防護(hù)的實(shí)時(shí)性，雷達(dá)的采樣率較高，通常情況下，入侵事件會(huì)造成若 干個(gè)相連的時(shí)間點(diǎn)上雷達(dá)回波幅度的變化，通過將相連若干個(gè)時(shí)間點(diǎn)的回波劃分為數(shù)據(jù) 段，計(jì)算得到分段平均值。本實(shí)施例中可將對(duì)入侵造成回波幅度變化的時(shí)間跨度進(jìn)行統(tǒng)計(jì) 后得到的平均值作為預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的具體取值。
[0031] 根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行分段處理，可以是連續(xù)分段，可以是間隔分段， 也可以是部分連續(xù)、部分間隔進(jìn)行分段。連續(xù)分段即指得到的數(shù)據(jù)段是連續(xù)的，間隔分段即 指得到的數(shù)據(jù)段不連續(xù)。本實(shí)施例中根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)分段，得到連 續(xù)的數(shù)據(jù)段用作后續(xù)步驟進(jìn)行分析，避免因數(shù)據(jù)遺漏對(duì)故障檢測(cè)造成影響，提高故障檢測(cè) 準(zhǔn)確性。
[0032] 步驟126 :根據(jù)數(shù)據(jù)段分別計(jì)算各時(shí)間段的分段平均值。
[0033] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟126具體為

【權(quán)利要求】
1. 一種微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法，其特征在于，包括以下步驟： 獲取雷達(dá)回波數(shù)據(jù)并進(jìn)行分段處理，計(jì)算得到各時(shí)間段的分段平均值； 根據(jù)分段平均值與對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)值計(jì)算各時(shí)間段的相對(duì)誤差； 依次判斷當(dāng)前時(shí)間段前連續(xù)預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的時(shí)間段中，各時(shí)間段的相對(duì)誤差是否大于或等 于異常門限值，并在相對(duì)誤差大于或等于異常門限值時(shí)將對(duì)應(yīng)時(shí)間段的預(yù)測(cè)值存入FIFO， 在相對(duì)誤差小于異常門限值時(shí)將對(duì)應(yīng)時(shí)間段的分段平均值存入FIFO,得到分段平均值集； 根據(jù)當(dāng)前時(shí)間段的分段平均值以及所述分段平均值集，計(jì)算下一時(shí)間段的預(yù)測(cè)值并輸 出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法，其特征在于，所述獲取雷達(dá)回 波數(shù)據(jù)并進(jìn)行分段處理，計(jì)算得到各時(shí)間段的分段平均值的步驟，包括以下步驟： 獲取雷達(dá)回波數(shù)據(jù)； 根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)對(duì)所述雷達(dá)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行分段處理，得到各時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)段； 根據(jù)所述數(shù)據(jù)段分別計(jì)算各時(shí)間段的分段平均值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法，其特征在于，根據(jù)所述數(shù)據(jù)段 分別計(jì)算各時(shí)間段的分段平均值的步驟，具體為
其中，Xm表示第m個(gè)時(shí)刻雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的幅度值，yn表示第η個(gè)時(shí)間段的分段平均值，M為預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法，其特征在于，所述根據(jù)分段平 均值與對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)值計(jì)算各時(shí)間段的相對(duì)誤差的步驟，具體為
其中，rn表示第η個(gè)時(shí)間段的相對(duì)誤差，yη表示第η個(gè)時(shí)間段的分段平均值，I表示第η個(gè)時(shí)間段的預(yù)測(cè)值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法，其特征在于，所述根據(jù)當(dāng)前時(shí) 間段的分段平均值以及所述分段平均值集，計(jì)算下一時(shí)間段的預(yù)測(cè)值的步驟，具體為
其中，瓦、瓦+l分別表示第n+L-l、n+L段時(shí)間FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)平均值；βη+Η、βη+?分 別表示第n+L-l、n+L段時(shí)間FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)變化率，7"為FIFO內(nèi)第η時(shí)間段的分段平均值 或預(yù)測(cè)值，為第n+L時(shí)間段的分段平均值，L為FIFO的長(zhǎng)度，九+?+1表示第η+L+l時(shí)間段 的預(yù)測(cè)值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法，其特征在于，所述依次判斷當(dāng) 前時(shí)間段前連續(xù)預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的時(shí)間段中，各時(shí)間段的相對(duì)誤差是否大于或等于異常門限值， 并在相對(duì)誤差大于或等于異常門限值時(shí)將對(duì)應(yīng)時(shí)間段的預(yù)測(cè)值存入FIFO,在相對(duì)誤差小于 異常門限值時(shí)將對(duì)應(yīng)時(shí)間段的分段平均值存入FIFO,得到分段平均值集的步驟之后，所述 根據(jù)當(dāng)前時(shí)間段的分段平均值以及所述分段平均值集，計(jì)算下一時(shí)間段的預(yù)測(cè)值并輸出的 步驟之前，還包括以下步驟： 判斷當(dāng)前時(shí)間段前連續(xù)預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的時(shí)間段中，相對(duì)誤差大于或等于異常門限值的時(shí)間 段的個(gè)數(shù)是否小于或等于故障門限值； 若是，則進(jìn)行所述根據(jù)當(dāng)前時(shí)間段的分段平均值以及所述分段平均值集，計(jì)算下一時(shí) 間段的預(yù)測(cè)值并輸出的步驟。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法，其特征在于，若當(dāng)前時(shí)間段前 連續(xù)預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的時(shí)間段中，相對(duì)誤差大于或等于異常門限值的時(shí)間段的個(gè)數(shù)大于故障門限 值，所述微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理方法還包括在所述分段平均值集內(nèi)的數(shù)據(jù)變化率小于變化 趨勢(shì)門限值時(shí)，輸出故障報(bào)警信息的步驟。
8. -種微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括 數(shù)據(jù)分段模塊，用于獲取雷達(dá)回波數(shù)據(jù)并進(jìn)行分段處理，計(jì)算得到各時(shí)間段的分段平 均值； 誤差計(jì)算模塊，用于根據(jù)分段平均值與對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)值計(jì)算各時(shí)間段的相對(duì)誤差； 數(shù)據(jù)處理模塊，用于依次判斷當(dāng)前時(shí)間段前連續(xù)預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的時(shí)間段中，各時(shí)間段的相 對(duì)誤差是否大于或等于異常門限值，并在相對(duì)誤差大于或等于異常門限值時(shí)將對(duì)應(yīng)時(shí)間段 的預(yù)測(cè)值存入FIFO,在相對(duì)誤差小于異常門限值時(shí)將對(duì)應(yīng)時(shí)間段的分段平均值存入FIFO， 得到分段平均值集； 均值預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)當(dāng)前時(shí)間段的分段平均值以及所述分段平均值集，計(jì)算下一 時(shí)間段的預(yù)測(cè)值并輸出。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括判斷模塊， 所述判斷模塊用于在所述數(shù)據(jù)處理模塊依次判斷當(dāng)前時(shí)間段前連續(xù)預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的時(shí)間段中， 各時(shí)間段的相對(duì)誤差是否大于或等于異常門限值，并在相對(duì)誤差大于或等于異常門限值時(shí) 將對(duì)應(yīng)時(shí)間段的預(yù)測(cè)值存入FIFO,在相對(duì)誤差小于異常門限值時(shí)將對(duì)應(yīng)時(shí)間段的分段平均 值存入FIFO,得到分段平均值集后，判斷當(dāng)前時(shí)間段前連續(xù)預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的時(shí)間段中，相對(duì)誤差 大于或等于異常門限值的時(shí)間段的個(gè)數(shù)是否小于或等于故障門限值； 所述均值預(yù)測(cè)模塊在當(dāng)前時(shí)間段前連續(xù)預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的時(shí)間段中，相對(duì)誤差大于或等于異 常門限值的時(shí)間段的個(gè)數(shù)小于或等于故障門限值時(shí)，根據(jù)當(dāng)前時(shí)間段的分段平均值以及所 述分段平均值集，計(jì)算下一時(shí)間段的預(yù)測(cè)值并輸出。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的微波對(duì)射雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括故障報(bào)警 模塊，所述故障報(bào)警模塊用于在當(dāng)前時(shí)間段前連續(xù)預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的時(shí)間段中，相對(duì)誤差大于或 等于異常門限值的時(shí)間段的個(gè)數(shù)大于故障門限值，且所述分段平均值集內(nèi)的數(shù)據(jù)變化率小 于變化趨勢(shì)門限值時(shí)，輸出故障報(bào)警信息。
【文檔編號(hào)】G01S7/02GK104459637SQ201410796619
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】李廣柱, 韓明華, 王生水, 吳鋒濤 申請(qǐng)人:湖南納雷科技有限公司