微波对射雷达信号处理方法和系统的制作方法
【专利摘要】一种微波对射雷达信号处理方法和系统，获取雷达回波数据并进行分段处理，计算得到各时间段的分段平均值，根据分段平均值与对应的预测值计算各时间段的相对误差。依次判断当前时间段前连续预设个数的时间段中，各时间段的相对误差是否大于或等于异常门限值，并在相对误差大于或等于异常门限值时将对应时间段的预测值存入FIFO，在相对误差小于异常门限值时将对应时间段的分段平均值存入FIFO，得到分段平均值集。根据当前时间段的分段平均值以及分段平均值集计算下一时间段的预测值并输出。由于在进行微波对射雷达信号处理，预测下一时间段的预测值时，考虑了天气状况对雷达回波数据的幅值变化的影响，避免因天气变化导致误报警，提高了准确性。
【专利说明】微波对射雷达信号处理方法和系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及雷达检测【技术领域】，特别是涉及一种微波对射雷达信号处理方法和系 统。
【背景技术】
[0002] 微波对射雷达与其它安全防护设备相比具有全天候、探测距离远等优点，因此成 为一种广泛应用的安全防护器材。
[0003] 传统的微波对射雷达信号处理方法是通过估计回波幅度的平均值作为判决雷达 是否出现故障的基准，具体为统计回波幅度的平均值与预设值进行比较判断数据是否异 常，若异常则认为安全防护区域发生了入侵事件，输出报警信息，用作进行报警判断的预设 值是固定不变的。在实际应用中，安全防护区域发生入侵事件或天气状况发生变化，都会引 起雷达回波幅度的变化，传统的微波对射雷达信号处理方法，利用固定不变的预设值进行 报警判断，存在准确性低的缺点。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要针对上述问题，提供一种准确性高的微波对射雷达信号处理方法 和系统。
[0005] 一种微波对射雷达信号处理方法，包括以下步骤：
[0006] 获取雷达回波数据并进行分段处理，计算得到各时间段的分段平均值；
[0007] 根据分段平均值与对应的预测值计算各时间段的相对误差；
[0008] 依次判断当前时间段前连续预设个数的时间段中，各时间段的相对误差是否大于 或等于异常门限值，并在相对误差大于或等于异常门限值时将对应时间段的预测值存入 FIFO,在相对误差小于异常门限值时将对应时间段的分段平均值存入FIFO,得到分段平均 值集；
[0009] 根据当前时间段的分段平均值以及所述分段平均值集，计算下一时间段的预测值 并输出。
[0010] 一种微波对射雷达信号处理系统，包括
[0011] 数据分段模块，用于获取雷达回波数据并进行分段处理，计算得到各时间段的分 段平均值；
[0012] 误差计算模块，用于根据分段平均值与对应的预测值计算各时间段的相对误差；
[0013] 数据处理模块，用于依次判断当前时间段前连续预设个数的时间段中，各时间段 的相对误差是否大于或等于异常门限值，并在相对误差大于或等于异常门限值时将对应时 间段的预测值存入FIFO,在相对误差小于异常门限值时将对应时间段的分段平均值存入 FIFO,得到分段平均值集；
[0014] 均值预测模块，用于根据当前时间段的分段平均值以及所述分段平均值集，计算 下一时间段的预测值并输出。
[0015] 上述微波对射雷达信号处理方法和系统，获取雷达回波数据并进行分段处理，计 算得到各时间段的分段平均值，根据分段平均值与对应的预测值计算各时间段的相对误 差。依次判断当前时间段前连续预设个数的时间段中，各时间段的相对误差是否大于或等 于异常门限值，并在相对误差大于或等于异常门限值时将对应时间段的预测值存入FIFO， 在相对误差小于异常门限值时将对应时间段的分段平均值存入FIFO,得到分段平均值集。 根据当前时间段的分段平均值以及所述分段平均值集，计算下一时间段的预测值并输出。 在建立分段平均值集时，根据比较结果选择对应的分段平均值或预测值作为分段平均值集 中的数据，剔除由于安全防护区域遭到入侵产生的异常数据，避免对数据预测造成影响。由 于在进行微波对射雷达信号处理，预测下一时间段的预测值时，考虑了天气状况对雷达回 波数据的幅值变化的影响，避免因天气变化导致误报警，与传统的微波对射雷达信号处理 方法相比，提高了准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为一实施例中微波对射雷达信号处理方法的流程图；
[0017] 图2为另一实施例中微波对射雷达信号处理方法的流程图；
[0018] 图3为一实施例中微波对射雷达信号处理系统的结构图；
[0019] 图4为另一实施例中微波对射雷达信号处理系统的结构图。
【具体实施方式】
[0020] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发 明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不 违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0021] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的【技术领域】的 技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具 体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0022] 一种微波对射雷达信号处理方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0023] 步骤S120 :获取雷达回波数据并进行分段处理，计算得到各时间段的分段平均 值。
[0024] 雷达回波数据即是指雷达接收的电磁波信号数据，由于雷达不断地发射电磁波， 因此接收到的雷达回波数据也是连续的。对雷达回波数据进行分段处理，可以是根据预设 时长进行分段，也可以是在获取数据后根据预设段数进行分段。
[0025] 分段平均值即指数据段中各个时刻回波幅度值的平均值，根据雷达回波数据可知 各个时刻的回波幅度值，因此可直接根据各数据段计算对应时间段的分段平均值。
[0026] 在其中一个实施例中，步骤S120具体包括步骤122至步骤126。
[0027] 步骤122:获取雷达回波数据。实时获取雷达接收到的雷达回波数据。
[0028] 步骤124 :根据预设时长对雷达回波数据进行分段处理，得到各时间段内的数据 段。
[0029] 预设时长可根据实际情况进行调整。通过设置预设时长对雷达回波数据进行分段 处理，确保得到的各数据段的时长相同，以便于后续的数据处理。
[0030] 为了增强安全防护的实时性，雷达的采样率较高，通常情况下，入侵事件会造成若 干个相连的时间点上雷达回波幅度的变化，通过将相连若干个时间点的回波划分为数据 段，计算得到分段平均值。本实施例中可将对入侵造成回波幅度变化的时间跨度进行统计 后得到的平均值作为预设时长的具体取值。
[0031] 根据预设时长对雷达回波数据进行分段处理，可以是连续分段，可以是间隔分段， 也可以是部分连续、部分间隔进行分段。连续分段即指得到的数据段是连续的，间隔分段即 指得到的数据段不连续。本实施例中根据预设时长对雷达回波数据进行连续分段，得到连 续的数据段用作后续步骤进行分析，避免因数据遗漏对故障检测造成影响，提高故障检测 准确性。
[0032] 步骤126 :根据数据段分别计算各时间段的分段平均值。
[0033] 在其中一个实施例中，步骤126具体为
【权利要求】
1. 一种微波对射雷达信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤： 获取雷达回波数据并进行分段处理，计算得到各时间段的分段平均值； 根据分段平均值与对应的预测值计算各时间段的相对误差； 依次判断当前时间段前连续预设个数的时间段中，各时间段的相对误差是否大于或等 于异常门限值，并在相对误差大于或等于异常门限值时将对应时间段的预测值存入FIFO， 在相对误差小于异常门限值时将对应时间段的分段平均值存入FIFO,得到分段平均值集； 根据当前时间段的分段平均值以及所述分段平均值集，计算下一时间段的预测值并输 出。
2. 根据权利要求1所述的微波对射雷达信号处理方法，其特征在于，所述获取雷达回 波数据并进行分段处理，计算得到各时间段的分段平均值的步骤，包括以下步骤： 获取雷达回波数据； 根据预设时长对所述雷达回波数据进行分段处理，得到各时间段内的数据段； 根据所述数据段分别计算各时间段的分段平均值。
3. 根据权利要求2所述的微波对射雷达信号处理方法，其特征在于，根据所述数据段 分别计算各时间段的分段平均值的步骤，具体为
其中，Xm表示第m个时刻雷达回波数据的幅度值，yn表示第η个时间段的分段平均值，M为预设时长。
4. 根据权利要求1所述的微波对射雷达信号处理方法，其特征在于，所述根据分段平 均值与对应的预测值计算各时间段的相对误差的步骤，具体为
其中，rn表示第η个时间段的相对误差，yη表示第η个时间段的分段平均值，I表示第η个时间段的预测值。
5. 根据权利要求1所述的微波对射雷达信号处理方法，其特征在于，所述根据当前时 间段的分段平均值以及所述分段平均值集，计算下一时间段的预测值的步骤，具体为
其中，瓦、瓦+l分别表示第n+L-l、n+L段时间FIFO内的数据平均值；βη+Η、βη+?分 别表示第n+L-l、n+L段时间FIFO内的数据变化率，7"为FIFO内第η时间段的分段平均值 或预测值，为第n+L时间段的分段平均值，L为FIFO的长度，九+?+1表示第η+L+l时间段 的预测值。
6. 根据权利要求1所述的微波对射雷达信号处理方法，其特征在于，所述依次判断当 前时间段前连续预设个数的时间段中，各时间段的相对误差是否大于或等于异常门限值， 并在相对误差大于或等于异常门限值时将对应时间段的预测值存入FIFO,在相对误差小于 异常门限值时将对应时间段的分段平均值存入FIFO,得到分段平均值集的步骤之后，所述 根据当前时间段的分段平均值以及所述分段平均值集，计算下一时间段的预测值并输出的 步骤之前，还包括以下步骤： 判断当前时间段前连续预设个数的时间段中，相对误差大于或等于异常门限值的时间 段的个数是否小于或等于故障门限值； 若是，则进行所述根据当前时间段的分段平均值以及所述分段平均值集，计算下一时 间段的预测值并输出的步骤。
7. 根据权利要求6所述的微波对射雷达信号处理方法，其特征在于，若当前时间段前 连续预设个数的时间段中，相对误差大于或等于异常门限值的时间段的个数大于故障门限 值，所述微波对射雷达信号处理方法还包括在所述分段平均值集内的数据变化率小于变化 趋势门限值时，输出故障报警信息的步骤。
8. -种微波对射雷达信号处理系统，其特征在于，包括 数据分段模块，用于获取雷达回波数据并进行分段处理，计算得到各时间段的分段平 均值； 误差计算模块，用于根据分段平均值与对应的预测值计算各时间段的相对误差； 数据处理模块，用于依次判断当前时间段前连续预设个数的时间段中，各时间段的相 对误差是否大于或等于异常门限值，并在相对误差大于或等于异常门限值时将对应时间段 的预测值存入FIFO,在相对误差小于异常门限值时将对应时间段的分段平均值存入FIFO， 得到分段平均值集； 均值预测模块，用于根据当前时间段的分段平均值以及所述分段平均值集，计算下一 时间段的预测值并输出。
9. 根据权利要求8所述的微波对射雷达信号处理系统，其特征在于，还包括判断模块， 所述判断模块用于在所述数据处理模块依次判断当前时间段前连续预设个数的时间段中， 各时间段的相对误差是否大于或等于异常门限值，并在相对误差大于或等于异常门限值时 将对应时间段的预测值存入FIFO,在相对误差小于异常门限值时将对应时间段的分段平均 值存入FIFO,得到分段平均值集后，判断当前时间段前连续预设个数的时间段中，相对误差 大于或等于异常门限值的时间段的个数是否小于或等于故障门限值； 所述均值预测模块在当前时间段前连续预设个数的时间段中，相对误差大于或等于异 常门限值的时间段的个数小于或等于故障门限值时，根据当前时间段的分段平均值以及所 述分段平均值集，计算下一时间段的预测值并输出。
10. 根据权利要求9所述的微波对射雷达信号处理系统，其特征在于，还包括故障报警 模块，所述故障报警模块用于在当前时间段前连续预设个数的时间段中，相对误差大于或 等于异常门限值的时间段的个数大于故障门限值，且所述分段平均值集内的数据变化率小 于变化趋势门限值时，输出故障报警信息。
【文档编号】G01S7/02GK104459637SQ201410796619
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】李广柱, 韩明华, 王生水, 吴锋涛 申请人:湖南纳雷科技有限公司