一种基于多径信号的轴心轨迹确定方法及装置与流程
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于多径信号的轴心轨迹确定方法及装置。
背景技术：
在现代工业中，旋转机器是现代工业中的重要组成部件，可以通过对旋转机器的核心部件(即转子)的二维轴心轨迹，对旋转机器的运行工况进行监测，而如何准确的获取旋转机器的二维轴心轨迹，成为工业自动化监测场景中的关键问题。
目前，可以基于压电陶瓷传感器、电涡流传感器等多个位移传感器，获取转子在x轴和y轴上的一维位移，再根据运动合成的方法，通过x轴和y轴上的一维位移，推算出转子的二维轴心轨迹。
但是，上述方法需要预先通过校准仪对多个次位移传感器进行校准后才能完成电信号到位移信号的转换，同时还需要额外设备来完成多个传感器的高精度同步，因此，导致二维轴心轨迹的确定效率低，同时，通过运动合成的方法，确定二维轴心轨迹，也存在确定准确性差的问题。
技术实现要素：
本发明实施例的目的是提供一种基于多径信号的轴心轨迹确定方法及装置，以解决现有技术中在确定二维轴心轨迹时，存在的确定效率低以及确定准确性差的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供的一种基于多径信号的轴心轨迹确定方法，所述方法包括：
获取针对目标区域的每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的差拍信号，并基于预设傅里叶变换算法，对所述差拍信号进行变换处理，得到与所述差拍信号对应的目标信号，所述差拍信号为信号收发设备的发送信号的共轭与所述信号收发设备接收到的目标物体针对所述发送信号返回的反射信号的乘积；
针对目标流式数据帧的目标线性调频信号周期内的所述差拍信号对应的所述目标信号构成的距离谱，以及预设鲁棒卡朋波束成形算法，生成与所述距离谱对应的角度谱，并基于所述距离谱和所述角度谱，生成与所述目标区域对应的空间谱，所述目标流式数据帧为所述流式数据帧中的任意一个数据帧，所述目标线性调频信号周期为所述目标流式数据帧对应的线性调频信号周期中的任意一个周期；
基于预设恒虚警率算子，对所述空间谱进行区域识别处理，以将所述目标区域划分为多个二维位置区域；
基于所述每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的目标信号，确定每个所述二维位置区域对应的多径信号，所述多径信号包括来自不同的所述流式数据帧的不同的所述线性调频信号周期的、且采样时间等效的所述目标信号；
基于预设半径约束圆拟合算法和每个所述二维位置区域对应的多径信号，确定与每个所述二维位置区域对应的一维振动信号；
基于所述每个二维位置区域对应的一维振动信号和预设迭代算法，确定与所述目标区域对应的二维轴心轨迹，所述预设迭代算法为基于所述一维振动信号在预设观察角度上的投影，对确定的所述二维轴心轨迹进行迭代处理，以获取所述二维轴心轨迹。
可选地，所述基于预设半径约束圆拟合算法和每个所述二维位置区域对应的多径信号，确定与每个所述二维位置区域对应的一维振动信号，包括：
基于所述预设半径约束圆拟合算法、预设圆心方向约束、预设圆弧半径约束和每个所述二维位置区域对应的多径信号，确定与每个所述二维位置区域的多径信号对应的静态杂波分量；
基于每个所述二维位置区域的多径信号以及对应的所述静态杂波分量，确定与每个所述二维位置区域对应的所述一维振动信号。
可选地，在所述基于所述预设半径约束圆拟合算法、预设圆心方向约束、预设圆弧半径约束和每个所述二维位置区域对应的多径信号，确定与每个所述二维位置区域的多径信号对应的静态杂波分量之前，还包括：
在预设复信号平面内，获取由每个所述二维位置区域对应的多径信号构成的圆弧的中心点；
基于预设搜索步长和所述圆弧的中心点，确定多个所述圆弧的圆心点；
获取每个所述圆弧的圆心点到所述圆弧的中心点的第一圆心方向；
将每个所述二维位置区域对应的多径信号投影到每个所述第一圆心方向上，以得到与每个所述第一圆心方向对应的投影序列频谱；
获取所述与每个所述第一圆心方向对应的投影序列频谱在预设频段上的峰度，并获取所述与每个所述第一圆心方向对应的投影序列频谱在所述预设频段上的频谱能量与所述投影序列频谱的频谱能量之间的比值；
基于与每个所述第一圆心方向对应的所述峰度和所述比值，确定目标度量标准；
基于所述目标度量标准，确定所述第一圆心方向中的目标圆心方向，并基于所述目标圆心方向，确定所述预设圆心方向约束；
将所述每个二维位置区域的多径信号，基于所述目标圆心方向，在所述预设复信号平面进行投影，得到对应的投影序列，并获取所述投影序列的投影高度；
基于所述投影高度和预设振幅范围，确定所述预设圆弧半径约束。
可选地，在所述基于所述每个二维位置区域对应的一维振动信号和预设迭代算法，确定与所述目标区域对应的二维轴心轨迹之前，还包括：
基于预设密度聚类筛选算法，对所述每个二维位置区域对应的一维振动信号进行聚类处理，得到多个聚类簇，所述预设密度聚类筛选算法为基于所述一维振动信号的预设权重，以及基于所述一维振动信号对应的二维位置区域之间的相位关系进行聚类的算法；
基于每个所述聚类簇内包含的一维振动信号，确定每个所述聚类簇的目标振动信号；
所述基于所述每个二维位置区域对应的一维振动信号和预设迭代算法，确定与所述目标区域对应的二维轴心轨迹，所述预设迭代算法为基于所述一维振动信号在预设观察角度上的投影，对确定的所述二维轴心轨迹进行迭代处理，以获取所述二维轴心轨迹，包括：
基于每个所述聚类簇的目标振动信号和预设迭代算法，确定与所述目标区域对应的所述二维轴心轨迹，所述预设迭代算法为基于所述目标振动信号在预设观察角度上的投影，对确定的所述二维轴心轨迹进行迭代处理，以获取所述二维轴心轨迹。
可选地，所述基于预设密度聚类筛选算法，对所述每个二维位置区域对应的一维振动信号进行聚类处理，得到多个聚类簇，包括：
基于所述预设半径约束圆拟合算法和每个所述二维位置区域对应的多径信号，获取所述圆弧拟合处理后得到的目标圆弧半径；
基于所述目标度量标准、所述目标圆弧半径、所述每个二维位置区域对应的一维振动信号的频谱峰度和频谱能量，确定所述每个二维位置区域对应的一维振动信号的预设权重；
基于所述每个二维位置区域对应的一维振动信号的预设权重，对所述每个二维位置区域对应的一维振动信号进行筛选处理，以得到与每个所述二维位置区域对应的第二振动信号；
基于所述每个二维位置区域对应的第二振动信号，确定对应的距离度量矩阵，所述距离度量矩阵由每两个所述第二振动信号之间的相位值确定；
基于所述距离度量矩阵，对所述每个二维位置区域对应的第二振动信号进行聚类处理，得到所述多个聚类簇；
所述基于每个所述聚类簇内包含的一维振动信号，确定每个所述聚类簇的目标振动信号，包括：
基于每个所述聚类簇内包含的所述第二振动信号，确定每个所述聚类簇的目标振动信号。
可选地，所述基于每个所述聚类簇的目标振动信号和预设迭代算法，确定与所述目标区域对应的二维轴心轨迹，包括：
基于每个所述聚类簇的目标振动信号、每个所述目标振动信号的预设权值、每个所述聚类簇的目标振动信号的预设观察角度、预设目标对角阵、预设目标投影向量矩阵，以及公式
o＝(vtwv)-1vtwex，
确定与所述目标区域对应的第一轴心轨迹，其中，o为所述第一轴心轨迹，w为由所述每个目标振动信号的预设权值构成的权重矩阵，e为所述目标对角阵，vt为所述目标投影向量矩阵的转置矩阵，
在所述第一轴心轨迹满足预设收敛条件的情况下，将所述第一轴心轨迹确定为所述目标区域对应的二维轴心轨迹。
可选地，所述方法还包括：
在所述第一轴心轨迹不满足所述预设收敛条件的情况下，基于所述第一轴心轨迹、每个所述聚类簇的目标振动信号、每个所述聚类簇的目标振动信号的预设观察角度和所述目标对角阵，以及公式
确定第一投影向量矩阵，其中，∈p为所述目标对角阵中与第p个所述聚类簇的目标振动信号对应的构成元素，xp为第p个所述聚类簇的目标振动信号，
基于所述第一投影向量矩阵，每个所述聚类簇的目标振动信号，以及公式
确定第一对角阵；
将所述第一投影向量矩阵确定为所述目标投影向量矩阵，并将所述第一对角阵确定为所述目标对角阵。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于多径信号的轴心轨迹确定装置，所述装置包括：
信号获取模块，用于获取针对目标区域的每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的差拍信号，并基于预设傅里叶变换算法，对所述差拍信号进行变换处理，得到与所述差拍信号对应的目标信号，所述差拍信号为信号收发设备的发送信号的共轭与所述信号收发设备接收到的目标物体针对所述发送信号返回的反射信号的乘积；
空间谱确定模块，用于针对目标流式数据帧的目标线性调频信号周期内的所述差拍信号对应的所述目标信号构成的距离谱，以及预设鲁棒卡朋波束成形算法，生成与所述距离谱对应的角度谱，并基于所述距离谱和所述角度谱，生成与所述目标区域对应的空间谱，所述目标流式数据帧为所述流式数据帧中的任意一个数据帧，所述目标线性调频信号周期为所述目标流式数据帧对应的线性调频信号周期中的任意一个周期；
区域确定模块，用于基于预设恒虚警率算子，对所述空间谱进行区域识别处理，以将所述目标区域划分为多个二维位置区域；
信号确定模块，用于基于所述每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的目标信号，确定每个所述二维位置区域对应的多径信号，所述多径信号包括来自不同的所述流式数据帧的不同的所述线性调频信号周期的、且采样时间等效的所述目标信号；
信号提取模块，用于基于预设半径约束圆拟合算法和每个所述二维位置区域对应的多径信号，确定与每个所述二维位置区域对应的一维振动信号；
轨迹确定模块，用于基于所述每个二维位置区域对应的一维振动信号和预设迭代算法，确定与所述目标区域对应的二维轴心轨迹，所述预设迭代算法为基于所述一维振动信号在预设观察角度上的投影，对确定的所述二维轴心轨迹进行迭代处理，以获取所述二维轴心轨迹。
可选地，所述信号提取模块，用于：
基于所述预设半径约束圆拟合算法、预设圆心方向约束、预设圆弧半径约束和每个所述二维位置区域对应的多径信号，确定与每个所述二维位置区域的多径信号对应的静态杂波分量；
基于每个所述二维位置区域的多径信号以及对应的所述静态杂波分量，确定与每个所述二维位置区域对应的所述一维振动信号。
可选地，所述装置，还包括：
中心点确定模块，用于在预设复信号平面内，获取由每个所述二维位置区域对应的多径信号构成的圆弧的中心点；
圆心点确定模块，用于基于预设搜索步长和所述圆弧的中心点，确定多个所述圆弧的圆心点；
方向获取模块，用于获取每个所述圆弧的圆心点到所述圆弧的中心点的第一圆心方向；
频谱确定模块，用于将每个所述二维位置区域对应的多径信号投影到每个所述第一圆心方向上，以得到与每个所述第一圆心方向对应的投影序列频谱；
数据获取模块，用于获取所述与每个所述第一圆心方向对应的投影序列频谱在预设频段上的峰度，并获取所述与每个所述第一圆心方向对应的投影序列频谱在所述预设频段上的频谱能量与所述投影序列频谱的频谱能量之间的比值；
标准确定模块，用于基于与每个所述第一圆心方向对应的所述峰度和所述比值，确定目标度量标准；
第一确定模块，用于基于所述目标度量标准，确定所述第一圆心方向中的目标圆心方向，并基于所述目标圆心方向，确定所述预设圆心方向约束；
投影模块，用于将所述每个二维位置区域的多径信号，基于所述目标圆心方向，在所述预设复信号平面进行投影，得到对应的投影序列，并获取所述投影序列的投影高度；
第二确定模块，用于基于所述投影高度和预设振幅范围，确定所述预设圆弧半径约束。
可选地，所述装置，还包括：
聚类模块，用于基于预设密度聚类筛选算法，对所述每个二维位置区域对应的一维振动信号进行聚类处理，得到多个聚类簇，所述预设密度聚类筛选算法为基于所述一维振动信号的预设权重，以及基于所述一维振动信号对应的二维位置区域之间的相位关系进行聚类的算法；
第三确定模块，用于基于每个所述聚类簇内包含的一维振动信号，确定每个所述聚类簇的目标振动信号；
所述轨迹确定模块，用于：
基于每个所述聚类簇的目标振动信号和预设迭代算法，确定与所述目标区域对应的所述二维轴心轨迹，所述预设迭代算法为基于所述目标振动信号在预设观察角度上的投影，对确定的所述二维轴心轨迹进行迭代处理，以获取所述二维轴心轨迹。
可选地，所述聚类模块，用于：
基于所述预设半径约束圆拟合算法和每个所述二维位置区域对应的多径信号，获取所述圆弧拟合处理后得到的目标圆弧半径；
基于所述目标度量标准、所述目标圆弧半径、所述每个二维位置区域对应的一维振动信号的频谱峰度和频谱能量，确定所述每个二维位置区域对应的一维振动信号的预设权重；
基于所述每个二维位置区域对应的一维振动信号的预设权重，对所述每个二维位置区域对应的一维振动信号进行筛选处理，以得到与每个所述二维位置区域对应的第二振动信号；
基于所述每个二维位置区域对应的第二振动信号，确定对应的距离度量矩阵，所述距离度量矩阵由每两个所述第二振动信号之间的相位值确定；
基于所述距离度量矩阵，对所述每个二维位置区域对应的第二振动信号进行聚类处理，得到所述多个聚类簇；
所述第三确定模块，用于：
基于每个所述聚类簇内包含的所述第二振动信号，确定每个所述聚类簇的目标振动信号。
可选地，所述轨迹确定模块，用于：
基于每个所述聚类簇的目标振动信号、每个所述目标振动信号的预设权值、每个所述聚类簇的目标振动信号的预设观察角度、预设目标对角阵、预设目标投影向量矩阵，以及公式
o＝(vtwv)-1vtwex，
确定与所述目标区域对应的第一轴心轨迹，其中，o为所述第一轴心轨迹，w为由所述每个目标振动信号的预设权值构成的权重矩阵，e为所述目标对角阵，vt为所述目标投影向量矩阵的转置矩阵，
在所述第一轴心轨迹满足预设收敛条件的情况下，将所述第一轴心轨迹确定为所述目标区域对应的二维轴心轨迹。
可选地，所述装置，还包括：
第一矩阵确定模块，用于在所述第一轴心轨迹不满足所述预设收敛条件的情况下，基于所述第一轴心轨迹、每个所述聚类簇的目标振动信号、每个所述聚类簇的目标振动信号的预设观察角度和所述目标对角阵，以及公式
确定第一投影向量矩阵，其中，∈p为所述目标对角阵中与第p个所述聚类簇的目标振动信号对应的构成元素，xp为第p个所述聚类簇的目标振动信号，
第二矩阵确定模块，用于基于所述第一投影向量矩阵，每个所述聚类簇的目标振动信号，以及公式
确定第一对角阵；
第三矩阵确定模块，用于将所述第一投影向量矩阵确定为所述目标投影向量矩阵，并将所述第一对角阵确定为所述目标对角阵。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述第一方面提供的基于多径信号的轴心轨迹确定方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面提供的基于多径信号的轴心轨迹确定方法的步骤。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过获取针对目标区域的每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的差拍信号，并基于预设傅里叶变换算法，对差拍信号进行变换处理，得到与差拍信号对应的目标信号，差拍信号为信号收发设备的发送信号的共轭与信号收发设备接收到的目标物体针对发送信号返回的反射信号的乘积，针对目标流式数据帧的目标线性调频信号周期内的差拍信号对应的目标信号构成的距离谱，以及预设鲁棒卡朋波束成形算法，生成与距离谱对应的角度谱，并基于距离谱和角度谱，生成与目标区域对应的空间谱，目标流式数据帧为流式数据帧中的任意一个数据帧，目标线性调频信号周期为目标流式数据帧对应的线性调频信号周期中的任意一个周期，基于预设恒虚警率算子，对空间谱进行区域识别处理，以将目标区域划分为多个二维位置区域，基于每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的目标信号，确定每个二维位置区域对应的多径信号，多径信号包括来自不同的流式数据帧的不同的线性调频信号周期的、且采样时间等效的目标信号，基于预设半径约束圆拟合算法和每个二维位置区域对应的多径信号，确定与每个二维位置区域对应的一维振动信号，基于每个二维位置区域对应的一维振动信号和预设迭代算法，确定与目标区域对应的二维轴心轨迹，预设迭代算法为基于一维振动信号在预设观察角度上的投影，对确定的二维轴心轨迹进行迭代处理，以获取二维轴心轨迹。这样，通过每个二维位置区域的多径信号对应的一维振动信号，确定目标区域的二维轴心轨迹，可以提高二维轴心轨迹的确定准确性，同时，避免了由于需要额外设备的参与而导致的二维轴心轨迹的确定效率低的问题，即提高了二维轴心轨迹的确定效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种基于多径信号的轴心轨迹确定方法的流程示意图；
图2为本发明一种目标信号提取过程的示意图；
图3为本发明另一种基于多径信号的轴心轨迹确定方法的流程示意图；
图4为本发明一种预设圆心方向约束和预设圆弧半径约束的确定方法的示意图；
图5为本发明一种基于多径信号的轴心轨迹确定装置的结构示意图；
图6为本发明一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种基于多径信号的轴心轨迹确定方法及装置。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，本说明书实施例提供一种基于多径信号的轴心轨迹确定方法，该方法的执行主体可以为服务器，该服务器可以是独立的服务器，也可以是由多个服务器组成的服务器集群。该方法具体可以包括以下步骤：
在s102中，获取针对目标区域的每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的差拍信号，并基于预设傅里叶变换算法，对差拍信号进行变换处理，得到与差拍信号对应的目标信号。
其中，目标区域可以是每个流式数据帧中的预设区域，差拍信号可以为信号收发设备的发送信号的共轭与信号收发设备接收到的目标物体针对发送信号返回的反射信号的乘积，信号收发设备可以是任意能够发射发送信号并接收反射信号(即经目标物体针对发送信号返回的发射信号)的设备，如信号收发设备可以是毫米波雷达，目标信号可以为目标物体对应距离单位的信号。
在实施中，在现代工业中，旋转机器是现代工业中的重要组成部件，可以通过对旋转机器的核心部件(即转子)的二维轴心轨迹，对旋转机器的运行工况进行监测，而如何准确的获取旋转机器的二维轴心轨迹，成为工业自动化监测场景中的关键问题。
目前，可以基于压电陶瓷传感器、电涡流传感器等多个位移传感器，获取转子在x轴和y轴上的一维位移，再根据运动合成的方法，通过x轴和y轴上的一维位移，推算出转子的二维轴心轨迹。但是，上述方法需要预先通过校准仪对多个次位移传感器进行校准后才能完成电信号到位移信号的转换，同时还需要额外设备来完成多个传感器的高精度同步，因此，导致二维轴心轨迹的确定效率低，同时，通过运动合成的方法，确定二维轴心轨迹，也存在确定准确性差的问题。为此，本发明实施例提供一种能够解决上述问题的技术方案，具体可以参见下述内容：
以信号收发设备为毫米波雷达为例，毫米波雷达通常可以使用线性调频连续波的方式对发送信号进行调制，经接收由目标物体对发送信号进行反射后的反射信号，接收到的反射信号仍保持线性调频的特性，返回的反射信号仅表现为相对于往返时延的频率延迟。因此，发送信号与发射信号之间的频率差可以反映目标物体到毫米波雷达之间的距离。其中，毫米波雷达的硬件组成可以包括一个混频器，它可以将发送信号的共轭与反射信号相乘，以得到对应的差拍信号，差拍信号的频率即发送信号与反射信号之间的频率差。
服务器可以获取针对目标区域的每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的差拍信号，然后服务器可以基于预设傅里叶变换算法，对差拍信号进行变换处理，得到差拍信号的频率谱，并根据公式
此外，对于亚毫米级甚至微米级的振动信号而言，亚毫米级甚至微米级的振动信号的振幅远远小于距离分辨率δr，其中，
此外，反射信号不仅包括来自目标物体的反射信号，还包括其他静态物体的杂波(即静态杂波分量)，因此，第τ个线性调频信号周期内的目标信号可以为
此外，上述预设傅里叶变换算法还可以是基于布莱克曼窗口的傅里叶变化算法，以减弱距离谱之间的频谱泄露，并可以对傅里叶变化算法进行直流分量滤波，仅保留动态反射结果。
在s104中，针对目标流式数据帧的目标线性调频信号周期内的差拍信号对应的目标信号构成的距离谱，以及预设鲁棒卡朋波束成形算法，生成与距离谱对应的角度谱，并基于距离谱和角度谱，生成与目标区域对应的空间谱。
其中，目标流式数据帧可以为流式数据帧中的任意一个数据帧，目标线性调频信号周期可以为目标流式数据帧对应的线性调频信号周期中的任意一个周期。
在实施中，服务器可以基于预设鲁棒卡朋波束成形算法，将距离谱进行高分辨率角度谱拆分，以得到对应的角度普，然后可以基于距离谱和角度谱，生成与目标区域对应的高分辨率的空间谱。
在s106中，基于预设恒虚警率算子，对空间谱进行区域识别处理，以将目标区域划分为多个二维位置区域。
在实施中，可以级联两个一维有序统计的恒虚警率算子，先后对确定的空间谱的距离域与角度域进行区域识别处理，以得到多个二维位置区域(称之为多径区域)。
在s108中，基于每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的目标信号，确定每个二维位置区域对应的多径信号。
其中，多径信号可以包括来自不同的流式数据帧的不同的线性调频信号周期的、且采样时间等效的目标信号。
在实施中，服务器可以将针对目标区域的多个流式数据帧分为多个数据帧组，然后将每组的第一个流式数据帧作为每组的目标流式数据帧，并基于目标流式数据帧中包含的第1个线性调频信号周期内的差拍信号对应的目标信号，生成对应的空间谱，并确定对应的多个二维位置区域。例如，假设针对目标区域有30个流式数据帧，每个流式数据帧对应有200个线性调频信号周期，则可以将第1～10个流式数据帧作为第1个数据帧组，将第11～20个流式数据帧作为第2个数据帧组，将第21～30个流式数据帧作为第3个数据帧组。然后服务器可以将第1个流式数据帧、第11个流式数据帧以及第21个流式数据帧，分别作为目标流式数据帧，并分别将第1个流式数据帧的第1个线性调频信号周期作为目标线性调频信号周期、将第11个流式数据帧的第1个线性调频信号周期作为目标线性调频信号周期、将第21个流式数据帧的第1个线性调频信号周期作为目标线性调频信号周期。然后，服务器可以分别确定每个目标流式数据帧的目标线性调频信号周期对应的空间谱，以及对应的多个二维位置区域。
然后，如图2所示，服务器可以根据同一数据帧组(如第1帧～第4帧流式数据帧构成的数据帧组)中的目标流式数据帧(即第1帧流式数据帧)确定的二维位置区域，对每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的目标信号进行提取，以确定每个二维位置区域对应的多径信号。
即对于每个二维位置区域，可以包含一路多径信号，每个多径信号可以包含10*200＝2000个采样点(即目标信号)。
在s110中，基于预设半径约束圆拟合算法和每个二维位置区域对应的多径信号，确定与每个二维位置区域对应的一维振动信号。
在实施中，可以基于几何距离的半径约束圆拟合算法和每个二维位置区域对应的多径信号，确定多径信号包含的目标信号对应的静态杂波分量，然后从目标信号中删除对应的静态杂波分量，服务器在根据删除处理后的目标信号，提取出与每个二维位置区域对应的一维振动信号。
在s112中，基于每个二维位置区域对应的一维振动信号和预设迭代算法，确定与目标区域对应的二维轴心轨迹。
其中，预设迭代算法可以为基于一维振动信号在预设观察角度上的投影，对确定的二维轴心轨迹进行迭代处理，以获取所述二维轴心轨迹。
在实施中，可以多个来自不同观察角度的独立一维观察(即每个二维位置区域对应的一维振动信号)，确定对应的二维轴心轨迹。对于第p个一维振动信号，可以认为是二维运动轨迹在预设观察角度上的投影，因此，可以根据预设迭代算法和每个二维位置区域对应的一维振动信号，确定与目标区域对应的二维轴心轨迹。
本发明实施例提供一种基于多径信号的轴心轨迹确定方法，本发明实施例通过获取针对目标区域的每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的差拍信号，并基于预设傅里叶变换算法，对差拍信号进行变换处理，得到与差拍信号对应的目标信号，差拍信号为信号收发设备的发送信号的共轭与信号收发设备接收到的目标物体针对发送信号返回的反射信号的乘积，针对目标流式数据帧的目标线性调频信号周期内的差拍信号对应的目标信号构成的距离谱，以及预设鲁棒卡朋波束成形算法，生成与距离谱对应的角度谱，并基于距离谱和角度谱，生成与目标区域对应的空间谱，目标流式数据帧为流式数据帧中的任意一个数据帧，目标线性调频信号周期为目标流式数据帧对应的线性调频信号周期中的任意一个周期，基于预设恒虚警率算子，对空间谱进行区域识别处理，以将目标区域划分为多个二维位置区域，基于每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的目标信号，确定每个二维位置区域对应的多径信号，多径信号包括来自不同的流式数据帧的不同的线性调频信号周期的、且采样时间等效的目标信号，基于预设半径约束圆拟合算法和每个二维位置区域对应的多径信号，确定与每个二维位置区域对应的一维振动信号，基于每个二维位置区域对应的一维振动信号和预设迭代算法，确定与目标区域对应的二维轴心轨迹，预设迭代算法为基于一维振动信号在预设观察角度上的投影，对确定的二维轴心轨迹进行迭代处理，以获取二维轴心轨迹。这样，通过每个二维位置区域的多径信号对应的一维振动信号，确定目标区域的二维轴心轨迹，可以提高二维轴心轨迹的确定准确性，同时，避免了由于需要额外设备的参与而导致的二维轴心轨迹的确定效率低的问题，即提高了二维轴心轨迹的确定效率。
实施例二
如图3所示，本发明实施例提供一种基于多径信号的轴心轨迹确定方法，该方法的执行主体可以为服务器，该服务器可以是独立的服务器，也可以是由多个服务器组成的服务器集群。该方法具体可以包括以下步骤：
在s302中，获取针对目标区域的每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的差拍信号，并基于预设傅里叶变换算法，对差拍信号进行变换处理，得到与差拍信号对应的目标信号。
在s304中，针对目标流式数据帧的目标线性调频信号周期内的差拍信号对应的目标信号构成的距离谱，以及预设鲁棒卡朋波束成形算法，生成与距离谱对应的角度谱，并基于距离谱和角度谱，生成与目标区域对应的空间谱。
在s306中，基于预设恒虚警率算子，对空间谱进行区域识别处理，以将目标区域划分为多个二维位置区域。
在s308中，基于每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的目标信号，确定每个二维位置区域对应的多径信号。
上述s302～s308的具体处理过程可以参见上述实施例一中的s102～s108中的相关内容，在此不再赘述。
由于多径信号相比于视距路径反射，其经过目标转子、环境反射体等多次反射能量衰减，其信噪比十分有限，所以，在此情况下，一维振动信号在复信号平面形成的圆弧的形状会被噪声淹没，一维振动信号的提取准确性差，因此，可以通过s310～s326，生成预设圆心方向约束和预设圆弧半径预设，以基于预设半径约束圆拟合算法、预设圆心方向约束、预设圆弧半径约束，提高一维振动信号的提取准确性。
在s310中，在预设复信号平面内，获取由每个二维位置区域对应的多径信号构成的圆弧的中心点。
在s312中，基于预设搜索步长和圆弧的中心点，确定多个圆弧的圆心点。
其中，预设搜索步长可以是在0～2π内的任意长度的步长，例如，预设搜索步长可以为16/π。
在s314中，获取每个圆弧的圆心点到圆弧的中心点的第一圆心方向。
在s316中，将每个二维位置区域对应的多径信号投影到每个第一圆心方向上，以得到与每个第一圆心方向对应的投影序列频谱。
在s318中，获取与每个第一圆心方向对应的投影序列频谱在预设频段上的峰度，并获取与每个第一圆心方向对应的投影序列频谱在预设频段上的频谱能量与投影序列频谱的频谱能量之间的比值。
在s320中，基于与每个第一圆心方向对应的峰度和比值，确定目标度量标准。
在实施中，服务器可以根据公式k(α)＝max(κb，0)·∈b，确定目标度量标准，其中，k(α)为目标度量标准，κb为第b个第一圆心方向对应的峰度，∈b为第b个第一圆心方向对应的比值。
在s322中，基于目标度量标准，确定第一圆心方向中的目标圆心方向，并基于目标圆心方向，确定预设圆心方向约束。
在实施中，服务器可以根据目标度量标准k(α)，选取使得度量标准最大的方向确定目标圆心方向为α*，服务器可以在根据目标圆心方向，构建预设圆心方向约束，例如，构建的预设圆心方向约束可以为[α*-δα，α*+δα]∪[α*-δα+π，α*+δα+π]，α*∈[0，π)，其中，δα可以为预设搜索步长。
在s324中，将每个二维位置区域的多径信号，基于目标圆心方向，在预设复信号平面进行投影，得到对应的投影序列，并获取投影序列的投影高度。
在s326中，基于投影高度和预设振幅范围，确定预设圆弧半径约束。
在实施中，圆弧半径约束可以提高一维振动信号提取的准确性，可以根据已知的预设振幅范围，构建几何转换关系来确定圆弧半径约束，假设预设振幅范围为[dmin，dmax]，投影高度为h，即把二维位置区域的多径信号投影到目标圆心方向后的投影序列的峰值。如图4所示，圆弧半径取最小值时，对应圆心角取最大值，振幅也取最大值；圆弧半径取最大值时，对应圆心角取最小值，振幅也取最小值。圆心角θ与振幅d之间的关系可以为
在s328中，基于预设半径约束圆拟合算法、预设圆心方向约束、预设圆弧半径约束和每个二维位置区域对应的多径信号，确定与每个二维位置区域的多径信号对应的静态杂波分量。
在s330中，基于每个二维位置区域的多径信号以及对应的静态杂波分量，确定与每个二维位置区域对应的一维振动信号。
在实施中，可以将多帧流式数据帧分为一组，并将每组流式数据帧对应的每个二维区域对应的多径信号，基于预设半径约束圆拟合算法、预设圆心方向约束、预设圆弧半径约束，确定与每个二维位置区域的多径信号对应的静态杂波分量，并根据静态杂波分量，确定与每个二维位置区域对应的一维振动信号。
由于提取出的一维振动信号可能存在部分相似，即可能都包含来自邻近的反射部位的反射信号，因此，为平衡多个一维振动信号对生成的二维轴心轨迹的贡献，可以基于预设密度聚类筛选算法对每个二维位置区域对应的一维振动信号进行聚类处理。
在s332中，基于预设密度聚类筛选算法，对每个二维位置区域对应的一维振动信号进行聚类处理，得到多个聚类簇。
其中，预设密度聚类筛选算法可以为基于一维振动信号的预设权重，以及基于一维振动信号对应的二维位置区域之间的相位关系进行聚类的算法。
在实施中，在实际应用中，上述s332的处理方式可以多种多样，以下提供一种可选的实现方式，具体可以参见下述步骤一～步骤五处理。
步骤一，基于预设半径约束圆拟合算法和每个二维位置区域对应的多径信号，获取圆弧拟合处理后得到的目标圆弧半径。
步骤二，基于目标度量标准、目标圆弧半径、每个二维位置区域对应的一维振动信号的频谱峰度和频谱能量，确定每个二维位置区域对应的一维振动信号的预设权重。
步骤三，基于每个二维位置区域对应的一维振动信号的预设权重，对每个二维位置区域对应的一维振动信号进行筛选处理，以得到与每个二维位置区域对应的第二振动信号。
在实施中，服务器可以将预设权重排在前70％的一维振动信号，确定为第二振动信号。
步骤四，基于每个二维位置区域对应的第二振动信号，确定对应的距离度量矩阵。
其中，距离度量矩阵可以由每两个第二振动信号之间的相位值确定。
在实施中，每两个第二振动信号之间的距离度量可以根据min[φ1-φ2-π，φ1-φ2，φ1-φ2+π]确定，其中，φ1，φ2分别为两个第二振动信号的相位值。
步骤五，基于距离度量矩阵，对每个二维位置区域对应的第二振动信号进行聚类处理，得到多个聚类簇。
在实施中，服务器可以获取每两个第二振动信号在空间谱上的位置信息，如果两个第二振动信号对应的二维位置区域空间谱上邻近，则保持他们的距离度量不变，如果两个第二振动信号对应的二维位置区域空间谱上不邻近，则将距离度量矩阵中这两个第二振动信号对应的距离度量置为无穷大，表示不聚合二维位置区域不临近但相位相似的第二振动信号。
在对距离度量矩阵进行更新处理后，可以基于更新后的距离度量矩阵，对每个二维位置区域对应的第二振动信号进行聚类处理，得到多个聚类簇。
在s334中，基于每个聚类簇内包含的一维振动信号，确定每个聚类簇的目标振动信号。
在实施中，对于每一个聚类簇，服务器可以根据其中包含的第二振动信号以及第二振动信号的预设权重，对第二振动信号进行加权求和，并将结果作为该聚类簇的目标振动信号。
上述目标振动信号的确定方法是一种可选地、可实现的确定方法，在实际应用场景中，还可以有多种其他确定方法，可以根据实际应用场景的不同而有所不同，本发明实施例对此不作具体限定。
在s336中，基于每个聚类簇的目标振动信号和预设迭代算法，确定与目标区域对应的二维轴心轨迹。
其中，预设迭代算法可以为基于目标振动信号在预设观察角度上的投影，对确定的二维轴心轨迹进行迭代处理，以获取二维轴心轨迹。
在实施中，对于第p个聚类簇的目标振动信号，实际是二维轴心估计在预设观察角度上的投影，该投影可以表示为，对于任意时刻τ度，
为容忍目标振动信号提取的准确性，可以引入一个误差容忍因子(∈p)，即：
ex＝vo
其中e＝diag({∈p}1×p)表示以{∈p}1×p为对角元素的对角阵，x＝{xp(τ度)}p×n为多路目标振动信号构成的矩阵，
步骤一，基于每个聚类簇的目标振动信号、每个目标振动信号的预设权值、每个聚类簇的目标振动信号的预设观察角度、预设目标对角阵、预设目标投影向量矩阵，以及公式
o＝(vtwv)-1vtwex，
确定与目标区域对应的第一轴心轨迹，其中，o为第一轴心轨迹，w为由每个目标振动信号的预设权值构成的权重矩阵，e为目标对角阵，vt为目标投影向量矩阵的转置矩阵，
可以根据第一轴心轨迹是否满足预设收敛条件，继续执行步骤二或步骤三～步骤五。
步骤二，在第一轴心轨迹满足预设收敛条件的情况下，将第一轴心轨迹确定为所述目标区域对应的二维轴心轨迹。
步骤三，在第一轴心轨迹不满足预设收敛条件的情况下，基于第一轴心轨迹、每个聚类簇的目标振动信号、每个聚类簇的目标振动信号的预设观察角度和目标对角阵，以及公式
确定第一投影向量矩阵，其中，∈p为目标对角阵中与第p个聚类簇的目标振动信号对应的构成元素，xp为第p个聚类簇的目标振动信号，
步骤四，基于第一投影向量矩阵，每个聚类簇的目标振动信号，以及公式
确定第一对角阵。
步骤五，将第一投影向量矩阵确定为目标投影向量矩阵，并将第一对角阵确定为所述目标对角阵。
在继续执行步骤一，直到第一轴心轨迹满足预设收敛条件。
本发明实施例提供一种基于多径信号的轴心轨迹确定方法，本发明实施例通过获取针对目标区域的每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的差拍信号，并基于预设傅里叶变换算法，对差拍信号进行变换处理，得到与差拍信号对应的目标信号，差拍信号为信号收发设备的发送信号的共轭与信号收发设备接收到的目标物体针对发送信号返回的反射信号的乘积，针对目标流式数据帧的目标线性调频信号周期内的差拍信号对应的目标信号构成的距离谱，以及预设鲁棒卡朋波束成形算法，生成与距离谱对应的角度谱，并基于距离谱和角度谱，生成与目标区域对应的空间谱，目标流式数据帧为流式数据帧中的任意一个数据帧，目标线性调频信号周期为目标流式数据帧对应的线性调频信号周期中的任意一个周期，基于预设恒虚警率算子，对空间谱进行区域识别处理，以将目标区域划分为多个二维位置区域，基于每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的目标信号，确定每个二维位置区域对应的多径信号，多径信号包括来自不同的流式数据帧的不同的线性调频信号周期的、且采样时间等效的目标信号，基于预设半径约束圆拟合算法和每个二维位置区域对应的多径信号，确定与每个二维位置区域对应的一维振动信号，基于每个二维位置区域对应的一维振动信号和预设迭代算法，确定与目标区域对应的二维轴心轨迹，预设迭代算法为基于一维振动信号在预设观察角度上的投影，对确定的二维轴心轨迹进行迭代处理，以获取二维轴心轨迹。这样，通过每个二维位置区域的多径信号对应的一维振动信号，确定目标区域的二维轴心轨迹，可以提高二维轴心轨迹的确定准确性，同时，避免了由于需要额外设备的参与而导致的二维轴心轨迹的确定效率低的问题，即提高了二维轴心轨迹的确定效率。
实施例三
以上为本说明书实施例提供的基于多径信号的轴心轨迹确定方法，基于同样的思路，本说明书实施例还提供一种基于多径信号的轴心轨迹确定装置，如图5所示。
该基于多径信号的轴心轨迹确定装置包括：信号获取模块501、空间谱确定模块502、区域确定模块503、信号确定模块504、信号提取模块505和轨迹确定模块506，其中：
信号获取模块501，用于获取针对目标区域的每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的差拍信号，并基于预设傅里叶变换算法，对所述差拍信号进行变换处理，得到与所述差拍信号对应的目标信号，所述差拍信号为信号收发设备的发送信号的共轭与所述信号收发设备接收到的目标物体针对所述发送信号返回的反射信号的乘积；
空间谱确定模块502，用于针对目标流式数据帧的目标线性调频信号周期内的所述差拍信号对应的所述目标信号构成的距离谱，以及预设鲁棒卡朋波束成形算法，生成与所述距离谱对应的角度谱，并基于所述距离谱和所述角度谱，生成与所述目标区域对应的空间谱，所述目标流式数据帧为所述流式数据帧中的任意一个数据帧，所述目标线性调频信号周期为所述目标流式数据帧对应的线性调频信号周期中的任意一个周期；
区域确定模块503，用于基于预设恒虚警率算子，对所述空间谱进行区域识别处理，以将所述目标区域划分为多个二维位置区域；
信号确定模块504，用于基于所述每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的目标信号，确定每个所述二维位置区域对应的多径信号，所述多径信号包括来自不同的所述流式数据帧的不同的所述线性调频信号周期的、且采样时间等效的所述目标信号；
信号提取模块505，用于基于预设半径约束圆拟合算法和每个所述二维位置区域对应的多径信号，确定与每个所述二维位置区域对应的一维振动信号；
轨迹确定模块506，用于基于所述每个二维位置区域对应的一维振动信号和预设迭代算法，确定与所述目标区域对应的二维轴心轨迹，所述预设迭代算法为基于所述一维振动信号在预设观察角度上的投影，对确定的所述二维轴心轨迹进行迭代处理，以获取所述二维轴心轨迹。
本发明实施例中，所述信号提取模块505，用于：
基于所述预设半径约束圆拟合算法、预设圆心方向约束、预设圆弧半径约束和每个所述二维位置区域对应的多径信号，确定与每个所述二维位置区域的多径信号对应的静态杂波分量；
基于每个所述二维位置区域的多径信号以及对应的所述静态杂波分量，确定与每个所述二维位置区域对应的所述一维振动信号。
本发明实施例中，所述装置，还包括：
中心点确定模块，用于在预设复信号平面内，获取由每个所述二维位置区域对应的多径信号构成的圆弧的中心点；
圆心点确定模块，用于基于预设搜索步长和所述圆弧的中心点，确定多个所述圆弧的圆心点；
方向获取模块，用于获取每个所述圆弧的圆心点到所述圆弧的中心点的第一圆心方向；
频谱确定模块，用于将每个所述二维位置区域对应的多径信号投影到每个所述第一圆心方向上，以得到与每个所述第一圆心方向对应的投影序列频谱；
数据获取模块，用于获取所述与每个所述第一圆心方向对应的投影序列频谱在预设频段上的峰度，并获取所述与每个所述第一圆心方向对应的投影序列频谱在所述预设频段上的频谱能量与所述投影序列频谱的频谱能量之间的比值；
标准确定模块，用于基于与每个所述第一圆心方向对应的所述峰度和所述比值，确定目标度量标准；
第一确定模块，用于基于所述目标度量标准，确定所述第一圆心方向中的目标圆心方向，并基于所述目标圆心方向，确定所述预设圆心方向约束；
投影模块，用于将所述每个二维位置区域的多径信号，基于所述目标圆心方向，在所述预设复信号平面进行投影，得到对应的投影序列，并获取所述投影序列的投影高度；
第二确定模块，用于基于所述投影高度和预设振幅范围，确定所述预设圆弧半径约束。
本发明实施例中，所述装置，还包括：
聚类模块，用于基于预设密度聚类筛选算法，对所述每个二维位置区域对应的一维振动信号进行聚类处理，得到多个聚类簇，所述预设密度聚类筛选算法为基于所述一维振动信号的预设权重，以及基于所述一维振动信号对应的二维位置区域之间的相位关系进行聚类的算法；
第三确定模块，用于基于每个所述聚类簇内包含的一维振动信号，确定每个所述聚类簇的目标振动信号；
所述轨迹确定模块506，用于：
基于每个所述聚类簇的目标振动信号和预设迭代算法，确定与所述目标区域对应的所述二维轴心轨迹，所述预设迭代算法为基于所述目标振动信号在预设观察角度上的投影，对确定的所述二维轴心轨迹进行迭代处理，以获取所述二维轴心轨迹。
本发明实施例中，所述聚类模块，用于：
基于所述预设半径约束圆拟合算法和每个所述二维位置区域对应的多径信号，获取所述圆弧拟合处理后得到的目标圆弧半径；
基于所述目标度量标准、所述目标圆弧半径、所述每个二维位置区域对应的一维振动信号的频谱峰度和频谱能量，确定所述每个二维位置区域对应的一维振动信号的预设权重；
基于所述每个二维位置区域对应的一维振动信号的预设权重，对所述每个二维位置区域对应的一维振动信号进行筛选处理，以得到与每个所述二维位置区域对应的第二振动信号；
基于所述每个二维位置区域对应的第二振动信号，确定对应的距离度量矩阵，所述距离度量矩阵由每两个所述第二振动信号之间的相位值确定；
基于所述距离度量矩阵，对所述每个二维位置区域对应的第二振动信号进行聚类处理，得到所述多个聚类簇；
所述第三确定模块，用于：
基于每个所述聚类簇内包含的所述第二振动信号，确定每个所述聚类簇的目标振动信号。
本发明实施例中，所述轨迹确定模块506，用于：
基于每个所述聚类簇的目标振动信号、每个所述目标振动信号的预设权值、每个所述聚类簇的目标振动信号的预设观察角度、预设目标对角阵、预设目标投影向量矩阵，以及公式
o＝(vtwv)-1vtwex，
确定与所述目标区域对应的第一轴心轨迹，其中，o为所述第一轴心轨迹，w为由所述每个目标振动信号的预设权值构成的权重矩阵，e为所述目标对角阵，vt为所述目标投影向量矩阵的转置矩阵，
在所述第一轴心轨迹满足预设收敛条件的情况下，将所述第一轴心轨迹确定为所述目标区域对应的二维轴心轨迹。
本发明实施例中，所述装置，还包括：
第一矩阵确定模块，用于在所述第一轴心轨迹不满足所述预设收敛条件的情况下，基于所述第一轴心轨迹、每个所述聚类簇的目标振动信号、每个所述聚类簇的目标振动信号的预设观察角度和所述目标对角阵，以及公式
确定第一投影向量矩阵，其中，∈p为所述目标对角阵中与第p个所述聚类簇的目标振动信号对应的构成元素，xp为第p个所述聚类簇的目标振动信号，
第二矩阵确定模块，用于基于所述第一投影向量矩阵，每个所述聚类簇的目标振动信号，以及公式
确定第一对角阵；
第三矩阵确定模块，用于将所述第一投影向量矩阵确定为所述目标投影向量矩阵，并将所述第一对角阵确定为所述目标对角阵。
本发明实施例提供一种基于多径信号的轴心轨迹确定方法，本发明实施例通过获取针对目标区域的每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的差拍信号，并基于预设傅里叶变换算法，对差拍信号进行变换处理，得到与差拍信号对应的目标信号，差拍信号为信号收发设备的发送信号的共轭与信号收发设备接收到的目标物体针对发送信号返回的反射信号的乘积，针对目标流式数据帧的目标线性调频信号周期内的差拍信号对应的目标信号构成的距离谱，以及预设鲁棒卡朋波束成形算法，生成与距离谱对应的角度谱，并基于距离谱和角度谱，生成与目标区域对应的空间谱，目标流式数据帧为流式数据帧中的任意一个数据帧，目标线性调频信号周期为目标流式数据帧对应的线性调频信号周期中的任意一个周期，基于预设恒虚警率算子，对空间谱进行区域识别处理，以将目标区域划分为多个二维位置区域，基于每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的目标信号，确定每个二维位置区域对应的多径信号，多径信号包括来自不同的流式数据帧的不同的线性调频信号周期的、且采样时间等效的目标信号，基于预设半径约束圆拟合算法和每个二维位置区域对应的多径信号，确定与每个二维位置区域对应的一维振动信号，基于每个二维位置区域对应的一维振动信号和预设迭代算法，确定与目标区域对应的二维轴心轨迹，预设迭代算法为基于一维振动信号在预设观察角度上的投影，对确定的二维轴心轨迹进行迭代处理，以获取二维轴心轨迹。这样，通过每个二维位置区域的多径信号对应的一维振动信号，确定目标区域的二维轴心轨迹，可以提高二维轴心轨迹的确定准确性，同时，避免了由于需要额外设备的参与而导致的二维轴心轨迹的确定效率低的问题，即提高了二维轴心轨迹的确定效率。
实施例四
图6为实现本发明各个实施例的一种电子设备的硬件结构示意图，
该电子设备600包括但不限于：射频单元601、网络模块602、音频输出单元603、输入单元604、传感器605、显示单元606、用户输入单元607、接口单元608、存储器609、处理器610、以及电源611等部件。本领域技术人员可以理解，图6中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。在本发明实施例中，电子设备包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端、可穿戴设备、以及计步器等。
其中，处理器610，用于获取针对目标区域的每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的差拍信号，并基于预设傅里叶变换算法，对所述差拍信号进行变换处理，得到与所述差拍信号对应的目标信号，所述差拍信号为信号收发设备的发送信号的共轭与所述信号收发设备接收到的目标物体针对所述发送信号返回的反射信号的乘积；针对目标流式数据帧的目标线性调频信号周期内的所述差拍信号对应的所述目标信号构成的距离谱，以及预设鲁棒卡朋波束成形算法，生成与所述距离谱对应的角度谱，并基于所述距离谱和所述角度谱，生成与所述目标区域对应的空间谱，所述目标流式数据帧为所述流式数据帧中的任意一个数据帧，所述目标线性调频信号周期为所述目标流式数据帧对应的线性调频信号周期中的任意一个周期；基于预设恒虚警率算子，对所述空间谱进行区域识别处理，以将所述目标区域划分为多个二维位置区域；基于所述每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的目标信号，确定每个所述二维位置区域对应的多径信号，所述多径信号包括来自不同的所述流式数据帧的不同的所述线性调频信号周期的、且采样时间等效的所述目标信号；基于预设半径约束圆拟合算法和每个所述二维位置区域对应的多径信号，确定与每个所述二维位置区域对应的一维振动信号；基于所述每个二维位置区域对应的一维振动信号和预设迭代算法，确定与所述目标区域对应的二维轴心轨迹，所述预设迭代算法为基于所述一维振动信号在预设观察角度上的投影，对确定的所述二维轴心轨迹进行迭代处理，以获取所述二维轴心轨迹。
此外，所述处理器610，还用于基于所述预设半径约束圆拟合算法、预设圆心方向约束、预设圆弧半径约束和每个所述二维位置区域对应的多径信号，确定与每个所述二维位置区域的多径信号对应的静态杂波分量；基于每个所述二维位置区域的多径信号以及对应的所述静态杂波分量，确定与每个所述二维位置区域对应的所述一维振动信号。
另外，所述处理器610，还用于在预设复信号平面内，获取由每个所述二维位置区域对应的多径信号构成的圆弧的中心点；基于预设搜索步长和所述圆弧的中心点，确定多个所述圆弧的圆心点；获取每个所述圆弧的圆心点到所述圆弧的中心点的第一圆心方向；将每个所述二维位置区域对应的多径信号投影到每个所述第一圆心方向上，以得到与每个所述第一圆心方向对应的投影序列频谱；获取所述与每个所述第一圆心方向对应的投影序列频谱在预设频段上的峰度，并获取所述与每个所述第一圆心方向对应的投影序列频谱在所述预设频段上的频谱能量与所述投影序列频谱的频谱能量之间的比值；基于与每个所述第一圆心方向对应的所述峰度和所述比值，确定目标度量标准；基于所述目标度量标准，确定所述第一圆心方向中的目标圆心方向，并基于所述目标圆心方向，确定所述预设圆心方向约束；将所述每个二维位置区域的多径信号，基于所述目标圆心方向，在所述预设复信号平面进行投影，得到对应的投影序列，并获取所述投影序列的投影高度；基于所述投影高度和预设振幅范围，确定所述预设圆弧半径约束。
此外，所述处理器610，还用于基于预设密度聚类筛选算法，对所述每个二维位置区域对应的一维振动信号进行聚类处理，得到多个聚类簇，所述预设密度聚类筛选算法为基于所述一维振动信号的预设权重，以及基于所述一维振动信号对应的二维位置区域之间的相位关系进行聚类的算法；基于每个所述聚类簇内包含的一维振动信号，确定每个所述聚类簇的目标振动信号；基于每个所述聚类簇的目标振动信号和预设迭代算法，确定与所述目标区域对应的所述二维轴心轨迹，所述预设迭代算法为基于所述目标振动信号在预设观察角度上的投影，对确定的所述二维轴心轨迹进行迭代处理，以获取所述二维轴心轨迹。
另外，所述处理器610，还用于基于所述预设半径约束圆拟合算法和每个所述二维位置区域对应的多径信号，获取所述圆弧拟合处理后得到的目标圆弧半径；基于所述目标度量标准、所述目标圆弧半径、所述每个二维位置区域对应的一维振动信号的频谱峰度和频谱能量，确定所述每个二维位置区域对应的一维振动信号的预设权重；基于所述每个二维位置区域对应的一维振动信号的预设权重，对所述每个二维位置区域对应的一维振动信号进行筛选处理，以得到与每个所述二维位置区域对应的第二振动信号；基于所述每个二维位置区域对应的第二振动信号，确定对应的距离度量矩阵，所述距离度量矩阵由每两个所述第二振动信号之间的相位值确定；基于所述距离度量矩阵，对所述每个二维位置区域对应的第二振动信号进行聚类处理，得到所述多个聚类簇；基于每个所述聚类簇内包含的所述第二振动信号，确定每个所述聚类簇的目标振动信号。
此外，所述处理器610，还用于基于每个所述聚类簇的目标振动信号、每个所述目标振动信号的预设权值、每个所述聚类簇的目标振动信号的预设观察角度、预设目标对角阵、预设目标投影向量矩阵，以及公式
o＝(vtwv)-1vtwex，
确定与所述目标区域对应的第一轴心轨迹，其中，o为所述第一轴心轨迹，w为由所述每个目标振动信号的预设权值构成的权重矩阵，e为所述目标对角阵，vt为所述目标投影向量矩阵的转置矩阵，
另外，所述处理器610，还用于在所述第一轴心轨迹不满足所述预设收敛条件的情况下，基于所述第一轴心轨迹、每个所述聚类簇的目标振动信号、每个所述聚类簇的目标振动信号的预设观察角度和所述目标对角阵，以及公式
确定第一投影向量矩阵，其中，∈p为所述目标对角阵中与第p个所述聚类簇的目标振动信号对应的构成元素，xp为第p个所述聚类簇的目标振动信号，
确定第一对角阵；将所述第一投影向量矩阵确定为所述目标投影向量矩阵，并将所述第一对角阵确定为所述目标对角阵。
本发明实施例提供一种电子设备，本发明实施例通过获取针对目标区域的每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的差拍信号，并基于预设傅里叶变换算法，对差拍信号进行变换处理，得到与差拍信号对应的目标信号，差拍信号为信号收发设备的发送信号的共轭与信号收发设备接收到的目标物体针对发送信号返回的反射信号的乘积，针对目标流式数据帧的目标线性调频信号周期内的差拍信号对应的目标信号构成的距离谱，以及预设鲁棒卡朋波束成形算法，生成与距离谱对应的角度谱，并基于距离谱和角度谱，生成与目标区域对应的空间谱，目标流式数据帧为流式数据帧中的任意一个数据帧，目标线性调频信号周期为目标流式数据帧对应的线性调频信号周期中的任意一个周期，基于预设恒虚警率算子，对空间谱进行区域识别处理，以将目标区域划分为多个二维位置区域，基于每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的目标信号，确定每个二维位置区域对应的多径信号，多径信号包括来自不同的流式数据帧的不同的线性调频信号周期的、且采样时间等效的目标信号，基于预设半径约束圆拟合算法和每个二维位置区域对应的多径信号，确定与每个二维位置区域对应的一维振动信号，基于每个二维位置区域对应的一维振动信号和预设迭代算法，确定与目标区域对应的二维轴心轨迹，预设迭代算法为基于一维振动信号在预设观察角度上的投影，对确定的二维轴心轨迹进行迭代处理，以获取二维轴心轨迹。这样，通过每个二维位置区域的多径信号对应的一维振动信号，确定目标区域的二维轴心轨迹，可以提高二维轴心轨迹的确定准确性，同时，避免了由于需要额外设备的参与而导致的二维轴心轨迹的确定效率低的问题，即提高了二维轴心轨迹的确定效率。
应理解的是，本发明实施例中，射频单元601可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，具体的，将来自基站的下行数据接收后，给处理器610处理；另外，将上行的数据发送给基站。通常，射频单元601包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外，射频单元601还可以通过无线通信系统与网络和其他设备通信。
电子设备通过网络模块602为用户提供了无线的宽带互联网访问，如帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等。
音频输出单元603可以将射频单元601或网络模块602接收的或者在存储器609中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且，音频输出单元603还可以提供与电子设备600执行的特定功能相关的音频输出(例如，呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出单元603包括扬声器、蜂鸣器以及受话器等。
输入单元604用于接收音频或视频信号。输入单元604可以包括图形处理器(graphicsprocessingunit，gpu)6041和麦克风6042，图形处理器6041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元606上。经图形处理器6041处理后的图像帧可以存储在存储器609(或其它存储介质)中或者经由射频单元601或网络模块602进行发送。麦克风6042可以接收声音，并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由射频单元601发送到移动通信基站的格式输出。
电子设备600还包括至少一种传感器605，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板6061的亮度，接近传感器可在电子设备600移动到耳边时，关闭显示面板6061和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别电子设备姿态(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；传感器605还可以包括指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等，在此不再赘述。
显示单元606用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元606可包括显示面板6061，可以采用液晶显示器(liquidcrystaldisplay，lcd)、有机发光二极管(organiclight-emittingdiode,oled)等形式来配置显示面板6061。
用户输入单元607可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，用户输入单元607包括触控面板6071以及其他输入设备6072。触控面板6071，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板6071上或在触控面板6071附近的操作)。触控面板6071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器610，接收处理器610发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板6071。除了触控面板6071，用户输入单元607还可以包括其他输入设备6072。具体地，其他输入设备6072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。
进一步的，触控面板6071可覆盖在显示面板6061上，当触控面板6071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器610以确定触摸事件的类型，随后处理器610根据触摸事件的类型在显示面板6061上提供相应的视觉输出。虽然在图6中，触控面板6071与显示面板6061是作为两个独立的部件来实现电子设备的输入和输出功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板6071与显示面板6061集成而实现电子设备的输入和输出功能，具体此处不做限定。
接口单元608为外部装置与电子设备600连接的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(i/o)端口、视频i/o端口、耳机端口等等。接口单元608可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到电子设备600内的一个或多个元件或者可以用于在电子设备600和外部装置之间传输数据。
存储器609可用于存储软件程序以及各种数据。存储器609可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器409可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
处理器610是电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器609内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器609内的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据，从而对电子设备进行整体监控。处理器610可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器610可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器610中。
电子设备600还可以包括给各个部件供电的电源611(比如电池)，优选的，电源611可以通过电源管理系统与处理器610逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。
优选的，本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器610，存储器609，存储在存储器609上并可在所述处理器610上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器610执行时实现上述基于多径信号的轴心轨迹确定方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
实施例五
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述基于多径信号的轴心轨迹确定方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(read-onlymemory，简称rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，简称ram)、磁碟或者光盘等。
本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，通过获取针对目标区域的每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的差拍信号，并基于预设傅里叶变换算法，对差拍信号进行变换处理，得到与差拍信号对应的目标信号，差拍信号为信号收发设备的发送信号的共轭与信号收发设备接收到的目标物体针对发送信号返回的反射信号的乘积，针对目标流式数据帧的目标线性调频信号周期内的差拍信号对应的目标信号构成的距离谱，以及预设鲁棒卡朋波束成形算法，生成与距离谱对应的角度谱，并基于距离谱和角度谱，生成与目标区域对应的空间谱，目标流式数据帧为流式数据帧中的任意一个数据帧，目标线性调频信号周期为目标流式数据帧对应的线性调频信号周期中的任意一个周期，基于预设恒虚警率算子，对空间谱进行区域识别处理，以将目标区域划分为多个二维位置区域，基于每个流式数据帧的每个线性调频信号周期内的目标信号，确定每个二维位置区域对应的多径信号，多径信号包括来自不同的流式数据帧的不同的线性调频信号周期的、且采样时间等效的目标信号，基于预设半径约束圆拟合算法和每个二维位置区域对应的多径信号，确定与每个二维位置区域对应的一维振动信号，基于每个二维位置区域对应的一维振动信号和预设迭代算法，确定与目标区域对应的二维轴心轨迹，预设迭代算法为基于一维振动信号在预设观察角度上的投影，对确定的二维轴心轨迹进行迭代处理，以获取二维轴心轨迹。这样，通过每个二维位置区域的多径信号对应的一维振动信号，确定目标区域的二维轴心轨迹，可以提高二维轴心轨迹的确定准确性，同时，避免了由于需要额外设备的参与而导致的二维轴心轨迹的确定效率低的问题，即提高了二维轴心轨迹的确定效率。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flashram)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！