信号检测方法、装置、设备、介质和计算机程序产品与流程

1.本技术涉及核磁共振技术领域，特别是涉及一种信号检测方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。


背景技术：

2.核磁共振陀螺仪是通过测量惰性气体核的自旋进动实现转动信息的测量，转动信息例如包括转动角频率。核磁共振陀螺仪具有高精度、结构简单和易于实现小型化的优势，未来有望成为大规模应用的导航级陀螺仪装置。
3.一般，核磁共振陀螺仪中为了激励产生核磁共振信号，需要在一个方向上例如x方向施加振荡磁场，在另一个方向例如y方向上就可以产生核进动磁场，从而可以检测到核进动磁场对应的核进动信号。即，核磁共振陀螺仪会存在振荡磁场和核进动磁场，通过检测核进动磁场对应的核进动信号进而就可以确定陀螺仪的转动信息，所以核进动信号的准确检测就显得尤为重要。
4.目前，在检测核进动磁场对应的核进动信号时，往往振荡磁场对应的振荡信号和核进动信号是掺杂在一起的，这就导致检测到的核进动信号中包含振荡信号，从而导致检测的核进动信号不够准确。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够准确检测核进动信号的检测方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
6.第一方面，本技术提供了一种信号检测方法。所述方法包括：
7.获取探测器输出的探测信号；该探测信号包括振荡信号和核进动信号；
8.确定与该核进动信号相关的目标参数；该目标参数包括目标相位或目标磁场强度；
9.采用目标参数对应的参考信号对该探测信号进行解调处理，确定核进动信号。
10.在其中一个实施例中，确定与该核进动信号相关的目标参数包括：
11.获取与核进动信号相关的解调系数；
12.根据该解调系数确定与该解调系数相关的目标贝塞尔函数；
13.根据该目标贝塞尔函数确定交变磁场的目标磁场强度；该目标贝塞尔函数与对陀螺仪施加的该交变磁场的磁场强度相关，该交变磁场是与该振荡信号和核进动信号各自对应的磁场方向相垂直的磁场。
14.在其中一个实施例中，根据该目标贝塞尔函数确定交变磁场的目标磁场强度包括：
15.对该目标贝塞尔函数进行数学运算处理，确定该交变磁场的目标磁场强度。
16.在其中一个实施例中，采用目标参数对应的参考信号对该探测信号进行解调处理，确定核进动信号包括：
17.对陀螺仪施加该目标磁场强度的交变磁场，并采用第一参考信号对该探测信号进行解调，确定核进动信号。
18.在其中一个实施例中，确定与该核进动信号相关的目标参数还包括：
19.获取初始参考信号，并采用该初始参考信号对该探测信号进行解调，得到初始解调信号；
20.根据该初始解调信号和预设的相位范围，确定该初始解调信号对应的相位幅值变化曲线；
21.根据该相位幅值变化曲线确定该核进动信号对应的目标相位。
22.在其中一个实施例中，根据该相位幅值变化曲线确定该核进动信号对应的目标相位包括：
23.获取该振荡信号对应的振荡磁场的磁场强度；
24.根据该振荡磁场的磁场强度和预设的磁场强度范围，确定该初始解调信号对应的多条相位幅值变化曲线；
25.根据各该相位幅值变化曲线确定该核进动信号对应的目标相位。
26.在其中一个实施例中，根据各该相位幅值变化曲线确定该核进动信号对应的目标相位包括：
27.根据各该相位幅值变化曲线确定重合点；
28.将该重合点对应的相位确定为目标相位。
29.在其中一个实施例中，采用目标参数对应的参考信号对该探测信号进行解调处理，确定核进动信号包括：
30.获取该初始参考信号的初始相位；
31.根据该初始相位和该目标相位确定目标参考信号；
32.采用该目标参考信号对该探测信号进行解调，确定核进动信号。
33.第二方面，本技术还提供了一种信号检测装置。所述装置包括：
34.获取模块，用于获取探测器输出的探测信号；该探测信号包括振荡信号和核进动信号；
35.第一确定模块，用于确定与该核进动信号相关的目标参数；该目标参数包括目标相位或目标磁场强度；
36.第二确定模块，用于采用目标参数对应的参考信号对该探测信号进行解调处理，确定核进动信号。
37.第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一方法的步骤。
38.第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一方法的步骤。
39.第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一方法的步骤。
40.上述信号检测方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，通过获取探测器输出的探测信号；该探测信号包括振荡信号和核进动信号，进而确定与该核进动信号
splitter，pbs)pbs1输出光强可调的泵浦光。进而泵浦光通过饱和吸收装置实现激光波长的锁定，波长锁定采用的检测信号为第三光电探测器(photoelectric detector，pd)pd3。进而泵浦光通过扩束器将泵浦光进行扩束，通过线偏振片对泵浦光的偏振态进行纯化，再通过1/4波片使泵浦光转变为圆偏振光。然后圆偏振光通过碱金属气室，实现碱金属原子的极化，其中碱金属气室是在罩有保温壳的玻璃气室中充入
129
xe和
131
xe的气体，也会有一部分氮气。同时在泵浦光方向，即z轴方向施加b0的静磁场和bccos(ωct)的交变磁场，ωc为b0下
87
rb的拉莫尔进动频率。其中，b0的静磁场是为了让
87
rb原子以拉莫尔进动频率绕b0转动，bccos(ωct)是为了让
87
rb原子相干进动，从而能够使
87
rb的核进动信号最大。此时原子会绕着b0进行相干进动，通过自旋交换碰撞实现
129
xe和
131
xe的核自旋极化。进一步地，在垂直于泵浦光方向即x方向施加两个射频场b
x1
cos(ω1t)和b
x2
cos(ω2t)，ω1和ω2分别为
129
xe和
131
xe原子核引入惯性转动后的进动频率，此时
129
xe和
131
xe的原子核的磁矩不再绕b0轴，而是会偏离b0轴一定角度，因此
129
xe和
131
xe会偏离b0一定的角度转动，转动的频率就是ω1和ω2。更进一步地，在y方向通过施加一束检测光，检测光采用
87
rb原子的d2线并失谐一定波长。检测光通过噪声衰减器使输出的检测光的光功率保持稳定，光功率稳定的检测光通过1/2波片和pbs2转变为可调光强的水平线偏振光，进而通过扩束器扩大光斑直径，通过格兰泰勒棱镜纯化偏振态，从而线偏振光通过碱金属气室后通过1/2波片，可进一步调节线偏振光的偏振角，然后通过pbs3进入到平衡探测器中，平衡探测器通过差分可得到偏振面的偏转。平衡探测器输出的探测信号通过锁相放大器中频率为pωc的参考信号解调后，进而得到核进动信号。更具体地，如果z轴没有转动信息，得到的核进动信号的频率分别为
129
xe和
131
xe原子核的拉莫尔进动频率，如果在z轴上存在转动信息ω，则得到的核进动信号的频率为ω1和ω2。由于ω1等于
129
xe原子核的拉莫尔进动频率减去转动信息ω的差值，ω2等于
131
xe原子核的拉莫尔进动频率减去转动信息ω的差值，进而根据得到的核进动信号可以确定转动信息ω。
60.其中，锁相放大器将平衡探测器检测到的信号进行解调处理，锁相放大器内部有多路振荡器，可以产生一定频率的正弦波，进而将波信号发送给交流电源，从而产生交流给三维亥姆霍兹线圈产生磁场。更具体地，z方向的b0是通过直流电源给三维亥姆霍兹线圈产生的静磁场；z方向的bccos(ωct)是通过功率放大器产生正弦信号进而作用给三维亥姆霍兹线圈产生的交变磁场；x方向的b
x1
cos(ω1t)和b
x2
cos(ω2t)是通过交流电源给三维亥姆霍兹线圈产生的磁场。微控制单元(microcontroller unit，mcu)可以控制锁相放大器和平衡探测器。
61.图2为本技术实施例中提供的一种信号检测方法的流程示意图，该方法可以应用于图1所示的结构中，在一个实施例中，如图2所示，包括以下步骤：
62.s201，获取探测器输出的探测信号；探测信号包括振荡信号和核进动信号。
63.在本实施例中，结合图1，该核磁共振陀螺仪为了激励产生核磁共振信号，在x方向施加了振荡磁场b
x1
cos(ω1t)和b
x2
cos(ω2t)，因此在y方向可以检测到核进动磁场对应的核进动信号。因此，平衡探测器会输出一个包括振荡信号和核进动信号的探测信号。基于图1所示的装置结构，采用bloch方程描述碱金属气室中
87
rb原子动力学过程，如下式(1)所示。
64.65.其中，m是电子自旋磁化矢量，m0是稳态磁矩，γ为
87
rb电子自旋旋磁比，τ为时间常数，b是泵浦光方向的磁场；电子自旋磁化在x、y、z轴的分量分别为m
x
、my、mz；和分别为三个方向上的单位方向向量。当z方向磁场为b0+bccos(ωct)时，用b0+bccos(ωct)代入公式(1)，得到如下式(2)，从而确定平衡探测器检测到的信号正比于电子自旋磁化在y轴的分量my。进而平衡探测器输出的探测信号是一个my的倍数，该倍数与平衡探测器的光电转换效率相关，是一个恒定的值。因此，结合式(2)也可以看出，平衡探测器输出的探测信号包括振荡磁场b
x
对应的振荡信号以及核进动磁场by对应的核进动信号。
[0066][0067]
其中，β＝γbc/ωc，p为调制频率的谐波阶数，jn(β)为n阶第一类贝塞尔函数。
[0068]
s202，确定与核进动信号相关的目标参数；目标参数包括目标相位或目标磁场强度。
[0069]
在本实施例中，可以是图1中的mcu确定与核进动信号相关的目标参数，目标参数包括目标相位或目标磁场强度bc。
[0070]
其中，这里目标磁场强度可以是与解调核进动信号相关的磁场，例如可以是与核进动信号对应的磁场相垂直，且与振荡信号对应的磁场也是垂直的磁场。mcu可以通过测量通过分析与该磁场相关的一些数学函数，例如贝塞尔函数，来获得该磁场的磁场强度，并通过获得的磁场强度进行一定的数据处理及分析，确定目标磁场强度。另外，mcu也可以通过采用多级的参考信号不断对探测信号进行解调，在解调过程确定出解调信号的目标相位，从而获得目标参数。
[0071]
s203，采用目标参数对应的参考信号对探测信号进行解调处理，确定核进动信号。
[0072]
在本实施例中，由于探测信号包括振荡磁场b
x
对应的振荡信号以及核进动磁场by对应的核进动信号，因此需要对输出的探测信号进行b
x
和by磁场的相位分离。为了能够分别探测x轴和y轴方向的磁场，平衡探测器输出的探测信号需要通过目标参数对应的参考信号解调，并输出解调信号，进而确定核进动信号。例如，本实施例可以根据目标相位对应的参考信号对探测信号进行解调处理，确定核进动信号，也可以根据目标磁场强度bc对探测信号进行解调处理，确定核进动信号。
[0073]
本实施例通过获取探测器输出的探测信号；探测信号包括振荡信号和核进动信号，进而确定与核进动信号相关的目标参数，从而采用目标参数对应的参考信号对探测信号进行解调处理，确定核进动信号；其中的目标参数包括目标相位或目标磁场强度。由于在对包含核进动信号以及振荡信号的混合信号进行解调处理时，是采用确定的目标参数进行解调处理的，而该目标参数是仅仅与核进动信号相关的目标相位或目标磁场强度，因此在采用该目标参数对混合信号进行解调时，解调出的信号就只是核进动信号，不包括振荡信号，可见该方法解调出的核进动信号的准确性比较高，即采用该方法检测的核进动信号较为准确，噪声信号较少，进而可以提高检测的核进动信号的信噪比。
[0074]
图3为本技术实施例中提供的一种确定目标参数的流程示意图，参照图3，本实施例涉及的是如何确定与核进动信号相关的目标参数的一种可选的实现方式。在上述实施例的基础上，上述的s202还包括如下步骤：
[0075]
s301，获取与核进动信号相关的解调系数。
[0076]
在本实施例中获取与核进动信号相关的解调系数，其中，解调系数可以是调制频率的谐波阶数p，可以理解的是，p是参考信号频率ωc的倍数。
[0077]
进一步地，由于n阶贝塞尔函数具有如下式(3)的性质，因此结合式(2)，选取与核进动信号相关的p值，可以使探测信号只与某一个方向上的磁场有关，进而锁相放大器解调出的信号只是一个方向的磁场对应的信号。
[0078]
j-n
(x)＝(-1)
njn
(x)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0079]
更具体地，结合公式(2)和公式(3)，采用p＝1的一阶谐波对应的参考信号cos(ωct)进行解调，由于j
1+p
(β)为j2(β)，j
1-p
(β)为j0(β)，此时若j
1+p
(β)＝j
1-p
(β)即j2(β)＝j0(β)，则此时锁相放大器采用参考信号对探测信号进行解调后输出的解调信号只与b
x
有关。采用p＝2的二阶谐波对应的参考信号cos(2ωct)进行解调，由于j
1+p
(β)为j3(β)，j
1-p
(β)为-j1(β)，此时若j
1+p
(β)＝j
1-p
(β)即j1(β)＝j3(β)，则此时锁相放大器采用参考信号对探测信号进行解调后输出的解调信号只与by有关。采用p＝3的三阶谐波对应的参考信号cos(3ωct)进行解调，由于j
1+p
(β)为j4(β)，j
1-p
(β)为j2(β)，此时若j
1+p
(β)＝j
1-p
(β)即j2(β)＝j4(β)，则此时锁相放大器采用参考信号对探测信号进行解调后输出的解调信号只与b
x
有关。可以理解的是，输出的解调信号只与b
x
或by有关，则另外一个轴的磁场对解调信号没有影响，此时如果在另一个轴施加振荡磁场，则解调信号将不会受到振荡磁场的影响，进而可以实现振荡磁场和核进动磁场的分离，且分离隔离度较好，能避免相位波动引起的噪声。例如本实施例可以选择与核进动信号相关的解调系数，即谐波阶数p＝2。
[0080]
s302，根据解调系数确定与解调系数相关的目标贝塞尔函数。
[0081]
在本实施例中，与解调系数相关的目标贝塞尔函数分别为j
1+p
(β)和j
1-p
(β)。例如解调系数p＝2，因此与解调系数相关的目标贝塞尔函数j
1+p
(β)和j
1-p
(β)分别为j3(β)和-j1(β)。
[0082]
s303，根据目标贝塞尔函数确定交变磁场的目标磁场强度；目标贝塞尔函数与对陀螺仪施加的交变磁场的磁场强度相关，交变磁场是与振荡信号和核进动信号各自对应的磁场方向相垂直的磁场。
[0083]
在本实施例中，结合图1，交变磁场是在泵浦光方向即z轴方向施加的bccos(ωct)，交变磁场是与振荡信号对应的振荡磁场b
x
和核进动信号对应的磁场by方向相垂直的磁场。由于β＝γbc/ωc，目标贝塞尔函数与交变磁场的磁场强度相关，因此根据目标贝塞尔函数，可以确定交变磁场的目标磁场强度。例如，解调系数p＝2时，目标贝塞尔函数分别为j3(β)和-j1(β)，则可以确定j3(β)-j1(β)＝0，即j1(β)＝j3(β)时对应的目标磁场强度bc。
[0084]
本实施例中通过获取与核进动信号相关的解调系数，进而根据解调系数确定与解调系数相关的目标贝塞尔函数，从而根据目标贝塞尔函数确定交变磁场的目标磁场强度；目标贝塞尔函数与对陀螺仪施加的交变磁场的磁场强度相关，交变磁场是与振荡信号和核进动信号各自对应的磁场方向相垂直的磁场，进一步地能够根据目标磁场强度对应的参考信号对探测信号进行解调处理，分离探测信号中的振荡信号和核进动信号，从而确定核进动信号，提高了检测核进动信号的准确性。
[0085]
可选的，上述的s303可以通过如下方式实现：
[0086]
对目标贝塞尔函数进行数学运算处理，确定交变磁场的目标磁场强度。
[0087]
在本实施例中，请参考图4～图6，图4为p＝1时确定目标磁场强度的示意图，图5为p＝2时确定目标磁场强度的示意图，图6为p＝3时确定目标磁场强度的示意图。可以理解的是，图4～图6均是对目标贝塞尔函数进行数学运算处理，得到的磁场强度与目标贝塞尔函数的变化曲线。图4～图6的横坐标均为交变磁场的磁场强度，即bc，bc的变化范围围为0nt～2
×
105nt；图4～图6的纵坐标均为对应的贝塞尔函数，图4中p＝1时，对应的贝塞尔函数为j1(j
2-j0)，纵坐标贝塞尔函数的变化范围为-0.4～0.4；图5中p＝2时，对应的贝塞尔函数为j1(j
3-j1)，纵坐标贝塞尔函数的变化范围为-0.4～0.2；图6中p＝3时，对应的贝塞尔函数为j1(j
4-j2)，纵坐标贝塞尔函数的变化范围为-0.2～0.2。当p＝1时，如图4所示，目标贝塞尔函数为j2(β)和j0(β)，j2(β)-j0(β)＝0，即j2＝j0时对应的横坐标就是目标磁场强度。当p＝2时，如图5所示，j1＝j3时对应的横坐标就是目标磁场强度。当p＝3时，如图6所示，j2＝j4时对应的横坐标就是目标磁场强度。
[0088]
本实施例对目标贝塞尔函数进行数学运算处理，确定交变磁场的目标磁场强度，进而能够根据目标磁场强度对应的参考信号对探测信号进行解调处理，从而确定核进动信号，提高检测核进动信号的准确性。
[0089]
可选的，上述的s203可以通过如下方式实现：
[0090]
对陀螺仪施加目标磁场强度的交变磁场，并采用第一参考信号对探测信号进行解调，确定核进动信号。
[0091]
在本实施例中，确定目标磁场强度的交变磁场后，采用第一参考信号cos(pωct)对探测信号进行解调，此时平衡探测器输出的解调信号r仅与某个方向的磁场有关。为了更清楚地对本实施例进行解释，在此结合图7～图9进行说明。图7为p＝1时解调信号r的变化情况，图8为p＝2时解调信号r的变化情况，图9为p＝3时解调信号r的变化情况。图7～图9的横坐标均为解调信号r的相位，变化范围为0～360
°
；图7～图9的纵坐标均为解调信号r的幅值，图7中解调信号r的幅值的变化范围为0～0.8伏特，图8和图9中解调信号r的幅值的变化范围均为-0.1～0.4伏特。如图7所示，当p＝1时，采用j2＝j0对应的目标磁场强度bc＝18406nt，此时j2(β)＝j0(β)，解调信号r只与b
x
有关，当在y方向施加7nt磁场时，解调信号r不会发生变化，当在x方向再施加7nt磁场时，解调信号r会产生输出，且不随解调相位发生变化。如图8所示，当p＝2时，采用j3＝j1对应的目标磁场强度bc＝32344nt，此时j3(β)＝j1(β)，解调信号r只与by有关，当在x方向施加7nt磁场时，解调信号r不会发生变化，当在y方向再施加7nt磁场时，解调信号r会产生输出，且不随解调相位发生变化。如图9所示，当p＝3时，采用j4＝j2对应的目标磁场强度bc＝42000nt，此时j4(β)＝j2(β)，解调信号r只与b
x
有关，当在y方向施加7nt磁场时，解调信号r不会发生变化，当在x方向再施加7nt磁场时，解调信号r会产生输出，且不随解调相位发生变化。
[0092]
本实施例中，例如p＝2，确定目标磁场强度bc＝32344nt后，锁相放大器通过功率放大器进而在泵浦方向即z方向施加bccos(ωct)的交变磁场，从而锁相放大器采用参考信号cos(2ωct)对探测信号进行解调，此时锁相放大器输出的解调信号r只与by有关，因此施加在x方向上的振荡磁场b
x
不会影响解调信号r，解调信号r就是核进动信号。
[0093]
本实施例中通过对陀螺仪施加目标磁场强度的交变磁场，并采用第一参考信号对探测信号进行解调，确定核进动信号，由于此时输出的解调信号只与一个方向的磁场相关，进而通过对陀螺仪施加目标磁场强度的交变磁场，将某一方向磁场分量的影响消除，实现
振荡磁场和核进动磁场的分离，从而提高检测到的核进动信号的信噪比。
[0094]
图10为本技术实施例中提供的另一种确定目标参数的流程示意图，参照图10，本实施例涉及的是如何确定与核进动信号相关的目标参数的一种可选的实现方式。在上述实施例的基础上，上述的s202还包括如下步骤：
[0095]
s1001，获取初始参考信号，并采用初始参考信号对探测信号进行解调，得到初始解调信号。
[0096]
在本实施例中，结合式(2)，若采用两路参考信号进行解调，当第一路采用cos(pωct+θ
py
)解调时，解调信号x的第一路输出s
1x
只敏感于b
x
，且不受by磁场的影响。当第二路采用cos(pωct+θ
px
+π/2)解调时，解调信号x的第二路输出s
2x
只敏感于by，且不受b
x
的影响。由于目前θ
py
和θ
px
都未知，因此本实施例首先选择不同的解调系数即谐波阶数p，从而获取初始参考信号。例如，p＝1时，初始参考信号为cos(ωct)，p＝2时，初始参考信号为cos(2ωct)。p可以选择大于等于1的整数，本实施例不做限制。进而采用两路初始参考信号对探测信号进行解调，得到初始解调信号x，其中初始解调信号有两路，第一路s
1x
以及第二路s
2x
。
[0097]
s1002，根据初始解调信号和预设的相位范围，确定初始解调信号对应的相位幅值变化曲线。
[0098]
在本实施例中，我们以2阶谐波p＝2为例进行说明，首先采用二阶谐波作为初始参考信号cos(2ωct)进行解调。预设的相位范围为0～360
°
，通过锁相放大器扫描s
2x
预设的相位范围的相位，同时观察s
2x
输出的幅值。同理，通过锁相放大器扫描s
1x
预设的相位范围的相位，同时观察s
1x
输出的幅值。进而可以确定初始解调信号对应的相位幅值变化曲线。
[0099]
s1003，根据相位幅值变化曲线确定核进动信号对应的目标相位。
[0100]
在本实施例中，根据相位幅值变化曲线确定核进动信号对应的目标相位从而采用目标相位的参考信号对探测信号进行解调处理，确定核进动信号。
[0101]
本实施例中通过获取初始参考信号，并采用初始参考信号对探测信号进行解调，得到初始解调信号，从而根据初始解调信号和预设的相位范围，确定初始解调信号对应的相位幅值变化曲线，并根据相位幅值变化曲线确定核进动信号对应的目标相位。由于根据初始解调信号对应的相位幅值变化曲线确定核进动信号对应的目标相位，进而目标相位仅与核进动信号相关，因此在采用该目标相位对应的参考信号对探测信号进行解调后，能够确定核进动信号，不受振荡信号的影响，从而提高检测的核进动信号的信噪比。
[0102]
图11为本技术实施例中提供的一种确定目标相位的流程示意图，参照图11，本实施例涉及的是如何确定核进动信号对应的目标相位的一种可选的实现方式。在上述实施例的基础上，上述的s1003还包括如下步骤：
[0103]
s1101，获取振荡信号对应的振荡磁场的磁场强度。
[0104]
在本实施例中可以是mcu获取振荡信号对应的振荡磁场的磁场强度，本实施例对获取的方式不做限制。
[0105]
s1102，根据振荡磁场的磁场强度和预设的磁场强度范围，确定初始解调信号对应的多条相位幅值变化曲线。
[0106]
在本实施例中，根据振荡磁场的磁场强度和预设的磁场强度范围，改变b
x
磁场强度观察s
1x
和s
2x
的输出，从而确定初始解调信号对应的多条相位幅值变化曲线。例如p＝2时，预设的磁场强度范围在-10～10nt之间，改变b
x
磁场强度分别为-1nt、1.1nt以及3nt，则
确定初始解调信号对应的3条相位幅值变化曲线，如图12所示，图12为p＝2时的3条相位幅值变化曲线，图12的横坐标为s
2x
的相位，变化范围为预设的相位范围，即0～360
°
；图12的纵坐标为s
2x
的振幅，s
2x
的振幅的变化范围为-0.1～0.2伏特。
[0107]
s1103，根据各相位幅值变化曲线确定核进动信号对应的目标相位。
[0108]
在本实施例中，根据各相位幅值变化曲线确定核进动信号对应的目标相位进而采用目标相位的参考信号对探测信号进行解调处理，确定核进动信号。
[0109]
本实施例中获取振荡信号对应的振荡磁场的磁场强度，并根据振荡磁场的磁场强度和预设的磁场强度范围，确定初始解调信号对应的多条相位幅值变化曲线，进而根据各相位幅值变化曲线确定核进动信号对应的目标相位。由于目标相位是根据初始解调信号对应的多条相位幅值变化曲线确定的，因此在采用该目标相位对应的参考信号对探测信号进行解调后，能够确定核进动信号，不受振荡信号的影响，从而提高检测的核进动信号的信噪比。
[0110]
图13为本技术实施例中提供的一种得到目标相位的流程示意图，参照图13，本实施例涉及的是如何根据各相位幅值变化曲线确定核进动信号对应的目标相位的一种可选的实现方式。在上述实施例的基础上，上述的s1103还包括如下步骤：
[0111]
s1301，根据各相位幅值变化曲线确定重合点。
[0112]
在本实施例中，结合图12，根据3条相位幅值变化曲线可以确定3条相位幅值变化曲线之间的重合点。
[0113]
s1302，将重合点对应的相位确定为目标相位。
[0114]
在本实施例中采用图12中重合点对应的相位解调时，输出信号与b
x
无关，只与by有关，因此将重合点对应的相位作为目标相位
[0115]
本实施例根据各相位幅值变化曲线确定重合点，并将重合点对应的相位确定为目标相位，由于根据各相位幅值变化曲线确定重合点，从而目标相位仅与核进动信号相关，因此能够分离探测信号中的振荡信号和核进动信号，并采用目标相位对应的参考信号对所述探测信号进行解调处理，确定核进动信号，并且不受振荡信号的影响，从而提高检测的核进动信号的信噪比。
[0116]
图15为本技术实施例中提供的一种确定核进动信号的流程示意图，参照图15，本实施例涉及的是如何确定核进动信号的一种可选的实现方式。在上述实施例的基础上，上述的s203还包括如下步骤：
[0117]
s1501，获取初始参考信号的初始相位。
[0118]
在本实施例中，获取初始参考信号的初始相位，例如初始参考信号为cos(2ωct)时，初始相位为0。
[0119]
s1502，根据初始相位和目标相位确定目标参考信号。
[0120]
在本实施例中，根据初始相位和目标相位，给初始参考信号中的初始相位加上目标相位，就可以确定目标参考信号。例如p＝2时初始参考信号为cos(2ωct)，初始相位为0，结合图12确定目标相位因此目标参考信号为
[0121]
s1503，采用目标参考信号对探测信号进行解调，确定核进动信号。
[0122]
在本实施例中，采用一路的目标参考信号对探测信号进行解调后，
该路解调信号只与by有关，和b
x
无关。如图14所示，图14为第一路解调信号的幅值在不同b
x
下的变化图，图14的横坐标为s
2x
的相位，变化范围为0～360
°
，图14的纵坐标为s
1x
的振幅，变化范围为-0.1～0.2伏特。结合图14可以看出，p＝2时，解调信号x的第一路输出s
1x
只敏感于b
x
，且不受by磁场的影响，s
1x
的幅值的变化与b
x
磁场变化成正比。进一步地，再使用参考信号为cos(2ω1t)和cos(2ω2t)对该路解调信号解调后，就可以确定核进动信号。更进一步地，本实施例可以采用目标相位和目标磁场强度结合的方式使解调信号只与b
x
或by相关，此时可进一步提升检测的核进动信号的信噪比。
[0123]
本实施例中获取初始参考信号的初始相位，根据初始相位和目标相位确定目标参考信号，并采用目标参考信号对探测信号进行解调，确定核进动信号。由于采用目标参考信号对探测信号进行解调时，分离探测信号中的振荡信号和核进动信号，从而提高了检测核进动信号的准确性。
[0124]
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0125]
基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的信号检测方法的信号检测装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个信号检测装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于信号检测方法的限定，在此不再赘述。
[0126]
参照图16，图16为本技术实施例中提供的一种信号检测装置的结构示意图，该装置1600包括：获取模块1601、第一确定模块1602和第二确定模块1603，其中：
[0127]
获取模块1601，用于获取探测器输出的探测信号；探测信号包括振荡信号和核进动信号。
[0128]
第一确定模块1602，用于确定与核进动信号相关的目标参数；目标参数包括目标相位或目标磁场强度。
[0129]
第二确定模块1603，用于采用目标参数对应的参考信号对探测信号进行解调处理，确定核进动信号。
[0130]
本实施例提供的信号检测装置，通过获取探测器输出的探测信号；探测信号包括振荡信号和核进动信号，进而确定与核进动信号相关的目标参数，从而采用目标参数对应的参考信号对探测信号进行解调处理，确定核进动信号；其中的目标参数包括目标相位或目标磁场强度。由于在对包含核进动信号以及振荡信号的混合信号进行解调处理时，是采用确定的目标参数进行解调处理的，而该目标参数是仅仅与核进动信号相关的目标相位或目标磁场强度，因此在采用该目标参数对混合信号进行解调时，解调出的信号就只是核进动信号，不包括振荡信号，可见该方法解调出的核进动信号的准确性比较高，即采用该方法检测的核进动信号较为准确，噪声信号较少，进而可以提高检测的核进动信号的信噪比。
[0131]
可选的，第一确定模块1602包括：
[0132]
第一获取单元，用于获取与核进动信号相关的解调系数。
[0133]
第一确定单元，用于根据解调系数确定与解调系数相关的目标贝塞尔函数。
[0134]
第二确定单元，用于根据目标贝塞尔函数确定交变磁场的目标磁场强度；目标贝塞尔函数与对陀螺仪施加的交变磁场的磁场强度相关，交变磁场是与振荡信号和核进动信号各自对应的磁场方向相垂直的磁场。
[0135]
可选的，第二确定单元，用于对目标贝塞尔函数进行数学运算处理，确定交变磁场的目标磁场强度。
[0136]
可选的，第二确定模块1603，用于对陀螺仪施加目标磁场强度的交变磁场，并采用第一参考信号对探测信号进行解调，确定核进动信号。
[0137]
可选的，第一确定模块1602还包括：
[0138]
第二获取单元，用于获取初始参考信号，并采用初始参考信号对探测信号进行解调，得到初始解调信号。
[0139]
第三确定单元，用于根据初始解调信号和预设的相位范围，确定初始解调信号对应的相位幅值变化曲线。
[0140]
第四确定单元，用于根据相位幅值变化曲线确定核进动信号对应的目标相位。
[0141]
可选的，第四确定单元包括：
[0142]
获取子单元，用于获取振荡信号对应的振荡磁场的磁场强度。
[0143]
第一确定子单元，用于根据振荡磁场的磁场强度和预设的磁场强度范围，确定初始解调信号对应的多条相位幅值变化曲线；
[0144]
第二确定子单元，用于根据各相位幅值变化曲线确定核进动信号对应的目标相位。
[0145]
可选的，第二确定子单元具体用于根据各相位幅值变化曲线确定重合点；将重合点对应的相位确定为目标相位。
[0146]
可选的，第二确定模块1603还包括：
[0147]
第三获取单元，用于获取所述初始参考信号的初始相位。
[0148]
第五确定单元，根据所述初始相位和所述目标相位确定目标参考信号。
[0149]
第六确定单元，采用所述目标参考信号对所述探测信号进行解调，确定核进动信号。
[0150]
上述信号检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0151]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是图1中的mcu，其内部结构图可以如图17所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储目标参数的相关数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种信号检测方法。
[0152]
本领域技术人员可以理解，图17中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分
结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0153]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
[0154]
获取探测器输出的探测信号；所述探测信号包括振荡信号和核进动信号；
[0155]
确定与所述核进动信号相关的目标参数；所述目标参数包括目标相位或目标磁场强度；
[0156]
采用目标参数对应的参考信号对所述探测信号进行解调处理，确定核进动信号。
[0157]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0158]
获取与核进动信号相关的解调系数；
[0159]
根据所述解调系数确定与所述解调系数相关的目标贝塞尔函数；
[0160]
根据所述目标贝塞尔函数确定交变磁场的目标磁场强度；所述目标贝塞尔函数与对陀螺仪施加的所述交变磁场的磁场强度相关，所述交变磁场是与所述振荡信号和核进动信号各自对应的磁场方向相垂直的磁场。
[0161]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0162]
对所述目标贝塞尔函数进行数学运算处理，确定所述交变磁场的目标磁场强度。
[0163]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0164]
对陀螺仪施加所述目标磁场强度的交变磁场，并采用第一参考信号对所述探测信号进行解调，确定核进动信号。
[0165]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0166]
获取初始参考信号，并采用所述初始参考信号对所述探测信号进行解调，得到初始解调信号；
[0167]
根据所述初始解调信号和预设的相位范围，确定所述初始解调信号对应的相位幅值变化曲线；
[0168]
根据所述相位幅值变化曲线确定所述核进动信号对应的目标相位。
[0169]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0170]
获取所述振荡信号对应的振荡磁场的磁场强度；
[0171]
根据所述振荡磁场的磁场强度和预设的磁场强度范围，确定所述初始解调信号对应的多条相位幅值变化曲线；
[0172]
根据各所述相位幅值变化曲线确定所述核进动信号对应的目标相位。
[0173]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0174]
根据各所述相位幅值变化曲线确定重合点；
[0175]
将所述重合点对应的相位确定为目标相位。
[0176]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0177]
获取所述初始参考信号的初始相位；
[0178]
根据所述初始相位和所述目标相位确定目标参考信号；
[0179]
采用所述目标参考信号对所述探测信号进行解调，确定核进动信号。
[0180]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0181]
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0182]
需要说明的是，本技术所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
[0183]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(reram)、磁变存储器(magnetoresistive random access memory，mram)、铁电存储器(ferroelectric random access memory，fram)、相变存储器(phase change memory，pcm)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
[0184]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0185]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。