均衡测距精度与运算量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于测距精度技术领域，具体说是一种均衡测距精度与运算量的方法。
【背景技术】
[0002] 为提高测距精度，则需要提高频谱峰值的估计精度，可采用的方法有对需要分析 的频谱区间进行插值算法、CZT即线性调频Z变换或者小波分析。
[0003] 二项式拟合属于插值算法的一种，如果二项式拟合估计频谱峰值，频谱估计的精 度不高，采用CZT或者小波分析的方法，则运算量很大，尤其是当目标数目较多，如果对每个 频谱峰值都进行CZT，由于运算量过大，甚至会造成系统死机。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在上述缺点或者不足，本发明提供了一种均衡测距精度与运算量 的方法，既能保证在主要目标的距离分辨力和分辨率，又能在现有的硬件基础上，满足系统 的实时性要求。
[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案是，均衡测距精度与运算量的方法，设定数据 长度为化ta_N，FFT变换点数为FFT_N，所需要分析的数据为Czt_sig，进行CZT所得到的点数 为Czt_Pp_M，根据口限检测模块，得到目标数目N_mubiao及各个目标在频谱中的位置kl;
[0006] 如目标数目N_mubiao< = Nl，则直接对该点与前后两个点进行CZT计算峰值位置； 如目标数目N_mubiao >N1，则对判决出的前N1个目标采用CZT计算峰值位置，对其他数据采 用二项式拟合计算峰值位置，根据峰值位置来获得差频频率。
[0007] 进一步的，所述CZT计算峰值位置的步骤具体为：
[0008] S1.设置根据目标所在的位置kl，计算CZT变换的起始相位角；
[0009] S2.求出抽样点的矢量长度Cz *_4和螺线的伸展率Cz t_W:
[0010] S3.计算中间变量信号L点序列Czt_g(n)和L点序列Czt_h(n);
[0011 ] S4.进而求取Czt_g(n)和Czt_h(n)的圆周卷积Czt_q(n);
[0012] S5.最后求得所需的CZT后的频谱信息：
[0013] 进一步的，步骤S1中起始相位角为：
[0014] Czt_qs_jd =巧 31* 化 l-l)/Data_N。
[0015] 进一步的，步骤S2中抽样点的矢量长度Czt_A和螺线的伸展率Czt_W为：
[0016] Cz t_A = Cz t_A0*e xp(Cz t_qs_j d)
[0017] Czt_W=Czt_W0*exp(-j*(k2-kl)/U*Czt_Pp_M)2*VData_N)。
[0018] 进一步的，计算中间变量信号L点序列Czt_g(n)和L点序列Czt_h(n)为：
[0019]
[0020]
[0021] 进一步的，步骤S4中先求得Czt_g(n)和Czt_h(n)的频谱Czt_G_P和Czt_H_P，将其 频谱相乘然后取逆FFT变换IFFT得到圆周卷积Czt_q (η)。
[0022] 进一步的，步骤S5中所需的CZT后的频谱信息为：
[0023]
[0024] 进一步的，所述的二项式拟合的具体为:采用y = -a*(x-b)2+c来实现，其中a、b、c 为需要确定的系数，X为所需处理的数据在频谱中的位置，y为实际测得的数据，设需要处理 的数据为(別，71)，^2,72)，（记，73);其中记=又2+1=又1+2;贝11
[0025] yl=-a*(xl-b)2+c ①
[00%] y2 = -a*(x2-b)2+c = -a*(xl+l-b)2+c ②
[0027] y3 = -a*(x3-b)2+c = -a*(xl+2-b)2+c ③
[0028] 公式②减去①化简可得：
[00 巧]y2-yl=-a*(巧 xl-2*b+l)④
[0030] 公式③减去①化简可得：
[0031] y3-yl=-2 相 *(巧 xl-2*b+2)⑤
[0032] 将④带入⑤，化简可得：
[0033] a = y2_l/2*(yl+y3)⑥
[0034] b = xl+l/2-(yl-y2)/(巧 a)⑦
[0035] 根据公式⑦和Ξ个数据点的大小及位置，得出更精确的频谱峰值点位置b，该点对 应的信号频率f为
[0036] f = b*fs/N_FFT〇
[0037] 作为更进一步的，CZT采用递推算法。
[0038] 本发明由于采用W上技术方案，能够取得如下的技术效果：既能保证在主要目标 的距离分辨力和分辨率，又能在现有的硬件基础上，满足系统的实时性要求。
[0039] 本发明可通过设定所需要进行CZT分析的目标数目来均衡测距精度和运算量增加 之间的矛盾。
【附图说明】
[0040] 本发明共有附图3幅：
[0041] 图1为本发明流程框图；
[0042] 图2为CZT的原理框图；
[0043] 图3为CZT的实现框图。
【具体实施方式】
[0044] 下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
[0045] 实施例1
[0046] 均衡测距精度与运算量的方法，设定数据长度化ta_N为996，FFT变换点数FFT_N为 1024,所需要分析的数据为Czt_sig，进行CZT所得到的点数为Czt_Pp_M，根据口限检测模 块，得到目标数目Njimbiao及各个目标在频谱中的位置kl (目标频谱的峰值点位置）；
[0047] 如目标数目N_mubiao< = 4，则直接对该点与前后两个点进行CZT计算峰值位置;如 目标数目N_mubiao>4，则对判决出的前N1个目标采用CZT计算峰值位置，对其他数据采用 二项式拟合计算峰值位置，根据峰值位置来获得差频频率。
[0048] 所述CZT计算峰值位置的步骤具体为：
[0049] S1:根据目标所在的位置kl，计算出CZT变换的起始相位角
[0化0 ] Cz t_qs_ j d =巧31* 化 1 -1) /Da^_N
[0051] 初始化抽样点的矢量长度Czt_A0 = l，螺线的伸展率Czt_W0 = l;在本设计中设定 需扩展的序列长度Czt_L=1024.
[0052] S2:计算抽样点的矢量长度Czt_A和螺线的伸展率Czt_W:
[0053] Cz t_A = Cz t_A0*e xp(Cz t_qs_j d)
[0054] Czt_W=Czt_W0*exp(-j*(k2-kl)/U*Czt_Pp_M)2*VData_N)
[0055] S3:计算中间变量信号L点序列Czt_g(n)和L点序列Czt_h(n):
[0059] 为减少运算量，实现过程中采用如图3所示的递推算法来计算。
[0060] S4:求取Czt_g(n)和Czt_h(n)的圆周卷积Czt_q(n)，可先求得求得Czt_g(n)和 Czt_h(n)的频谱Czt_G_P和Czt_H_P，将其频谱相乘然后取IFFT(逆FFT变换)来得到。
[0061 ] S5:最后根据下式求得所需要的CZT后的频谱信息：