CN107209259A - 用于测距的方法和装置 - Google Patents

用于测距的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107209259A
CN107209259A CN201580075474.5A CN201580075474A CN107209259A CN 107209259 A CN107209259 A CN 107209259A CN 201580075474 A CN201580075474 A CN 201580075474A CN 107209259 A CN107209259 A CN 107209259A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
spectrum signal
frequency
spectrum
spectral
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201580075474.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107209259B (zh
Inventor
王彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Publication of CN107209259A publication Critical patent/CN107209259A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107209259B publication Critical patent/CN107209259B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/11—Locating faults in cables, transmission lines, or networks using pulse reflection methods
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers
    • G01S7/354—Extracting wanted echo-signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers
    • G01S7/356—Receivers involving particularities of FFT processing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

一种用于测距的方法和装置，该方法包括：向被测系统发送测距信号，所述被测系统包括至少一个反射点(S110)；接收所述测距信号经所述至少一个反射点反射后得到的第一频谱信(S120)；根据所述第一频谱信号，确定第二频谱信号，所述第二频谱信号中包括所述第一频谱信号，且所述第二频谱信号的频谱宽度大于所述第一频谱信号的频谱宽度(S130)；根据所述第二频谱信号，估计所述至少一个反射点的距离(S140)。该用于测距的方法和装置，能够较为准确地确定被测系统中反射点的距离，从而提高测量精度。

Description

用于测距的方法和装置 技术领域
本发明实施例涉及数据处理领域，并且更具体地，涉及一种用于测距的方法和装置。
背景技术
目前，在利用扫频式测距仪器测量射频系统中的故障点的过程中，一般是向射频系统中发射一系列的测试信号，测试信号到达故障点被反射回去，相应地，接收器会接收到被反射点反射的频谱信号，然后根据接收到的频谱信号对应的时域信号的曲线图，来估计出测试信号从发射到接收之间的传输时延d，再乘以电波速度V，除以2，即可算出发射机与故障点之间的距离s。但是目前，接收到的频谱信号对应的时域信号的曲线图中的曲线往往会存在畸变或明显失真的问题，严重影响故障点的检测准确性。
发明内容
本发明实施例提供一种用于测距的方法和装置，能够较为准确地确定被测系统中反射点的距离，从而能够提高测距的准确度。
第一方面，提供了一种用于测距的方法，该方法包括：
向被测系统发送测距信号，该被测系统包括至少一个反射点；
接收该测距信号经该至少一个反射点反射后得到的第一频谱信号；
根据该第一频谱信号，确定第二频谱信号，该第二频谱信号中包括该第一频谱信号，且该第二频谱信号的频谱宽度大于该第一频谱信号的频谱宽度；
根据该第二频谱信号，估计该至少一个反射点的距离。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，根据该第一频谱信号，确定第二频谱信号，包括：
确定用于表达该第一频谱信号的数学模型；
根据该数学模型，确定该第二频谱信号。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，该第二频谱信号包括第三频谱信号，该第三频谱信号的最低频率 高于该第一频谱信号的最高频率，其中，
确定用于表达该第一频谱信号的数学模型，包括：
利用前向有限脉冲响应递推滤波器对该第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达该第一频谱信号中的高频信号的第一数学模型。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，该利用前向有限脉冲响应递推滤波器对该第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达该第一频谱信号中的高频信号的第一数学模型，包括：
根据如下公式，确定该第一数学模型
其中，X(fk-i)为该第一频谱信号中频率为fk-i的频率响应，f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率，Q为第一频谱信号中的频率个数，L1为小于或等于Q/2的整数，系数向量C＝(C1,C2,...,CL1)由如下公式获得：
其中，X(fk)为该第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e1(fk)为建模误差，e1(fk)以p-范数测度最小为准则。
结合第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，该第二频谱信号包括第四频谱信号，该第四频谱信号的最高频率低于该第一频谱信号的最低频率，其中，
确定用于表达该第一频谱信号的数学模型，包括：
利用反向有限脉冲响应递推滤波器对该第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达该第一频谱信号中的低频信号的第二数学模型。
结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，该利用反向有限脉冲响应递推滤波器对该第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达该第一频谱信号中的低频信号的第二数学模型，包括：
根据如下公式，确定该第二数学模型
其中，X(fk+i)为该第一频谱信号中频率为fk+i的频率响应，f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率，Q为第一频谱信号中的频率个数，L2为小于或等于Q/2的整数，系数向量B＝(B1,B2,...,BL2)由如下公式获得：
其中，X(fk)为该第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e2(fk)为建模误差，e2(fk)以p-范数测度最小为准则。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，确定用于表达该第一频谱信号的数学模型，包括：
采用一个有限脉冲响应递推滤波器拟合该第一频谱信号的频率响应，以确定该数学模型。
结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，该采用一个有限脉冲响应递推滤波器拟合该第一频谱信号的频率响应，以确定该数学模型，包括：
根据如下公式，确定该数学模型Y(fk)：
其中，N等于Q，Q为第一频谱信号中的频率个数，L3为小于N的整数，系数向量C＝(C0,C1,...,CL3-1)由如下公式获得：
e3(fk)＝X(fk)-Y(fk)
其中，X(fk)为该第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e3(fk)为拟合误差，e3(fk)以p-范数测度最小为准则,f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率。
结合第一方面，在第一方面的第八种可能的实现方式中，根据该第一频谱信号，确定第二频谱信号，包括：
利用群时延为-1的有限脉冲响应递推滤波器，根据该第一频谱信号，获取该第二频谱信号。
结合第一方面和第一方面的第一种至第八种可能的实现方式中的任何一种可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，根据该第二频谱信号，估计该至少一个反射点的距离，包括：
获取该第二频谱信号对应的时域信号；
生成该时域信号的时间-幅度曲线图；
根据该时间-幅度曲线图中波峰的位置，估计该至少一个反射点的距离。
结合第一方面的第九种可能的实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，该时间-幅度曲线图中包括的波峰的数量为S，
根据该时间-幅度曲线图中波峰的位置，估计该至少一个反射点的距离，包括：
根据第i个波峰的位置，生成第i个标准Sinc曲线，该第i个标准Sinc曲线的主瓣在该第i个波峰的位置上，i为1，2，…，S；
确定每个标准Sinc曲线在该第一频谱信号对应的时域信号的时间-幅度曲线图上的投影值；
根据目标标准Sinc曲线的主瓣的位置，估计该至少一个反射点的距离，该目标标准Sinc曲线为S个标准Sinc曲线中投影值大于或等于预设阈值的标准Sinc曲线。
第二方面提供了一种用于测距的装置，该装置包括：
发送模块，用于向被测系统发送测距信号，该被测系统包括至少一个反射点；
接收模块，用于接收该发送模块发送的该测距信号经该至少一个反射点反射后得到的第一频谱信号；
确定模块，用于根据该接收模块接收的该第一频谱信号，确定第二频谱信号，该第二频谱信号中包括该第一频谱信号，且该第二频谱信号的频谱宽度大于该第一频谱信号的频谱宽度；
估计模块，用于根据该确定模块确定的该第二频谱信号，估计该至少一个反射点的距离。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，确定模块包括：
第一确定单元，用于确定用于表达该第一频谱信号的数学模型；
第二确定单元，用于根据该第一确定单元确定的该数学模型，确定该第二频谱信号。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，第二确定单元包括：
第一建模子单元，用于利用前向有限脉冲响应递推滤波器对该第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达该第一频谱信号中的高频信号的第一数 学模型。
结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，第一建模子单元具体用于，根据如下公式，确定该第一数学模型
其中，X(fk-i)为该第一频谱信号中频率为fk-i的频率响应，f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率，Q为第一频谱信号中的频率个数，L1为小于或等于Q/2的整数，系数向量C＝(C1,C2,...,CL1)由如下公式获得：
其中，X(fk)为该第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e1(fk)为建模误差，e1(fk)以p-范数测度最小为准则。
结合第二方面的第一种至第三种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，该第二频谱信号包括第四频谱信号，该第四频谱信号的最高频率低于该第一频谱信号的最低频率，其中，该第二确定单元包括：
第二建模子单元，利用反向有限脉冲响应递推滤波器对该第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达该第一频谱信号中的低频信号的第二数学模型。
结合第二方面的第四种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，该第二建模子单元具体地用于，根据如下公式，确定该第二数学模型
其中，X(fk+i)为该第一频谱信号中频率为fk+i的频率响应，f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率，Q为第一频谱信号中的频率个数，L2为小于或等于Q/2的整数，系数向量B＝(B1,B2,...,BL2)由如下公式获得：
其中，X(fk)为该第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e2(fk)为建模误差，e2(fk)以p-范数测度最小为准则。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，该第一确定单元具体用于，采用一个有限脉冲响应递推滤波器拟合该第一频谱信号的频率响应，以确定该数学模型。
结合第二方面的第六种可能的实现方式，在第二方面的第七种可能的实现方式中，该第一确定单元具体用于，根据如下公式，确定该数学模型Y(fk)：
其中，N等于Q，Q为第一频谱信号中的频率个数，L3为小于N的整数，系数向量C＝(C0,C1,...,CL3-1)由如下公式获得：
e3(fk)＝X(fk)-Y(fk)
其中，X(fk)为该第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e3(fk)为拟合误差，e3(fk)以p-范数测度最小为准则,f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率。
结合第二方面，在第二方面的第八种可能的实现方式中，该确定模块具体用于，利用群时延为-1的有限脉冲响应递推滤波器，根据该第一频谱信号，获取该第二频谱信号。
结合第二方面和第二方面的第一种至第八种可能的实现方式中的任何一种可能的实现方式，在第二方面的第九种可能的实现方式中，该估计模块包括：
获取单元，用于获取该第二频谱信号对应的时域信号；
生成单元，用于生成该获取单元获取的该时域信号的时间-幅度曲线图；
估计单元，用于根据该生成单元生成的该时间-幅度曲线图中波峰的位置，估计该至少一个反射点的距离。
结合第二方面的第九种可能的实现方式，在第二方面的第十种可能的实现方式中，该生成单元生成的该时间-幅度曲线图中包括的波峰的数量为S，
该估计单元包括：
生成子单元，用于根据该生成单元生成的该时间-幅度曲线图中的第i个波峰的位置，生成第i个标准Sinc曲线，该第i个标准Sinc曲线的主瓣在该第i个波峰的位置上，i为1，2，…，S；
第四确定子单元，确定该生成子单元生成的每个标准Sinc曲线在该第一频谱信号对应的时域信号的时间-幅度曲线图上的投影值；
估计子单元，用于根据该第四确定子单元确定的目标标准Sinc曲线的主瓣的位置，估计该至少一个反射点的距离，该目标标准Sinc曲线为S个标准Sinc曲线中投影值大于或等于预设阈值的标准Sinc曲线。
基于上述技术方案，在本发明实施例中，根据由被测系统中的反射点反射的第一频谱信号，确定频谱范围大于该第一频谱信号的频谱范围的第二频谱信号，且该第二频谱信号包括该第一频谱信号，然后根据该第二频谱信号，能够较为准确地确定被测系统中反射点的距离，从而能够提高测距的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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它的附图。
图1示出了本发明实施例提供的用于测距的方法的示意性流程图。
图2(a)和(b)示出了本发明实施例提供的用于测距的方法的示意图。
图3示出了本发明实施例提供的用于测距的方法的另一示意图。
图4示出了本发明实施例提供的用于测距的方法的再一示意图。
图5示出了本发明实施例提供的用于测距的装置的示意性框图。
图6示出了本发明实施例提供的用于测距的装置的另一示意性框图。
图7示出了本发明实施例提供的用于测距的装置的再一示意性框图。
具体实施方式
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明实施例的用于测距的方法100，该方法100例如由扫频式测距设备执行。如图1所示，该方法100包括：
S110，向被测系统发送测距信号，该被测系统包括至少一个反射点；
具体地，例如扫频式测距设备的发射器向该被测系统发送测距信号，该被测系统包括至少一个反射点，该测距信号到达该至少一个反射点后，会被反射回来。
其中，被测系统例如可以为射频系统。
本文中涉及的反射点也可称之为故障点或者目标点。具体的，可以为频域反射计(Frequency Domain Reflectometer，简称为“FDR”)、或无源互调(Passive InterModulation，简称为“PIM”)等中的目标点。
S120，接收该测距信号经该至少一个反射点反射后得到的第一频谱信号；
具体地，例如，该扫频式测距设备的接收器接收到被至少一个反射点反射回来的第一频谱信号。
该第一频谱信号可能是与发送的测距信号相同的信号，也可能是测距信号的高次谐波分量，例如在检测射频系统的PIM故障时，被反射点反射回来的频谱信号为发送的测距信号的高次谐波分量。
S130，根据该第一频谱信号，确定第二频谱信号，该第二频谱信号中包括该第一频谱信号，且该第二频谱信号的频谱宽度大于该第一频谱信号的频谱宽度；
该第二频谱信号的频谱范围包括该第一频谱信号的频谱范围，且该第二频谱信号中的部分频谱信号与该第一频谱信号相同，该第二频谱信号的频谱宽度大于该第一频谱信号的频谱宽度。
具体地，该第二频谱信号的频谱范围与该第一频谱信号的频谱范围有以下三种不同的关系，本发明实施例对此不作限定。
1)第二频谱信号的最低频率小于第一频谱信号的最低频率，且第二频谱信号的最高频率高于第一频谱信号的最高频率；
2)第二频谱信号的最低频率等于第一频谱信号的最低频率，且第二频谱信号的最高频率高于第一频谱信号的最高频率；
3)第二频谱信号的最低频率小于第一频谱信号的最低频率，且第二频谱信号的最高频率等于第一频谱信号的最高频率。
S140，根据该第二频谱信号，估计该至少一个反射点的距离。
其中，该至少一个反射点的距离指的是，该至少一个反射点中的每个反 射点与发射器之间的距离，或者是至少一个反射点中的每个反射点与预设参考点之间的距离。
具体地，例如获得第二频谱信号对应的时域信号，并生成该时域信号的时间-幅度曲线图，根据该时间-幅度曲线图中的波峰的位置，可以估计测距信号从发射到接收(即接收该测距信号经该至少一个反射点反射后得到的第一频谱信号)之间的传输时延d，然后根据以下公式，计算得到该至少一个反射点与发射机之间的距离s。
s＝d·V/2        (1)
其中，V为电波速度。
应理解，频谱信号的频谱带宽越大，其对应的时域信号的时间-幅度曲线图中的波峰越窄细、尖锐，从而能够更便捷、准确地检测到该波峰的位置，从而能够获取到较为准确的测距信号的传输时延d，进而能够较为准确地测量反射点的距离。
因此，本发明实施例提供的用于测距的方法，根据由被测系统中的反射点反射的第一频谱信号，确定频谱范围大于该第一频谱信号的频谱范围的第二频谱信号，且该第二频谱信号包括该第一频谱信号，然后根据该第二频谱信号，能够较为准确地确定被测系统中反射点的距离，从而能够提高测距的准确度。
在S130中，具体地，可以通过对该第一频谱信号进行数学拟合来获取用于表达该第一频谱信号的数学模型，然后基于该数学模型来确定该第二频谱信号。也可以通过将该第一频谱信号输入到群时延为-1的有限脉冲响应递推滤波器中，输出该第二频谱信号，下文将进行详细描述。
可选地，在本发明实施例中，S130根据该第一频谱信号，确定第二频谱信号，包括：
S131，确定用于表达该第一频谱信号的数学模型；
具体地，例如，对第一频谱信号X(f)做数学拟合，获取一个数学模型来表达第一频谱信号X(f)。应理解，这里的系统可以指从发射机、无线或者有线通道、到达接收机的这一段物理路径。
还应理解，该第一频谱信号X(f)可以包括二维变量，即频率和幅度。
S132，根据该数学模型，确定该第二频谱信号。
具体地，利用S131中确定的数学模型来推测该第一频谱信号X(f)的频 谱范围之外的频谱信号，例如低于第一频谱信号X(f)的最低频率f1的频率上的低频频谱信号，或者高于第一频谱信号X(f)的最高频率fQ的频率上的高频频谱信号，然后根据该低频信号，高频信号和该第一频谱信号，确定该第二频谱信号。
可选地，在本发明实施例中，该第二频谱信号包括第三频谱信号，该第三频谱信号的最低频率高于该第一频谱信号的最高频率fQ，其中，S131确定用于表达该第一频谱信号的数学模型，包括：
S131A，利用前向有限脉冲响应(Finite Impulse Response，简称为“FIR”)递推滤波器对该第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达该第一频谱信号中的高频信号的第一数学模型。
具体地，假设第一频谱信号包括频率f1,f2,...,fQ上的数据，即该第一频谱信号包括Q个数据。其中，f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率。可以理解的是，示例性的，f1,f2,...,fQ各频率之间的间隔可以均为相同的。
通过将该第一频谱信号的频率fk对应的频谱响应利用与该频率fk左侧相邻的L1个频率的频谱响应的线性组合来表达，以获得用于表达该第一频谱信号的频率f1+L1至频率fQ的频率响应的第一数学模型，k＝1+L1...,Q，L1为小于或等于Q/2的整数。
可选地，在本发明实施例中，S131A，利用前向有限脉冲响应递推滤波器对该第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达该第一频谱信号中的高频信号的第一数学模型，包括：
根据如下公式，确定该第一数学模型
其中，X(fk-i)为该第一频谱信号中频率为fk-i的频率响应，f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率，Q为第一频谱信号中的频率个数，L1为小于或等于Q/2的整数，系数向量C＝(C1,C2,...,CL1)由如下公式获得：
其中，X(fk)为该第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e1(fk)为建模误 差，e1(fk)以p-范数测度最小为准则。
具体地，以建模误差e1(fk)的p-范数测度最小为准则，并控制FIR递推滤波器的增益波动范围，可求解出公式(2)的最佳解C＝(C1,C2,...,CL1)。具体地，可以利用最小二乘法等其他相关数学方法，求得公式(2)的最佳解C＝(C1,C2,...,CL1)，本发明实施例对此不作限定。
将公式(2)的最佳解C＝(C1,C2,...,CL1)代入公式(2)中，即得到该第一数学模型然后依次估计出频率fh,fh+1,...,fh+m上的频谱信号，即获取了第三频谱信号其中，fh为该第三频谱信号的最低频率，fh+m为该第三频谱信号的最高频率，第三频谱信号的最低频率fh高于第一频谱信号的最高频率fQ，第三频谱信号的最高频率fh+m也是第二频谱信号的最高频率。可以理解的是，示例性的，fh,fh+1,...,fh+m各频率之间的间隔可以均为相同的，且该间隔与fh与fQ之间的间隔相同，与f1,f2,...,fQ各频率之间的间隔也相同。
可选地，在本发明实施例中，该第二频谱信号包括第四频谱信号，该第四频谱信号的最高频率低于该第一频谱信号的最低频率f1，其中，S131确定用于表达该第一频谱信号的数学模型，包括：
S131B，利用反向有限脉冲响应(FIR)递推滤波器对该第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达该第一频谱信号中的低频信号的第二数学模型。
具体地，假设第一频谱信号包括频率f1,f2,...,fQ上的数据，即该第一频谱信号包括Q个数据。其中，f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率。
通过将该第一频谱信号的频率fk对应的频谱响应利用与该频率fk右侧相邻的L2个频率的频谱响应的线性组合来表达，以获得用于表达该第一频谱信号的频率f1至频率fQ-L2的频率响应的第一数学模型，k＝1,2,...,Q-L2，L2为小于或等于Q/2的整数。
可选地，在本发明实施例中，S131B，该利用反向有限脉冲响应递推滤波器对该第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达该第一频谱信号中的低频信号的第二数学模型，包括：
根据如下公式，确定该第二数学模型
其中，X(fk+i)为该第一频谱信号中频率为fk+i的频率响应，f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率，Q为第一频谱信号中的频率个数，L2为小于或等于Q/2的整数，系数向量B＝(B1,B2,...,BL2)由如下公式获得：
其中，X(fk)为该第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e2(fk)为建模误差，e2(fk)以p-范数测度最小为准则。
具体地，以建模误差e2(fk)的p-范数测度最小为准则，并控制FIR递推滤波器的增益波动范围，可求解出公式(4)的最佳解B＝(B1,B2,...,BL2)。具体地，可以利用最小二乘法等其他相关数学方法，求得公式(2)的最佳解B＝(B1,B2,...,BL2)，本发明实施例对此不作限定。
将公式(4)的最佳解B＝(B1,B2,...,BL2)代入公式(4)中，即得到该第二数学模型然后依次估计出频率fl,fl+1,...,fl+w上的频谱信号，即获取了第四频谱信号其中，fl为该第四频谱信号的最低频率，fl+w为该第四频谱信号的最高频率，第四频谱信号的最高频率低于第一频谱信号的最低频率f1，第四频谱信号的最低频率fl也为该第二频谱信号的最低频率。可以理解的是，示例性的，fl,fl+1,...,fl+w各频率之间的间隔可以均为相同的，且该间隔与fi+w与f1之间的间隔相同，与f1,f2,...,fQ各频率之间的间隔也相同。
可选地，在本发明实施例中，S131确定的用于表达该第一频谱信号的数学模型可以是S131A中确定的第一数学模型对应地，该第二频谱信号包括该第一频谱信号X(f1),X(f2),...X(fQ)和根据第一数学模型确定的第三频谱信号
可选地，在本发明实施例中，S131确定的用于表达该第一频谱信号的数学模型可以是S131B中确定的第二数学模型对应地，该第二频谱信号包括该第一频谱信号X(f1),X(f2),...X(fQ)和根据第二数学模型确定第四频谱信号
可选地，在本发明实施例中，S131确定的用于表达该第一频谱信号的数学模型包括S131A中确定的第一数学模型和S131B中确定的第二数学模型对应地，该第二频谱信号包括根据第一数学模型确定 的第三频谱信号第一频谱信号X(f1),X(f2),...X(fQ)和根据第二数学模型确定的第四频谱信号
应理解，上文涉及的频谱信号的频率f，采用不同的下脚标，只是为了区分不同的频率，并非限制具体的频率值。
具体地，图2(a)所示，例如接收该测距信号经该至少一个反射点反射后得到的第一频谱信号为X(f)，f1是第一频谱信号X(f)的最低频率，fQ是第一频谱信号X(f)的最高频率，第一频谱宽度BW1＝fQ-f1；
图2(a)所示的第一频谱信号X(f)经过上述前向FIR递推滤波器(ForWard FIR Filter)高频扩频以及反向FIR递推滤波器(BackWard FIR Filter)低频扩频后，得到如图2(b)所示的频谱宽度BW增加到8倍以上(即第二频谱宽度BW2)的第二频谱信号X(f)′。
在S140中，具体地，例如获得第二频谱信号对应的时域信号，并生成该时域信号的时间-幅度曲线图，根据该时间-幅度曲线图中的波峰的位置，可以估计测距信号从发射到接收(即接收该测距信号经该至少一个反射点反射后得到的第一频谱信号)之间的传输时延d，然后根据公式(1)，计算得到该至少一个反射点与发射机之间的距离s。
可选地，在本发明实施例中，S140根据该第二频谱信号，估计该至少一个反射点的距离，包括：
S141，获取该第二频谱信号对应的时域信号；
具体地，例如，对图2(b)所示的第二频谱信号X(f)′进行离散反傅立叶变换(Inverse Discrete Fourier Transformation，简称为“IDFT”)，得到对应的时域信号。
S142，生成该时域信号的时间-幅度曲线图；
具体地，生成S141中获取的如图2(b)所示的第二频谱信号X(f)′的时域信号的时间-幅度曲线图，如图3所示的第二曲线x′(t)，图3中的第一曲线x(t)为如图2(a)所示的第一频谱信号X(f)进行离散反傅立叶变换之后的时域信号的时间-幅度曲线图。
从图3可知，针对直接获取的由被测系统的反射点反射的第一频谱信号X(f)，进行离散反傅里叶变换后所得的时域内的第一曲线x(t)是多个Sinc曲线的叠加曲线(如图3中的第一曲线x(t))，不能反映反射点的数量以及距离；而通过本发明实施例提供的方法，对获得的第一频谱信号进行扩频处理，获 取频谱宽度较大的第二频谱信号，然后对该第二频谱信号进行离散反傅里叶变换，所得的时域内的第二曲线x′(t)(如图3中的第二曲线x′(t))具有的峰较为精细和尖锐，从而容易辨别反射点的数量和距离。
S143，根据该时间-幅度曲线图中波峰的位置，估计该至少一个反射点的距离。
具体地，例如在图3所示的第二曲线x′(t)中包括的多个波峰中根据从大到小的顺序，确定出3个最高波峰，即位置分别为110,120,132的波峰。
具体地，图3所示的第二曲线x′(t)包括三个尖锐清晰的波峰，三个波峰的位置分别为110，120和132。
应理解，图3所示的三个波峰的位置表示了测距信号从发射到接收之间的传输时延d，根据公式(1)，即s＝d·V/2，即可算出三个反射点与发射机之间的距离s。
可选地，在本发明实施例中，该时间-幅度曲线图中包括的幅度较大的波峰的数量为S，
S143根据该时间-幅度曲线图中波峰的位置，估计该至少一个反射点的距离，包括：
S143A，根据第i个波峰的位置，生成第i个标准Sinc曲线，该第i个标准Sinc曲线的主瓣在该第i个波峰的位置上，i为1，2，…，S；
具体地，标准Sinc曲线指的是函数Sinc(t)＝sin(πt)/πt所对应的曲线。
S143B，确定每个标准Sinc曲线在该第一频谱信号对应的时域信号的时间-幅度曲线图上的投影值；
S143C，根据目标标准Sinc曲线的主瓣的位置，估计该至少一个反射点的距离，该目标标准Sinc曲线为S个标准Sinc曲线中投影值大于或等于预设阈值的标准Sinc曲线。
具体地：
1)假设第二曲线x′(t)中的S个波峰中的第Sg个波峰的位置为dsg，在位置dsg生成的对应的标准Sinc曲线为：
其中，f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率，N为离散反傅里叶变换IDFT的长度，通常为Q，Q为第一频谱信号中 的频率个数，。
2)计算公式(6)所示的标准Sinc曲线在第一曲线x(t)上的投影值
其中，x(fk)为该第一频谱信号中频率为fk的频率响应，h*(k,dsg)为h(k,dsg)的共轭。
将该投影值的模值|ak|作为该第Sg个波峰对应的反射点的反射强度值。
按照上述步骤，得到S个可能的反射点位置d＝(d1,d2,...,dS)及其强度a＝(|a1|,|a2|,...,|aS|)。
可选地，在本发明实施例中，在得到S个可能的反射点位置d＝(d1,d2,...,dS)及其强度a＝(|a1|,|a2|,...,|aS|)之后，然后设定一个强度门限A0，将投影值大于或等于该强度门限A0的Sinc曲线确定为目标Sinc曲线，认为它对应的反射点是真实的反射点。处理完毕后得到M个投影值大于门限的真实反射点。
为了便于用户检测，可以在第一频谱信号对应的时域信号的时间-幅度曲线图(例如图3中的第一曲线x(t))上将M个目标峰标注出来，如图4中粗虚线所示。以图3所示为例，在图4中标注的三个波峰的位置和幅度分别为d3＝(110,120,132)，a3＝(1.73,2.06,1.16)。
应理解，对于相互重叠的S个Sinc曲线，在计算投影值时，大Sinc曲线会对小Sinc曲线的投影值有不利影响。可选地，在本发明实施例中，在获取了某个假定反射点的投影值后，可以把它对应的Sinc曲线从第一曲线x(t)中减掉，那么它的影响就消失了，有利于对随后的次大的被测对象的计算。
预估的S个峰中，可能有少数其实是旁瓣，经过这种投影及删除以后，这些旁瓣就随之消失了，因此最后剩下的有效峰的数量M小于或等于S。
在本发明实施例中，在S131中，还可以利用其它的方法获取用于表达该第一频谱信号的频率响应的数学模型。例如还可以用一个FIR滤波器来拟合被测系统的频率响应，然后由滤波器系数来直接计算其它任意频点上的值，从而通过扩展带宽，提高检测精度。
可选地，在本发明实施例中，S131确定用于表达该第一频谱信号的数学模型，包括：
S131C，采用一个有限脉冲响应递推滤波器拟合该第一频谱信号的频率响应，以确定该数学模型。
具体地，假设f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率，可以假定被测系统是一个线性系统，它的传输特征可以用FIR滤波器来等效，设该FIR滤波器有L3阶，L3小于Q，其中，Q为第一频谱信号中所包括的频率个数。
可选地，在本发明实施例中，S131C采用一个有限脉冲响应递推滤波器拟合该第一频谱信号的频率响应，以确定该数学模型，包括：
根据如下公式，确定该数学模型Y(fk)：
其中，N等于Q，Q为第一频谱信号中的频率个数，L3为小于N的整数，系数向量C＝(C0,C1,...,CL3-1)由如下公式获得：
e3(fk)＝X(fk)-Y(fk)      (9)
其中，X(fk)为该第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e3(fk)为拟合误差，e3(fk)以p-范数测度最小为准则,f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率。
具体地，拟合误差e3(fk)的p-范数测度最小为准则，并控制FIR滤波器的增益波动范围，可求解出公式(8)的最佳解C＝(C0,C1,...,CL3-1)。具体地，可以利用最小二乘法等其他相关数学方法，求得公式(8)的最佳解C＝(C0,C1,...,CL3-1)，本发明实施例对此不作限定。
将最佳解C＝(C0,C1,...,CL3-1)代到公式(8)中，即得到了用于表达该第一频谱信号的数学模型。然后根据公式(8)计算在其它频率fj上的值，例如频率fj低于第一频谱信号的最低频率f1，或者该频率fj高于第一频谱信号的最高频率fQ。具体fj的取法可以参考S131A或S131B中的取法，在此不予赘述。
应理解，用户可以根据具体的应用需求，自定义该FIR滤波器的阶数L3。
应理解，本发明实施例中，可以根据实际需要，确定第二频谱信号的最低频率和最高频率，本发明实施例对此不作限定。
可选地，在本发明实施例中，S130根据该第一频谱信号，确定第二频谱信号，包括：
S133，利用群时延为-1的有限脉冲响应递推滤波器，根据该第一频谱信号，获取该第二频谱信号。
具体地，设计一个群时延为-1的有限脉冲响应递推滤波器，然后用类似的方法将X(f)的频谱向两侧扩展。应理解，群时延为-1表示该FIR滤波器具有预测功能，例如输入预设时间序列上的第一时间点上的数据，该群时延为-1的FIR滤波器能够预测出第二时间点上的数据。即，这可以是一种固定系数的一步预测器，可以由一部分相邻数据逐步向两侧推算出其它频率上的值。其中，示例性的，第一时间点和第二时间点之间的间隔可以为数据处理的最小时间间隔。
假设该第一频谱信号的最低频率为f1，该第一频谱信号的最高频率为fQ。设计一个特殊的FIR滤波器，其阶数为M，对频谱数据X(f)进行扩扩频的滤波方程为：
其中，频率fl为低于第一频谱信号的最低频率为f1的频率，频率fh为高于第一频谱信号的最高频率为fQ的频率。
对公式(10)所示的第二频谱信号经过IDFT处理后，也能得到如图3所示的时间-幅度曲线图。
应理解，群时延为-1的FIR滤波器的滤波器方程与被测数据无关，是在仪器出厂时已经设定好的，具有如下滤波特性：1)在通带内的群时延等于-1；2)通带内的增益等于1；3)阻带内的增益小于1。
其中，群时延为-1的FIR滤波器通带内的增益等于1，指的是在该FIR滤波器的通带内，输出的信号的幅度与输入的信号的幅度相同。阻带内的增益小于1指的是，在该FIR滤波器的阻带内，输出的信号的幅度比输入的信号的幅度小。
应理解，本发明实施例中，可以根据实际需要，确定第二频谱信号的最低频率和最高频率，本发明实施例对此不作限定。
应理解，上文涉及的频谱信号的频率f，采用不同的下脚标，只是为了区分不同的频率，并非限制具体的频率值。
应理解，频域的扫频带宽BW越大，IDFT之后时域Sinc的主瓣就越窄、 旁瓣也降低；反之，BW越小，则主瓣越宽、旁瓣也高。因此，在本发明实施例中，根据由被测系统中的反射点反射的第一频谱信号，确定频谱范围大于该第一频谱信号的频谱范围的第二频谱信号，且该第二频谱信号包括该第一频谱信号，对该第二频谱信号进行离散反傅立叶变换得到时域信号，该时域信号的时间-幅度曲线图中的波峰更加地精细和尖锐，从而可以比较便捷、准确地获取到多个波峰，从而根据该多个波峰的位置，确定被测系统中的反射点的距离，能够提高检测的准确性。
可选地，在本发明实施例中，还可以根据基于其他有效的方法，根据该第一频谱信号，确定包括该第一频谱信号、且频谱范围大于该第一频谱信号的频谱范围的第二频谱信号。例如，在S131确定用于表达该第一频谱信号的数学模型的步骤中，除了上文描述的利用前向有限脉冲响应FIR递推滤波器和反向有限脉冲响应FIR递推滤波器确定用于描述第一频谱信号的数学模型、或者利用一个有限脉冲响应FIR递推滤波器确定用于描述第一频谱信号的数学模型之外，还可以利用现有的其他数学拟合的方法，确定用于描述第一频谱信号的数学模型，本发明实施例对此不作限定。此外，除了S133中提到的利用群时延为-1的有限脉冲响应递推滤波器，根据该第一频谱信号，获取该第二频谱信号之外，还可以利用其他的频率响应滤波器，通过输入该第一频谱信号，获得输出的满足需求的第二频谱信号，本发明实施例对此也不作限定。
可选地，在本发明实施例中，也可以采用曲线拟合的方法来提取第一频谱信号对应的时域信号的时间-幅度曲线图中的波峰，具体方法如下：
1)在第一频谱信号X(fk)k＝1,.2,...,Q对应的时域信号的时间-幅度曲线x(t)上根据其幅度大小，找出所有可能存在反射点的位置B＝(B1,B2,...,BP)；
2)根据如下公式为每个可能的反射点生成对应的一个Sinc曲线：
f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率，N为离散反傅里叶变换IDFT的长度。
3)用这些Sinc曲线来拟合x(t)
其中，拟合误差e(t)为：
其中，e(t)为拟合误差，以p-范数测度最小为准则。可求解出公式(12)的最佳拟合系数C＝(C1,C2,...,CP).具体地，可以利用最小二乘法等其他相关数学方法，求得公式(12)的最佳拟合系数C＝(C1,C2,...,CP)，本发明实施例对此不作限定。
可选地，在本发明实施例中，获得了公式(12)的最佳拟合系数C＝(C1,C2,...,CP)之后，以其最大值为基准设定一个门限，取出高于该门限的系数及其对应的位置Bk，即为反射点的强度及位置。
本发明实施例中涉及的时间-幅度曲线图也可称之为检测曲线图，对应地，时间-幅度曲线可称之为检测曲线。
常规的扫频测距技术在有多个反射点时都存在检测曲线失真的问题，尤其当这些反射点相距较近时，检测曲线中的波峰会变得模糊不清，导致测距精度急剧下降。此外，由于Sinc曲线的主瓣、旁瓣的影响，常规技术中还存在虚警、漏警概率大的缺点。表现为其给出的检测曲线含义不清晰、模棱两可，仪器的操作人员即使具有相当高的专业水平或者经过专门的培训，仍然难以完全避免检测中的错漏。由于还需要人工从检测曲线中结合经验做进一步辨析，使用很不方便。
本发明实施例提供的用于测距的方法，首先用建模、扩频的方法，根据由被测系统中的反射点反射的第一频谱信号，确定频谱范围大于该第一频谱信号的频谱范围的第二频谱信号，对该第二频谱信号进行离散反傅立叶变换得到时域信号，该时域信号的时间-幅度曲线图中的波峰更加地精细和尖锐，从而可以比较便捷、准确地获取到多个波峰，从而根据该多个波峰的位置，确定被测系统中的反射点的距离，能够提高检测的准确性。此外，通过在波峰的位置生成标准Sinc模板，然后用波形匹配的办法得到反射点的强度，并且去除了主瓣、旁瓣带来的错漏，检测结果清晰、明确，对操作人员的要求也显著降低。
另外，在达到同样测距精度的条件下，本发明只需较窄的扫频带宽，有效降低了硬件成本，受无线电频谱管理的约束也比较小，使用场合更加广泛。
上文描述的用于测距的方法，其中的测距信号为电信号，应理解，本发明实施例提供的用于测距的方法也同样适用于以声波、光波等为载体的测距 领域。此外，通过置于不同位置的多个扫频测距设备，基于本发明实施例提供的用于测距的方法，可以用于确定被测对象的方位。
上文中结合图1至图4，详细描述了根据本发明实施例的用于测距的方法100，下面将结合图5和图6，详细描述根据本发明实施例的用于测距的装置200。
图5示出了根据本发明实施例的用于测距的装置200的示意性框图，,该装置200包括：
发送模块210，用于向被测系统发送测距信号，该被测系统包括至少一个反射点；
接收模块220，用于接收该发送模块发送的该测距信号经该至少一个反射点反射后得到的第一频谱信号；
确定模块230，用于根据该接收模块接收的该第一频谱信号，确定第二频谱信号，该第二频谱信号中包括该第一频谱信号，且该第二频谱信号的频谱宽度大于该第一频谱信号的频谱宽度；
估计模块240，用于根据该确定模块确定的该第二频谱信号，估计该至少一个反射点的距离。
因此，本发明实施例提供的用于测距的装置，根据由被测系统中的反射点反射的第一频谱信号，确定频谱范围大于该第一频谱信号的频谱范围的第二频谱信号，且该第二频谱信号包括该第一频谱信号，然后根据该第二频谱信号，能够较为准确地确定被测系统中反射点的距离，从而能够提高测距的准确度。
可选地，在本发明实施例中，该确定模块230包括：
第一确定单元231，用于确定用于表达该第一频谱信号的数学模型；
第二确定单元232，用于根据该第一确定单元确定的该数学模型，确定该第二频谱信号。
可选地，在本发明实施例中，该第二频谱信号包括第三频谱信号，该第三频谱信号的最低频率高于该第一频谱信号的最高频率，其中，该第一确定单元231包括：
第一建模子单元231A，用于利用前向有限脉冲响应递推滤波器对该第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达该第一频谱信号中的高频信号的第一数学模型。
可选地，在本发明实施例中，该第一建模子单元具体地用于，根据如下公式，确定该第一数学模型
根据如下公式，确定该第一数学模型
其中，X(fk-i)为该第一频谱信号中频率为fk-i的频率响应，f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率，Q为第一频谱信号中的频率个数，L1为小于或等于Q/2的整数，系数向量C＝(C1,C2,...,CL1)由如下公式获得：
其中，X(fk)为该第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e1(fk)为建模误差，e1(fk)以p-范数测度最小为准则。
获得该第一数学模型后，可以依次估计出频率fh,fh+1,...,fh+m上的频谱信号，即获取了第三频谱信号其中，fh为该第三频谱信号的最低频率，fh+m为该第三频谱信号的最高频率，第三频谱信号的最低频率fh高于第一频谱信号的最高频率fQ，第三频谱信号的最高频率fh+m也是第二频谱信号的最高频率。可以理解的是，示例性的，fh,fh+1,...,fh+m各频率之间的间隔可以均为相同的，且该间隔与fh与fQ之间的间隔相同，与f1,f2,...,fQ各频率之间的间隔也相同。
可选地，在本发明实施例中，该第二频谱信号包括第四频谱信号，该第四频谱信号的最高频率低于该第一频谱信号的最低频率，其中，该第二确定单元231包括：
第二建模子单元231B，利用反向有限脉冲响应递推滤波器对该第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达该第一频谱信号中的低频信号的第二数学模型。
可选地，在本发明实施例中，该第二建模子单元具体地用于，根据如下公式，确定该第二数学模型
其中，X(fk+i)为该第一频谱信号中频率为fk+i的频率响应，f1为该第一 频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率，Q为第一频谱信号中的频率个数，L2为小于或等于Q/2的整数，系数向量B＝(B1,B2,...,BL2)由如下公式获得：
其中，X(fk)为该第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e2(fk)为建模误差，e2(fk)以p-范数测度最小为准则。
可选地，在本发明实施例中，该第一确定单元231具体用于，采用一个有限脉冲响应递推滤波器拟合该第一频谱信号的频率响应，以确定该数学模型。
可选地，在本发明实施例中，该第一确定单元231具体用于，根据如下公式，确定该数学模型Y(fk)：
其中，N等于Q，Q为第一频谱信号中的频率个数，L3为小于N的整数，系数向量C＝(C0,C1,...,CL3-1)由如下公式获得：
e3(fk)＝X(fk)-Y(fk)
其中，X(fk)为该第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e3(fk)为拟合误差，e3(fk)以p-范数测度最小为准则,f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率。
获得第二数学模型后，可以依次估计出频率fl,fl+1,...,fl+w上的频谱信号，即获取了第四频谱信号其中，fl为该第四频谱信号的最低频率，fl+w为该第四频谱信号的最高频率，第四频谱信号的最高频率低于第一频谱信号的最低频率f1，第四频谱信号的最低频率fl也为该第二频谱信号的最低频率。可以理解的是，示例性的，fl,fl+1,...,fl+w各频率之间的间隔可以均为相同的，且该间隔与fi+w与f1之间的间隔相同，与f1,f2,...,fQ各频率之间的间隔也相同。
可选地，在本发明实施例中，该确定模块230具体用于，利用群时延为-1的有限脉冲响应递推滤波器，根据该第一频谱信号，获取该第二频谱信号。具体的方式可以参考上述方法实施例中的描述，在此不予赘述。
可选地，在本发明实施例中，该估计模块240包括：
获取单元241，用于获取该第二频谱信号对应的时域信号；
生成单元242，用于生成该获取单元获取的该时域信号的时间-幅度曲线图；
估计单元243，用于根据该生成单元生成的该时间-幅度曲线图中波峰的位置，估计该至少一个反射点的距离。
可选地，在本发明实施例中，该生成单元242生成的该时间-幅度曲线图中包括的波峰的数量为S，
该估计单元243包括：
生成子单元243A，用于根据该生成单元生成的该时间-幅度曲线图中的第i个波峰的位置，生成第i个标准Sinc曲线，该第i个标准Sinc曲线的主瓣在该第i个波峰的位置上，i为1，2，…，S；
第四确定子单元243B，确定该生成子单元生成的每个标准Sinc曲线在该第一频谱信号对应的时域信号的时间-幅度曲线图上的投影值；
估计子单元243C，用于根据该第四确定子单元确定的目标标准Sinc曲线的主瓣的位置，估计该至少一个反射点的距离，该目标标准Sinc曲线为S个标准Sinc曲线中投影值大于或等于预设阈值的标准Sinc曲线。
因此，本发明实施例提供的用于测距的装置，根据由被测系统中的反射点反射的第一频谱信号，确定频谱范围大于该第一频谱信号的频谱范围的第二频谱信号，且该第二频谱信号包括该第一频谱信号，然后根据该第二频谱信号，能够较为准确地确定被测系统中反射点的距离，从而能够提高测距的准确度。
应理解，根据本发明实施例的用于测距的装置200可对应于本发明实施例的用于测距的方法中的扫频式测距设备，并且用于测距的装置200中的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现图1至图4中的各个方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
如图6所示，本发明实施例还提供了一种用于测距的装置300，该装置300包括处理器310、存储器320、总线系统330、接收器340和发送器350。其中，处理器310、存储器320、接收器340和发送器350通过总线系统330相连，该存储器320用于存储指令，该处理器310用于执行该存储器320存储的指令，以控制接收器340接收信号，并控制发送器350发送信号。其中，该发送器350用于，向被测系统发送测距信号，该被测系统包括至少一个反射点；接收器340用于，接收该测距信号经该至少一个反射点反射后得到的 第一频谱信号；处理器310用于，根据该第一频谱信号，确定第二频谱信号，该第二频谱信号中包括该第一频谱信号，且该第二频谱信号的频谱宽度大于该第一频谱信号的频谱宽度；根据该第二频谱信号，估计该至少一个反射点的距离。
因此，本发明实施例提供的用于测距的装置，根据由被测系统中的反射点反射的第一频谱信号，确定频谱范围大于该第一频谱信号的频谱范围的第二频谱信号，且该第二频谱信号包括该第一频谱信号，然后根据该第二频谱信号，能够较为准确地确定被测系统中反射点的距离，从而能够提高测距的准确度。
可选地，作为一个实施例，处理器310用于，确定用于表达该第一频谱信号的数学模型；
根据该数学模型，确定该第二频谱信号。
可选地，作为一个实施例，该第二频谱信号包括第三频谱信号，该第三频谱信号的最低频率高于该第一频谱信号的最高频率，处理器310用于，利用前向有限脉冲响应递推滤波器对该第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达该第一频谱信号中的高频信号的第一数学模型。
可选地，作为一个实施例，处理器310具体用于，
根据如下公式，确定该第一数学模型
其中，X(fk-i)为该第一频谱信号中频率为fk-i的频率响应，f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率，Q为第一频谱信号中的频率个数，L1为小于或等于Q/2的整数，系数向量C＝(C1,C2,...,CL1)由如下公式获得：
其中，X(fk)为该第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e1(fk)为建模误差，e1(fk)以p-范数测度最小为准则。
获得该第一数学模型后，可以依次估计出频率fh,fh+1,...,fh+m上的频谱信号，即获取了第三频谱信号其中，fh为该第三频谱信号的最低频率，fh+m为该第三频谱信号的最高频率，第三频谱信号 的最低频率fh高于第一频谱信号的最高频率fQ，第三频谱信号的最高频率fh+m也是第二频谱信号的最高频率。可以理解的是，示例性的，fh,fh+1,...,fh+m各频率之间的间隔可以均为相同的，且该间隔与fh与fQ之间的间隔相同，与f1,f2,...,fQ各频率之间的间隔也相同。
可选地，作为一个实施例，该第二频谱信号包括第四频谱信号，该第四频谱信号的最高频率低于该第一频谱信号的最低频率，处理器310用于，利用反向有限脉冲响应递推滤波器对该第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达该第一频谱信号中的低频信号的第二数学模型。
可选地，作为一个实施例，处理器310具体用于，根据如下公式，确定该第二数学模型
其中，X(fk+i)为该第一频谱信号中频率为fk+i的频率响应，f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率，Q为第一频谱信号中的频率个数，L2为小于或等于Q/2的整数，系数向量B＝(B1,B2,...,BL2)由如下公式获得：
其中，X(fk)为该第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e2(fk)为建模误差，e2(fk)以p-范数测度最小为准则。
获得第二数学模型后，可以依次估计出频率fl,fl+1,...,fl+w上的频谱信号，即获取了第四频谱信号其中，fl为该第四频谱信号的最低频率，fl+w为该第四频谱信号的最高频率，第四频谱信号的最高频率低于第一频谱信号的最低频率f1，第四频谱信号的最低频率fl也为该第二频谱信号的最低频率。可以理解的是，示例性的，fl,fl+1,...,fl+w各频率之间的间隔可以均为相同的，且该间隔与fi+w与f1之间的间隔相同，与f1,f2,...,fQ各频率之间的间隔也相同。
可选地，作为一个实施例，处理器310具体用于，采用一个有限脉冲响应递推滤波器拟合该第一频谱信号的频率响应，以确定该数学模型。
可选地，作为一个实施例，处理器310具体用于，根据如下公式，确定该数学模型Y(fk)：
其中，N等于Q，Q为第一频谱信号中的频率个数，L3为小于N的整数，系数向量C＝(C0,C1,...,CL3-1)由如下公式获得：
e3(fk)＝X(fk)-Y(fk)
其中，X(fk)为该第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e3(fk)为拟合误差，e3(fk)以p-范数测度最小为准则,f1为该第一频谱信号的最低频率，fQ为该第一频谱信号的最高频率。
可选地，作为一个实施例，处理器310具体用于，利用群时延为-1的有限脉冲响应递推滤波器，根据该第一频谱信号，获取该第二频谱信号。
可选地，作为一个实施例，处理器310具体用于，获取该第二频谱信号对应的时域信号；
生成该时域信号的时间-幅度曲线图；
根据该时间-幅度曲线图中波峰的位置，估计该至少一个反射点的距离。
可选地，作为一个实施例，该时间-幅度曲线图中包括的波峰的数量为S，处理器310具体用于，根据第i个波峰的位置，生成第i个标准Sinc曲线，该第i个标准Sinc曲线的主瓣在该第i个波峰的位置上，i为1，2，…，S；确定每个标准Sinc曲线在该第一频谱信号对应的时域信号的时间-幅度曲线图上的投影值；根据目标标准Sinc曲线的主瓣的位置，估计该至少一个反射点的距离，该目标标准Sinc曲线为S个标准Sinc曲线中投影值大于或等于预设阈值的标准Sinc曲线。
应理解，在本发明实施例中，该处理器310可以是中央处理单元(Central Processing Unit，简称为“CPU”)，该处理器310还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
该存储器320可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器310提供指令和数据。存储器320的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器320还可以存储设备类型的信息。
该总线系统330除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线 系统330。
在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器310中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器320，处理器310读取存储器320中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
因此，本发明实施例提供的用于测距的装置，根据由被测系统中的反射点反射的第一频谱信号，确定频谱范围大于该第一频谱信号的频谱范围的第二频谱信号，且该第二频谱信号包括该第一频谱信号，然后根据该第二频谱信号，能够较为准确地确定被测系统中反射点的距离，从而能够提高测距的准确度。
应理解，根据本发明实施例的用于测距的装置300可对应于本发明实施例的用于测距的方法中的扫频式测距设备，也可以对应于根据本发明实施例的用于测距的装置200，并且用于测距的装置300中的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现图1至图4中的各个方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
图7示出了本发明实施例提供的用于测距的装置400的示意性框图，如图7所示，装置400包括：
发射器410，用于向被测系统发送测距信号，该被测系统包括至少一个反射点；
接收器420，用于接收该发射器410发送的该测距信号经该至少一个反射点反射后得到的第一频谱信号；
具体地，例如接收到如图2(a)所示的第一频谱信号X(f)。
数学建模模块430，用于确定用于表达该第一频谱信号的数学模型；
具体地，例如采用上文S131A、S131B或S131C中所述的方法，确定用于表达该第一频谱信号的数学模型，具体过程见上文，为了简洁，这里不再赘述。
频谱扩展模块440，用于根据该数学建模模块430确定的该数学模型，确定该第二频谱信号，该第二频谱信号中包括该第一频谱信号，且该第二频 谱信号的频谱宽度大于该第一频谱信号的频谱宽度；
作为示例而非限定，该第二频谱信号如图2(b)所示的频谱宽度相对于第一频谱信号X(f)增加到8倍以上的第二频谱信号X(f)′。
离散反傅立叶变换模块450，用于将频谱扩展模块440确定的第二频谱信号进行离散反傅立叶变换，以获取该第二频谱信号对应的时域信号；
具体地，离散反傅立叶变换模块450生成频谱扩展模块440获取的如图2(b)所示的第二频谱信号X(f)′的时域信号的时间-幅度曲线图，如图3所示的第二曲线x′(t)。
目标波峰选取模块460，用于从离散反傅立叶变换模块450确定的该第二频谱信号对应的时域信号中，选择目标波峰；
具体地，例如从该离散反傅立叶变换模块450确定的第二频谱信号X(f)′的时域信号的时间-幅度曲线图(如图3所示的第二曲线x′(t))中，选取目标波峰，例如选择位置分别在110、120和132处的波峰为目标波峰。
显示器470，用于显示该目标波峰选取模块460确定的目标波峰的位置和幅度。
具体地，如图4所示，在用户显示界面上显示该目标波峰选取模块460确定的目标波峰(例如图4中所示的3个波峰)，可选地，可以同时显示目标波峰所在的位置，以及其幅度，如果图4中所示的三个目标波峰的位置分别为110、120、132，幅度分别为1.74、2.06、1.15。
图4所示的也可称之为该至少一个反射点的距离-强度分布图。应理解，图4中三个波峰在横坐标上的位置对应于该至少一个反射点(例如是3个反射点)的距离，图4中三个波峰在纵坐标上的位置对应于该至少一个反射点(例如是3个反射点)的强度。
通过显示器170显示的如图4所示的显示结果，用户可以很便捷地分析出，被测系统中反射点的情况。
因此，本发明实施例提供的用于测距的装置，根据由被测系统中的反射点反射的第一频谱信号，确定频谱范围大于该第一频谱信号的频谱范围的第二频谱信号，且该第二频谱信号包括该第一频谱信号，然后根据该第二频谱信号，能够较为准确地确定被测系统中反射点的距离，从而能够提高测距的准确度，从而能够提高用户体验。
可选地，本发明实施例提供的用于测距的装置400可以称之为扫频式测 距设备。
应理解，根据本发明实施例的用于测距的装置400可对应于本发明实施例的用于测距的方法中的扫频式测距设备；该用于测距的装置400也可以对应于根据本发明实施例的用于测距的装置200，其中，具体地，发射器410可对应于发送模块210，接收器420可对应于接收模块220，数学建模模块430可对应于第一确定单元231，频谱扩展模块440可对应于第二确定单元232，离散反傅立叶变换模块450可对应于获取单元241和生成单元242的组合，目标波峰选取模块460可对应于估计单元243。该用于测距的装置400也可以对应于根据本发明实施例的用于测距的装置300，并且用于测距的装置400中的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现图1至图4中的各个方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
还应理解，本文中涉及的第一、第二、第三、第四以及各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本发明实施例的范围。
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可 以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (22)

  1. 一种用于测距的方法，其特征在于，包括：
    向被测系统发送测距信号，所述被测系统包括至少一个反射点；
    接收所述测距信号经所述至少一个反射点反射后得到的第一频谱信号；
    根据所述第一频谱信号，确定第二频谱信号，所述第二频谱信号中包括所述第一频谱信号，且所述第二频谱信号的频谱宽度大于所述第一频谱信号的频谱宽度；
    根据所述第二频谱信号，估计所述至少一个反射点的距离。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一频谱信号，确定第二频谱信号，包括：
    确定用于表达所述第一频谱信号的数学模型；
    根据所述数学模型，确定所述第二频谱信号。
  3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二频谱信号包括第三频谱信号，所述第三频谱信号的最低频率高于所述第一频谱信号的最高频率，其中，
    所述确定用于表达所述第一频谱信号的数学模型，包括：
    利用前向有限脉冲响应递推滤波器对所述第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达所述第一频谱信号中的高频信号的第一数学模型。
  4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用前向有限脉冲响应递推滤波器对所述第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达所述第一频谱信号中的高频信号的第一数学模型，包括：
    根据如下公式，确定所述第一数学模型
    k＝1+L1...,Q
    其中，X(fk-i)为所述第一频谱信号中频率为fk-i的频率响应，f1为所述第一频谱信号的最低频率，fQ为所述第一频谱信号的最高频率，Q为第一频谱信号中的频率个数，L1为小于或等于Q/2的整数，系数向量C＝(C1,C2,...,CL1)由如下公式获得：
    其中，X(fk)为所述第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e1(fk)为建模 误差，e1(fk)以p-范数测度最小为准则。
  5. 根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二频谱信号包括第四频谱信号，所述第四频谱信号的最高频率低于所述第一频谱信号的最低频率，其中，
    所述确定用于表达所述第一频谱信号的数学模型，包括：
    利用反向有限脉冲响应递推滤波器对所述第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达所述第一频谱信号中的低频信号的第二数学模型。
  6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用反向有限脉冲响应递推滤波器对所述第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达所述第一频谱信号中的低频信号的第二数学模型，包括：
    根据如下公式，确定所述第二数学模型
    k＝1,2,...,Q-L2
    其中，X(fk+i)为所述第一频谱信号中频率为fk+i的频率响应，f1为所述第一频谱信号的最低频率，fQ为所述第一频谱信号的最高频率，Q为第一频谱信号中的频率个数，L2为小于或等于Q/2的整数，系数向量B＝(B1,B2,...,BL2)由如下公式获得：
    其中，X(fk)为所述第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e2(fk)为建模误差，e2(fk)以p-范数测度最小为准则。
  7. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定用于表达所述第一频谱信号的数学模型，包括：
    采用一个有限脉冲响应递推滤波器拟合所述第一频谱信号的频率响应，以确定所述数学模型。
  8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述采用一个有限脉冲响应递推滤波器拟合所述第一频谱信号的频率响应，以确定所述数学模型，包括：
    根据如下公式，确定所述数学模型Y(fk)：
    k＝1,2,...,Q
    其中，N等于Q，Q为第一频谱信号中的频率个数，L3为小于N的整数，系数向量C＝(C0,C1,...,CL3-1)由如下公式获得：
    e3(fk)＝X(fk)-Y(fk)
    其中，X(fk)为所述第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e3(fk)为拟合误差，e3(fk)以p-范数测度最小为准则,f1为所述第一频谱信号的最低频率，fQ为所述第一频谱信号的最高频率。
  9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一频谱信号，确定第二频谱信号，包括：
    利用群时延为-1的有限脉冲响应递推滤波器，根据所述第一频谱信号，获取所述第二频谱信号。
  10. 根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二频谱信号，估计所述至少一个反射点的距离，包括：
    获取所述第二频谱信号对应的时域信号；
    生成所述时域信号的时间-幅度曲线图；
    根据所述时间-幅度曲线图中波峰的位置，估计所述至少一个反射点的距离。
  11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述时间-幅度曲线图中包括的波峰的数量为S，
    所述根据所述时间-幅度曲线图中波峰的位置，估计所述至少一个反射点的距离，包括：
    根据第i个波峰的位置，生成第i个标准Sinc曲线，所述第i个标准Sinc曲线的主瓣在所述第i个波峰的位置上，i为1，2，…，S；
    确定每个标准Sinc曲线在所述第一频谱信号对应的时域信号的时间-幅度曲线图上的投影值；
    根据目标标准Sinc曲线的主瓣的位置，估计所述至少一个反射点的距离，所述目标标准Sinc曲线为S个标准Sinc曲线中投影值大于或等于预设阈值的标准Sinc曲线。
  12. 一种用于测距的装置，其特征在于，包括：
    发送模块，用于向被测系统发送测距信号，所述被测系统包括至少一个反射点；
    接收模块，用于接收所述发送模块发送的所述测距信号经所述至少一个 反射点反射后得到的第一频谱信号；
    确定模块，用于根据所述接收模块接收的所述第一频谱信号，确定第二频谱信号，所述第二频谱信号中包括所述第一频谱信号，且所述第二频谱信号的频谱宽度大于所述第一频谱信号的频谱宽度；
    估计模块，用于根据所述确定模块确定的所述第二频谱信号，估计所述至少一个反射点的距离。
  13. 根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：
    第一确定单元，用于确定用于表达所述第一频谱信号的数学模型；
    第二确定单元，用于根据所述第一确定单元确定的所述数学模型，确定所述第二频谱信号。
  14. 根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第二频谱信号包括第三频谱信号，所述第三频谱信号的最低频率高于所述第一频谱信号的最高频率，其中，所述第二确定单元包括：
    第一建模子单元，用于利用前向有限脉冲响应递推滤波器对所述第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达所述第一频谱信号中的高频信号的第一数学模型。
  15. 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第一建模子单元具体地用于，根据如下公式，确定所述第一数学模型
    根据如下公式，确定所述第一数学模型
    k＝1+L1...,Q
    其中，X(fk-i)为所述第一频谱信号中频率为fk-i的频率响应，f1为所述第一频谱信号的最低频率，fQ为所述第一频谱信号的最高频率，Q为第一频谱信号中的频率个数，L1为小于或等于Q/2的整数，系数向量C＝(C1,C2,...,CL1)由如下公式获得：
    其中，X(fk)为所述第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e1(fk)为建模误差，e1(fk)以p-范数测度最小为准则。
  16. 根据权利要求13至15中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二频谱信号包括第四频谱信号，所述第四频谱信号的最高频率低于所述第一 频谱信号的最低频率，其中，所述第二确定单元包括：
    第二建模子单元，利用反向有限脉冲响应递推滤波器对所述第一频谱信号进行数学建模，以获取用于表达所述第一频谱信号中的低频信号的第二数学模型。
  17. 根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述第二建模子单元具体地用于，根据如下公式，确定所述第二数学模型
    k＝1,2,...,Q-L2
    其中，X(fk+i)为所述第一频谱信号中频率为fk+i的频率响应，f1为所述第一频谱信号的最低频率，fQ为所述第一频谱信号的最高频率，Q为第一频谱信号中的频率个数，L2为小于或等于Q/2的整数，系数向量B＝(B1,B2,...,BL2)由如下公式获得：
    其中，X(fk)为所述第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e2(fk)为建模误差，e2(fk)以p-范数测度最小为准则。
  18. 根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元具体用于，采用一个有限脉冲响应递推滤波器拟合所述第一频谱信号的频率响应，以确定所述数学模型。
  19. 根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元具体用于，根据如下公式，确定所述数学模型Y(fk)：
    k＝1,2,...,Q
    其中，N等于Q，Q为第一频谱信号中的频率个数，L3为小于N的整数，系数向量C＝(C0,C1,...,CL3-1)由如下公式获得：
    e3(fk)＝X(fk)-Y(fk)
    其中，X(fk)为所述第一频谱信号中频率为fk的频率响应，e3(fk)为拟合误差，e3(fk)以p-范数测度最小为准则,f1为所述第一频谱信号的最低频率，fQ为所述第一频谱信号的最高频率。
  20. 根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述确定模块具体用于，利用群时延为-1的有限脉冲响应递推滤波器，根据所述第一频谱信号，获取所述第二频谱信号。
  21. 根据权利要求12至20中任一项所述的装置，其特征在于，所述估计模块包括：
    获取单元，用于获取所述第二频谱信号对应的时域信号；
    生成单元，用于生成所述获取单元获取的所述时域信号的时间-幅度曲线图；
    估计单元，用于根据所述生成单元生成的所述时间-幅度曲线图中波峰的位置，估计所述至少一个反射点的距离。
  22. 根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述生成单元生成的所述时间-幅度曲线图中包括的波峰的数量为S，
    所述估计单元包括：
    生成子单元，用于根据所述生成单元生成的所述时间-幅度曲线图中的第i个波峰的位置，生成第i个标准Sinc曲线，所述第i个标准Sinc曲线的主瓣在所述第i个波峰的位置上，i为1，2，…，S；
    第四确定子单元，确定所述生成子单元生成的每个标准Sinc曲线在所述第一频谱信号对应的时域信号的时间-幅度曲线图上的投影值；
    估计子单元，用于根据所述第四确定子单元确定的目标标准Sinc曲线的主瓣的位置，估计所述至少一个反射点的距离，所述目标标准Sinc曲线为S个标准Sinc曲线中投影值大于或等于预设阈值的标准Sinc曲线。
CN201580075474.5A 2015-02-16 2015-02-16 用于测距的方法和装置 Active CN107209259B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2015/073208 WO2016131184A1 (zh) 2015-02-16 2015-02-16 用于测距的方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107209259A true CN107209259A (zh) 2017-09-26
CN107209259B CN107209259B (zh) 2020-02-14

Family

ID=56691937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580075474.5A Active CN107209259B (zh) 2015-02-16 2015-02-16 用于测距的方法和装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10578729B2 (zh)
EP (1) EP3249424B1 (zh)
JP (1) JP6755876B2 (zh)
CN (1) CN107209259B (zh)
CA (1) CA2976812C (zh)
WO (1) WO2016131184A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117607848A (zh) * 2024-01-24 2024-02-27 烟台初心航空科技有限公司 基于fdr的雷达定位测距方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015115760B4 (de) * 2015-09-18 2019-06-06 Intel IP Corporation Vorrichtung und verfahren zum verringern einertiefpassfiltergruppenverzögerung
DE102017122578A1 (de) * 2017-09-28 2019-03-28 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zur Unterdrückung von Falschdetektionen, Radarsystem und Fahrerassistenzsystem
CN110095693B (zh) * 2019-05-29 2020-10-09 福州大学 一种基于换流站控制的mmc-hvdc单极接地故障综合行波测距方法
WO2021080566A1 (en) * 2019-10-22 2021-04-29 Nokia Solutions And Networks Oy Estimating delays

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003161775A (ja) * 2001-11-26 2003-06-06 Mitsubishi Electric Corp 目標検知方法およびレーダ装置
CN102203634A (zh) * 2008-10-07 2011-09-28 英维斯塔克有限公司 用于使用衰减减少的rf技术来跟踪对象中的多路径抑制的方法和系统
JP2011232045A (ja) * 2010-04-23 2011-11-17 Panasonic Electric Works Co Ltd 移動体周辺監視システム
US8232914B2 (en) * 2007-08-08 2012-07-31 Hitachi, Ltd. Radar apparatus
EP2680028A1 (de) * 2012-06-27 2014-01-01 Leica Geosystems AG Distanzmessverfahren und Distanzmesser

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5844368A (ja) * 1981-09-10 1983-03-15 Mitsubishi Electric Corp レ−ダ−のパルス圧縮装置
JPS6063479A (ja) * 1983-09-17 1985-04-11 Mitsubishi Electric Corp レ−ダのパルス圧縮装置
FR2718249B1 (fr) * 1994-04-05 1996-04-26 Thomson Csf Procédé et dispositif radar de mesure de distance.
DE19727288A1 (de) * 1997-06-27 1999-01-28 Daimler Benz Aerospace Ag Verfahren zur Abstandsmessung mittels eines FMCW-Radarsensors
DE19942665B4 (de) * 1998-09-07 2014-02-13 Denso Corporation FM-CW-Radarvorrichtung zum Messen der Entfernung zu einem Target und der relativen Geschwindigkeit des Targets
US7126526B2 (en) * 2003-08-25 2006-10-24 Lockheed Martin Corporation Phased null radar
JP4481085B2 (ja) 2004-05-28 2010-06-16 三菱電機株式会社 レーダ装置
US7472152B1 (en) * 2004-08-02 2008-12-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Accommodating fourier transformation attenuation between transform term frequencies
US9813867B2 (en) 2005-12-15 2017-11-07 Polte Corporation Angle of arrival (AOA) positioning method and system for positional finding and tracking objects using reduced attenuation RF technology
EP2131209A1 (en) * 2008-06-03 2009-12-09 Saab Ab A radar receiver and a method for processing radar returns
JP2010266400A (ja) * 2009-05-18 2010-11-25 Japan Radio Co Ltd レーダ装置
AU2011282473B2 (en) 2010-07-21 2015-09-03 Kaelus Pty Ltd Method and apparatus for locating faults in communications networks
DK2689544T3 (en) 2011-03-21 2017-12-18 Kaelus Pty Ltd SYSTEM AND DEVICE TO LOCATE ERRORS IN A CABLE NETWORK
JP2014132250A (ja) 2013-01-07 2014-07-17 Toyota Motor Corp レーダ装置
DE102013200951A1 (de) * 2013-01-22 2014-07-24 Robert Bosch Gmbh FMCW-Radar mit Abstandsbereichseinteilung
CN103323837A (zh) * 2013-06-27 2013-09-25 北京理工大学 一种基于曲线拟合的调频连续波测距方法
JP5990761B2 (ja) * 2013-10-03 2016-09-14 トヨタ自動車株式会社 レーダ装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003161775A (ja) * 2001-11-26 2003-06-06 Mitsubishi Electric Corp 目標検知方法およびレーダ装置
US8232914B2 (en) * 2007-08-08 2012-07-31 Hitachi, Ltd. Radar apparatus
CN102203634A (zh) * 2008-10-07 2011-09-28 英维斯塔克有限公司 用于使用衰减减少的rf技术来跟踪对象中的多路径抑制的方法和系统
JP2011232045A (ja) * 2010-04-23 2011-11-17 Panasonic Electric Works Co Ltd 移動体周辺監視システム
EP2680028A1 (de) * 2012-06-27 2014-01-01 Leica Geosystems AG Distanzmessverfahren und Distanzmesser

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117607848A (zh) * 2024-01-24 2024-02-27 烟台初心航空科技有限公司 基于fdr的雷达定位测距方法
CN117607848B (zh) * 2024-01-24 2024-04-09 烟台初心航空科技有限公司 基于fdr的雷达定位测距方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3249424A1 (en) 2017-11-29
US10578729B2 (en) 2020-03-03
JP2018508777A (ja) 2018-03-29
EP3249424A4 (en) 2018-01-31
US20170343660A1 (en) 2017-11-30
CA2976812A1 (en) 2016-08-25
CN107209259B (zh) 2020-02-14
JP6755876B2 (ja) 2020-09-16
EP3249424B1 (en) 2019-09-04
WO2016131184A1 (zh) 2016-08-25
CA2976812C (en) 2020-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107209259B (zh) 用于测距的方法和装置
US10598719B2 (en) Method of characterizing a section of a transmission line, in particular section corresponding to a connector or series of connectors linking a measurement apparatus to a cable
Schuet et al. A model-based probabilistic inversion framework for characterizing wire fault detection using TDR
EP2998751B1 (en) Detecting, localizing and ranking copper connectors
JP2017520750A (ja) ケーブル故障診断方法及びシステム
JP6415288B2 (ja) レーダ装置
CN104360251B (zh) 一种变压器局部放电的超声波信号时延估计方法
EP3201638B1 (fr) Procede d'analyse d'un cable, basee sur une correlation auto-adaptative, pour la detection de defauts non francs
JP5675625B2 (ja) 送信ネットワーク診断用の分散型反射率測定装置及び方法
US10359465B2 (en) Method for characterizing a soft fault in a cable
US20200124656A1 (en) Method and system for detecting an intermittent defect in a transmission line by means of filtering
US20190331727A1 (en) Method and device for analyzing faults in a transmission line network
KR101579896B1 (ko) 다중 대역 신호를 이용한 케이블 상태 분석 시스템 및 방법
CN113255137B (zh) 目标对象应变数据的处理方法、装置及存储介质
Schuet Wiring Diagnostics Via $\ell_1 $-Regularized Least Squares
Chen et al. Differences of time domain gating implementions in vector network analyzers
CN106797231B (zh) 一种补偿光时域反射仪发端信号误差的方法和装置
KR102036790B1 (ko) 계단-주파수 반사파 계측법을 이용하는 케이블 결함 평가 시스템 및 방법
Blum et al. A continuous cost function for the reconstruction of wired networks from reflection measurements
JP6230705B2 (ja) 伝送ケーブル特性測定装置及び伝送ケーブル特性測定方法
CN110764062A (zh) 基于分数阶傅里叶域滤波的多分量线性调频信号参数估计方法
CN116165486A (zh) 一种局部放电脉冲电场时域波形恢复方法及系统
RU2467383C2 (ru) Способ и устройство прогнозирования нестационарного временного ряда
Lee et al. High resolution LFMCW radar system using model-based beat frequency estimation in cable fault localization
Kafal et al. On the Diagnosis of Incipient Faults in Transmission Lines Using a Projection Approach Based on Phase Patterns

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant