CN111964773B - 一种基于多个交叠线性调频组的振动信号提取方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于多个交叠线性调频组的振动信号提取方法及装置，所述方法包括：基于预设分组间隔和预设分组数，将每个线性调频信号周期内的差拍信号内包含的多个快时间采样信号划分为多个快时间采样信号组；基于预设傅里叶变换算法，对每个所述快时间采样信号组内包含的快时间采样信号进行变换处理，得到与所述差拍信号对应的目标信号；基于每个所述线性调频信号周期内的所述目标信号，确定对应的多个慢时间采样序列；基于预设复信号平面圆弧拟合算法和所述慢时间采样序列，确定每个所述慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量，并基于每个所述慢时间采样序列中的目标信号以及对应的所述目标静态杂波分量，确定目标振动信号。

Description

一种基于多个交叠线性调频组的振动信号提取方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于多个交叠线性调频组的振动信号提取方法及装置。

背景技术

在现代工业中，可以通过多个振动参数指标，对机器的运行工况进行监测，而如何准确的获取振动参数指标数据，成为工业自动化监测场景中的关键问题。

目前，可以基于毫米波雷达无线测振的方法，获取机器的振动信号(如振动信号的振幅、振动频率等)，可以由毫米波雷达主动发出探测信号，并接收经由目标物体反射的信号，在根据反射信号的相位模型，计算出目标物体的振动信号，并且估计振动信号的振幅和频率。

由于反射信号中还包括来自除目标物体外的非振动物体反射的静态杂波，所以，可以通过复信号平面圆弧拟合方法对静态杂波进行消除，但是，在振动信号信噪比较低(如测量距离远、测量振幅小等)的情况下，噪音会淹没信号的圆弧特性，因此对静态杂波的消除效果差，导致振动信号提取的准确性差。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种基于多个交叠线性调频组的振动信号提取方法及装置，以解决现有技术中在对振动信号进行提取时，存在的振动信号提取准确性差的问题。

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个交叠线性调频组的振动信号提取方法，所述方法包括：

基于预设分组间隔和预设分组数，将每个线性调频信号周期内的差拍信号内包含的多个快时间采样信号划分为多个快时间采样信号组，每相邻两个所述快时间采样信号组之间具有预设数量的相同的快时间采样信号，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；

基于预设傅里叶变换算法，对每个所述快时间采样信号组内包含的快时间采样信号进行变换处理，得到与所述差拍信号对应的目标信号，所述目标信号为所述目标物体对应距离单位的信号；

基于每个所述线性调频信号周期内的所述目标信号，确定对应的多个慢时间采样序列，所述慢时间采样序列包括来自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；

基于预设复信号平面圆弧拟合算法和所述慢时间采样序列，确定每个所述慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量，并基于每个所述慢时间采样序列中的目标信号以及对应的所述目标静态杂波分量，确定目标振动信号。

可选地，所述基于预设复信号平面圆弧拟合算法和所述慢时间采样序列，确定每个所述慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量，包括：

基于预设几何距离的半径约束圆拟合算法和每个所述慢时间采样序列对应的目标半径约束，确定每个所述慢时间采样序列对应的第一静态杂波分量；

从所述每个慢时间采样序列的每个目标信号中，删除对应的所述第一静态杂波分量，得到与每个所述目标信号对应的第一信号；

确定每个所述慢时间采样序列中的目标信号在复信号平面构成的圆弧圆心朝原点方向的单位向量；

基于所述第一信号、所述每个慢时间采样序列对应的单位向量，以及所述复信号平面圆弧拟合算法，确定所述复信号平面构成的圆弧的第一圆弧半径；

在所述第一圆弧半径满足预设收敛条件的情况下，将所述第一静态杂波分量确定为所述目标静态杂波分量。

可选地，所述方法还包括：

在所述第一圆弧半径未满足所述预设收敛条件的情况下，获取与所述第一圆弧半径对应的每个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子；

基于所述第一圆弧半径，以及每个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子，确定与每个所述慢时间采样序列对应的第二圆弧半径；

基于所述第二圆弧半径，确定与每个所述慢时间采样序列对应的第一半径约束，并将所述第一半径约束确定为与每个所述慢时间采样序列对应的所述目标半径约束。

可选地，所述基于所述第一信号、所述每个慢时间采样序列对应的单位向量，以及所述复信号平面圆弧拟合算法，确定所述复信号平面构成的圆弧的第一圆弧半径，包括：

基于所述第一信号、所述每个慢时间采样序列对应的单位向量，以及公式

确定所述复信号平面构成的圆弧的第一圆弧半径，其中，p为第p个所述慢时间采用序列，P为所述慢时间采样序列的个数，n为第n个第一信号，N为所述目标信号的个数，γ为所述第一圆弧半径，∈_p为第p个所述慢时间采样序列对应的所述第一缩放因子，y_p(τ_n)为第p个所述慢时间采样序列中第n个第一信号，δ_p为第p个所述慢时间采样序列对应的所述第一平移因子，Δy_p为所述第p个慢时间采样序列的单位向量。

可选地，所述基于所述第一圆弧半径，以及每个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子，确定与每个所述慢时间采样序列对应的第二圆弧半径，包括：

将所述第一圆弧半径，以及每个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子，代入公式

确定与每个所述慢时间采样序列对应的第二圆弧半径，其中，p为第p个所述慢时间采样序列，

与第p个所述慢时间采样序列对应的第二圆弧半径，γ为所述第一圆弧半径，∈_p为第p个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子，δ_p为第p个所述慢时间采样序列对应的第一平移因子。

可选地，所述基于每个所述慢时间采样序列中的目标信号以及对应的所述目标静态杂波分量，确定目标振动信号，包括：

基于每个所述慢时间采样序列中的目标信号以及对应的所述目标静态杂波分量，确定每个所述慢时间采样序列对应的第一振动信号；

在所述第一振动信号的数量大于预设数量阈值的情况下，根据预设四分位数均值算法和所述第一振动信号，确定所述目标振动信号。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于多个交叠线性调频组的振动信号提取装置，所述装置包括：

信号分组模块，用于基于预设分组间隔和预设分组数，将每个线性调频信号周期内的差拍信号内包含的多个快时间采样信号划分为多个快时间采样信号组，每相邻两个所述快时间采样信号组之间具有预设数量的相同的快时间采样信号，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；

信号转换模块，用于基于预设傅里叶变换算法，对每个所述快时间采样信号组内包含的快时间采样信号进行变换处理，得到与所述差拍信号对应的目标信号，所述目标信号为所述目标物体对应距离单位的信号；

序列确定模块，用于基于每个所述线性调频信号周期内的所述目标信号，确定对应的多个慢时间采样序列，所述慢时间采样序列包括来自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；

信号确定模块，用于基于预设复信号平面圆弧拟合算法和所述慢时间采样序列，确定每个所述慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量，并基于每个所述慢时间采样序列中的目标信号以及对应的所述目标静态杂波分量，确定目标振动信号。

可选地，所述信号确定模块，用于：

基于预设几何距离的半径约束圆拟合算法和每个所述慢时间采样序列对应的目标半径约束，确定每个所述慢时间采样序列对应的第一静态杂波分量；

从所述每个慢时间采样序列的每个目标信号中，删除对应的所述第一静态杂波分量，得到与每个所述目标信号对应的第一信号；

确定每个所述慢时间采样序列中的目标信号在复信号平面构成的圆弧圆心朝原点方向的单位向量；

基于所述第一信号、所述每个慢时间采样序列对应的单位向量，以及所述复信号平面圆弧拟合算法，确定所述复信号平面构成的圆弧的第一圆弧半径；

在所述第一圆弧半径满足预设收敛条件的情况下，将所述第一静态杂波分量确定为所述目标静态杂波分量。

可选地，所述装置还包括：

获取模块，用于在所述第一圆弧半径未满足所述预设收敛条件的情况下，获取与所述第一圆弧半径对应的每个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子；

半径确定模块，用于基于所述第一圆弧半径，以及每个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子，确定与每个所述慢时间采样序列对应的第二圆弧半径；

约束确定模块，用于基于所述第二圆弧半径，确定与每个所述慢时间采样序列对应的第一半径约束，并将所述第一半径约束确定为与每个所述慢时间采样序列对应的所述目标半径约束。

可选地，所述信号确定模块，用于：

基于所述第一信号、所述每个慢时间采样序列对应的单位向量，以及公式

确定所述复信号平面构成的圆弧的第一圆弧半径，其中，p为第p个所述慢时间采用序列，P为所述慢时间采样序列的个数，n为第n个第一信号，N为所述目标信号的个数，γ为所述第一圆弧半径，∈_p为第p个所述慢时间采样序列对应的所述第一缩放因子，y_p(τ_n)为第p个所述慢时间采样序列中第n个第一信号，δ_p为第p个所述慢时间采样序列对应的所述第一平移因子，Δy_p为所述第p个慢时间采样序列的单位向量。

可选地，所述半径确定模块，用于：

将所述第一圆弧半径，以及每个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子，代入公式

确定与每个所述慢时间采样序列对应的第二圆弧半径，其中，p为第p个所述慢时间采样序列，

与第p个所述慢时间采样序列对应的第二圆弧半径，γ为所述第一圆弧半径，∈_p为第p个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子，δ_p为第p个所述慢时间采样序列对应的第一平移因子。

可选地，所述信号确定模块，用于：

基于每个所述慢时间采样序列中的目标信号以及对应的所述目标静态杂波分量，确定每个所述慢时间采样序列对应的第一振动信号；

在所述第一振动信号的数量大于预设数量阈值的情况下，根据预设四分位数均值算法和所述第一振动信号，确定所述目标振动信号。

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个交叠线性调频组的振动信号提取方法的步骤。

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个交叠线性调频组的振动信号提取方法的步骤。

由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例基于预设分组间隔和预设分组数，将每个线性调频信号周期内的差拍信号内包含的多个快时间采样信号划分为多个快时间采样信号组，每相邻两个快时间采样信号组之间具有预设数量的相同的快时间采样信号，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，基于预设傅里叶变换算法，对每个快时间采样信号组内包含的快时间采样信号进行变换处理，得到与差拍信号对应的目标信号，目标信号为目标物体对应距离单位的信号，基于每个线性调频信号周期内的目标信号，确定对应的多个慢时间采样序列，慢时间采样序列包括来自不同的线性调频信号周期的、且采样时间等效的目标信号，基于预设复信号平面圆弧拟合算法和慢时间采样序列，确定每个慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量，并基于每个慢时间采样序列中的目标信号以及对应的目标静态杂波分量，确定目标振动信号。这样，由于多个快时间采样信号组包含的差拍信号的起始频率不同，但又包含相互交叠的差拍信号，即可以将对目标物体振动的一路观测，转换为对目标物体振动的多路观测，而这些多路观测具备多样性、等效同步等特征，因此，可以提高在低信噪比的情况下，基于复信号平面圆弧拟合算法对静态杂波分量的消除的准确性，即可以提高对目标振动信号的提取的准确性。

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个交叠线性调频组的振动信号提取方法的流程示意图；

图2为本发明一种慢时间采样序列的确定方法的示意图；

图3为本发明一种慢时间采样序列在复信号平面构成的圆弧的示意图；

图4为本发明另一种基于多个交叠线性调频组的振动信号提取方法的流程示意图；

图5为本发明一种对比结果的示意图；

图6为本发明另一种对比结果的示意图；

图7为本发明一种基于多个交叠线性调频组的振动信号提取装置的结构示意图；

图8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个交叠线性调频组的振动信号提取方法及装置。

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个交叠线性调频组的振动信号提取方法，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，基于预设分组间隔和预设分组数，将每个线性调频信号周期内的差拍信号包含的多个快时间采样信号划分为多个快时间采样信号组。

其中，预设分组间隔可以是根据线性调频信号周期内包含的差拍信号内包含的快时间采样信号的个数确定的任意分组间隔，预设分组数可以是任意分组数，每相邻两个快时间采样信号组之间可以具有预设数量的相同的快时间采样信号，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。

在实施中，在现代工业中，可以通过多个振动参数指标，对机器的运行工况进行监测，而如何准确的获取振动参数指标数据，成为工业自动化监测场景中的关键问题。

目前，可以基于毫米波雷达无线测振的方法，获取机器的振动信号(如振动信号的振幅、振动频率等)，可以由毫米波雷达主动发出探测信号，并接收经由目标物体反射的信号，在根据反射信号的相位模型，计算出目标物体的振动信号，并且估计振动信号的振幅和频率。由于反射信号中还包括来自除目标物体外的非振动物体反射的静态杂波，所以，可以通过复信号平面圆弧拟合方法对静态杂波进行消除，但是，在振动信号信噪比较低(如测量距离远、测量振幅小等)的情况下，噪音会淹没信号的圆弧特性，因此对静态杂波的消除效果差，导致振动信号提取的准确性差。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具有持线性调频的特性，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(即差拍信号)，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。

服务器可以获取每个线性调频信号周期内的多个差拍信号，然后服务器可以根据预设分组间隔和预设分组数，将差拍信号的所有快时间采样信号划分为多个快时间采样信号组。例如，每个线性调频周期内假设包含50个差拍信号快时间采样信号，预设分组数为4，预设分组间隔为10，对应每20个差拍信号快时间采样信号为一组，则服务器可以将每个线性调频周期内的差拍信号快时间采样信号划分为4个快时间采样信号组，其中，第1个快时间采样信号组可以包含第1个到第20个差拍信号快时间采样信号，第2个快时间采样信号组可以包含第11个到第30个差拍信号快时间采样信号，第3个快时间采样信号组可以包含第21个到第40个差拍信号快时间采样信号，第4个快时间采样信号组可以包含第31个到第50个差拍信号快时间采样信号。这样，每相邻两个快时间采样信号组之间具有10个相同的快时间采样信号。

在S104中，基于预设傅里叶变换算法，对每个快时间采样信号组内包含的快时间采样信号进行变换处理，得到与差拍信号对应的目标信号。

其中，目标信号可以为目标物体对应距离单位的信号。

在实施中，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，得到差拍信号的频率谱，并根据公式

将频率谱转换为距离谱，即得到对应的目标信号，其中，t为时间，c为光速，ΔF为每个线性调频信号周期内的差拍信号的频率，K为线性调频信号周期内发送信号的频率线性变化斜率。

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，

T为线性变化总时长。若将R(t)表示为R(t)＝R+x(t)，其中，x(t)为上述微小振动信号(即亚毫米级甚至微米级的振动信号)的时变位移表示，R为时不变的常量部分，则可以得出x(t)＜＜δR。假设初始时刻为0，则后续任意时刻可以表达为τT+t，其中，T为线性变化总时长，τ为慢时间，慢时间的基本单位为T，t为快时间，快时间t∈[0，T)。由于T极短，通常为100μs，因此，可以假设目标物体在一个线性调频信号周期内的位移可以忽略，即

第τ个周期线性调频信号周期的差拍信号可以表达为

0≤t＜T，其中，α为预设路径损耗衰减因子，j为虚数单位。可以基于预设傅里叶变化算法，对差拍信号进行处理，得到对应的目标信号中的振动信号的动态反射。

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

其中，

即为随时间不变的静态杂波分量，

为目标信号中的振动信号的动态反射。

在S106中，基于每个线性调频信号周期内的目标信号，确定对应的多个慢时间采样序列。

其中，慢时间采样序列可以包括来自不同的线性调频信号周期的、且采样时间等效的目标信号，慢时间采样序列可以是快时间采样信号组在慢时间上对应的目标信号采样序列。

在实施中，如图2所示，每个快时间采样信号组可以包含多个快时间采样信号，服务器可以根据快时间采样信号，确定对应的目标信号，第p个快时间采样信号组在慢时间上对应的目标信号采样序列可以为{y_p(τ₁)，…，y_p(τ_N)}，p∈[1，P]，其中，y_p(τ_N)为第p个慢时间采样序列在第N个线性调频周期内提取出的目标信号，P为快时间采样信号组的个数，也等同于慢时间采样序列的个数，N为线性调频信号周期的个数。

由于这些交叠的快时间采样信号组的起始频率是不同的(即对应的目标信号的起始频率是不同的)，采样点(即差拍信号)仅部分交叠，因此它们之间具有多样性。由于这些交叠的快时间采样信号组仅仅是对快时间采样进行分组，在慢时间上没有损失采样，因此他们的慢时间采样序列是等效同步的。

在S108中，基于预设复信号平面圆弧拟合算法和慢时间采样序列，确定每个慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量，并基于每个慢时间采样序列中的目标信号以及对应的目标静态杂波分量，确定目标振动信号。

在实施中，静态杂波分量的估计可以转换为复数平面内向量坐标求解的问题，由于在复数平面，目标信号随时间变化呈圆弧形状，因此，估计出每个慢时间采样序列包含的目标信号在复信号平面构成的圆弧的圆心坐标，就相当于得到了每个慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量。

由于每个快时间采样信号组的起始频率不同，相邻组的起始频率差是由预设分组间隔和预设分组数确定的，由于预设分组数可以认为由前者决定。所以，对于第p个慢时间采样序列，目标信号中的振动信号的动态反射，会随着静态杂波分量的改变而发生固定的相位偏移。因此慢时间采样序列在复平面构成的圆弧也会相应发生绕固定点的旋转，组合多个慢时间采样序列可以得到一个圆心角更大、弧长更长的弧。例如，假设有3个慢时间采样序列，分别为慢时间采样序列1、慢时间参与序列2以及慢时间采样序列3，由这三个慢时间采样序列在复信号平面构成的圆弧可以如图3所示，每个慢时间采样序列中的目标信号，可以由静态杂波分量以及振动信号的动态反射构成。因此多个慢时间采样序列可以优化圆拟合过程，从而提升目标振动信号提取的准确性。

服务器可以基于预设复信号平面圆弧拟合算法和慢时间采样序列，确定每个慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量。

然后服务器可以基于每个慢时间采样序列中的目标信号以及对应的目标静态杂波分量，确定每个慢时间采样序列的相位变化，在通过相位变化，反推出每个慢时间采样序列对应的振动信号，最后，服务器可以根据每个慢时间采样序列对应的振动信号，确定目标振动信号。例如，假设有2个慢时间采样序列，则可以将这两个慢时间采样序列对应的振动信号的均值，作为目标振动信号。

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，还可以多种不同的确定方法，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做具体限定。

本发明实施例提供一种基于多个交叠线性调频组的振动信号提取方法，本发明实施例基于预设分组间隔和预设分组数，将每个线性调频信号周期内的差拍信号内包含的多个快时间采样信号划分为多个快时间采样信号组，每相邻两个快时间采样信号组之间具有预设数量的相同的快时间采样信号，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，基于预设傅里叶变换算法，对每个快时间采样信号组内包含的快时间采样信号进行变换处理，得到与差拍信号对应的目标信号，目标信号为目标物体对应距离单位的信号，基于每个线性调频信号周期内的目标信号，确定对应的多个慢时间采样序列，慢时间采样序列包括来自不同的线性调频信号周期的、且采样时间等效的目标信号，基于预设复信号平面圆弧拟合算法和慢时间采样序列，确定每个慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量，并基于每个慢时间采样序列中的目标信号以及对应的目标静态杂波分量，确定目标振动信号。这样，由于多个快时间采样信号组包含的差拍信号的起始频率不同，但又包含相互交叠的差拍信号，即可以将对目标物体振动的一路观测，转换为对目标物体振动的多路观测，而这些多路观测具备多样性、等效同步等特征，因此，可以提高在低信噪比的情况下，基于复信号平面圆弧拟合算法对静态杂波分量的消除的准确性，即可以提高对目标振动信号的提取的准确性。

实施例二

如图4所示，本发明实施例提供一种基于多个交叠线性调频组的振动信号提取方法，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S402中，基于预设分组间隔和预设分组数，将每个线性调频信号周期内的差拍信号内包含的多个快时间采样信号划分为多个快时间采样信号组。

在S404中，基于预设傅里叶变换算法，对每个快时间采样信号组内包含的快时间采样信号进行变换处理，得到与差拍信号对应的目标信号。

在S406中，基于每个线性调频信号周期内的目标信号，确定对应的多个慢时间采样序列。

上述S402～S406的具体处理过程可以参见上述实施例一中的S102～S106中的相关内容，在此不再赘述。

在S408中，基于预设几何距离的半径约束圆拟合算法和每个慢时间采样序列对应的目标半径约束，确定每个慢时间采样序列对应的第一静态杂波分量。

在实施中，对于第p路慢时间采样序列Y_p＝{y_p(τ₁)，…，y_p(τ_N)}，p∈[1，P]，可以基于预设几何距离的半径约束圆拟合算法和预设的目标半径约束，确定对应的第一静态杂波分量，其中，初始的目标半径约束可以为空。

在S410中，从每个慢时间采样序列的每个目标信号中，删除对应的第一静态杂波分量，得到与每个目标信号对应的第一信号。

在实施中，可以把每一路慢时间采样序列Y_p减去第一静态杂波分量，得到

即第一信号。

在S412中，确定每个慢时间采样序列中的目标信号在复信号平面构成的圆弧圆心朝原点方向的单位向量。

在S414中，基于第一信号、每个慢时间采样序列对应的单位向量，以及复信号平面圆弧拟合算法，确定复信号平面构成的圆弧的第一圆弧半径。

在实施中，可以基于第一信号、每个慢时间采样序列对应的单位向量，以及公式

确定复信号平面构成的圆弧的第一圆弧半径，其中，p为第p个慢时间采用序列，P为慢时间采样序列的个数，n为第n个第一信号，N为目标信号的个数，γ为第一圆弧半径，∈_p为第p个慢时间采样序列对应的第一缩放因子，y_p(τ_n)为第p个慢时间采样序列中第n个第一信号，δ_p为第p个慢时间采样序列对应的第一平移因子，Δy_p为第p个慢时间采样序列构成圆弧中点指向圆弧圆心的单位向量。

服务器可以根据第一圆弧半径在迭代过程中的变化量是否小于预设变化量阈值，判断第一圆弧半径是否满足预设收敛条件。如果第一圆弧半径满足预设收敛条件，可以继续执行S416，如果第一圆弧半径未满足预设收敛条件，则可以继续执行S418。

在S416中，在第一圆弧半径满足预设收敛条件的情况下，将第一静态杂波分量确定为目标静态杂波分量。

在S418中，在第一圆弧半径未满足预设收敛条件的情况下，获取与第一圆弧半径对应的每个慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子。

在实施中，可以根据S414中的公式，获取与第一圆弧半径对应的每个慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子。

在S420中，基于第一圆弧半径，以及每个慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子，确定与每个慢时间采样序列对应的第二圆弧半径；

在实施中，将第一圆弧半径，以及每个慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子，代入公式

确定与每个慢时间采样序列对应的第二圆弧半径，其中，p为第p个慢时间采样序列，

与第p个慢时间采样序列对应的第二圆弧半径，γ为第一圆弧半径，∈_p为第p个慢时间采样序列对应的第一缩放因子，δ_p为第p个慢时间采样序列对应的第一平移因子。

在S422中，基于第二圆弧半径，确定与每个慢时间采样序列对应的第一半径约束，并将第一半径约束确定为与每个慢时间采样序列对应的目标半径约束。

在实施中，服务器可以根据第二圆弧半径，生成对应的第一半径约束，例如，第二圆弧半径为

则对应的第一半径约束可以为[r^*-Δr，r^*+Δr]，其中，Δr可以为根据第二圆弧半径生成的半径约束范围，例如，

即半径约束范围可以是第二圆弧半径的十分之一。

在S422后，可以继续执行S408，即基于预设几何距离的半径约束拟合算法，以及S422中确定的每个慢时间采样序列对应的目标半径约束，确定每个慢时间采样序列对应的第一静态杂波分量。并继续执行S412～S414，直到第一圆弧半径满足预设收敛条件。

在S424中，基于每个慢时间采样序列中的目标信号以及对应的目标静态杂波分量，确定每个慢时间采样序列对应的第一振动信号。

在实施中，服务器可以将目标信号减去对应的目标静态杂波分量，以得到每个慢时间采样序列对应的第一振动信号。

在S426中，在第一振动信号的数量大于预设数量阈值的情况下，根据预设四分位数均值算法和第一振动信号，确定目标振动信号。

在实施中，可以在振幅为15～400um，振动频率为20～200Hz，测量距离为50～300cm的情况下进行数据实验。对比方法为A为：基于圆拟合的静态杂波去除方法提取目标振动信号，对比方法B为：不考虑静态杂波去除方法提取目标振动信号。基于本发明的振动信号提取方法，在振幅提取准确度上，比对比方法A和对比方法B分别提升70.6％和87.9％(如图5所示)，在频率提取准确度上，比对比方法A和对比方法B分别提升6.7％和62.9％(如图6所示)。具体绝对误差数值上，本发明对于100um典型振幅的测量误差能控制在5um以内，频率的测量误差能控制在1Hz以内。

本发明实施例提供一种基于多个交叠线性调频组的振动信号提取方法，本发明实施例基于预设分组间隔和预设分组数，将每个线性调频信号周期内的差拍信号内包含的多个快时间采样信号划分为多个快时间采样信号组，每相邻两个快时间采样信号组之间具有预设数量的相同的快时间采样信号，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，基于预设傅里叶变换算法，对每个快时间采样信号组内包含的快时间采样信号进行变换处理，得到与差拍信号对应的目标信号，目标信号为目标物体对应距离单位的信号，基于每个线性调频信号周期内的目标信号，确定对应的多个慢时间采样序列，慢时间采样序列包括来自不同的线性调频信号周期的、且采样时间等效的目标信号，基于预设复信号平面圆弧拟合算法和慢时间采样序列，确定每个慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量，并基于每个慢时间采样序列中的目标信号以及对应的目标静态杂波分量，确定目标振动信号。这样，由于多个快时间采样信号组包含的差拍信号的起始频率不同，但又包含相互交叠的差拍信号，即可以将对目标物体振动的一路观测，转换为对目标物体振动的多路观测，而这些多路观测具备多样性、等效同步等特征，因此，可以提高在低信噪比的情况下，基于复信号平面圆弧拟合算法对静态杂波分量的消除的准确性，即可以提高对目标振动信号的提取的准确性。

实施例三

以上为本说明书实施例提供的基于多个交叠线性调频组的振动信号提取方法，基于同样的思路，本说明书实施例还提供一种基于多个交叠线性调频组的振动信号提取装置，如图7所示。

该基于多个交叠线性调频组的振动信号提取装置包括：信号分组模块701、信号转换模块702、序列确定模块703和信号确定模块704，中：

信号分组模块701，用于基于预设分组间隔和预设分组数，将每个线性调频信号周期内的差拍信号内包含的多个快时间采样信号划分为多个快时间采样信号组，每相邻两个所述快时间采样信号组之间具有预设数量的相同的快时间采样信号，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；

信号转换模块702，用于基于预设傅里叶变换算法，对每个所述快时间采样信号组内包含的快时间采样信号进行变换处理，得到与所述差拍信号对应的目标信号，所述目标信号为所述目标物体对应距离单位的信号；

序列确定模块703，用于基于每个所述线性调频信号周期内的所述目标信号，确定对应的多个慢时间采样序列，所述慢时间采样序列包括来自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；

信号确定模块704，用于基于预设复信号平面圆弧拟合算法和所述慢时间采样序列，确定每个所述慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量，并基于每个所述慢时间采样序列中的目标信号以及对应的所述目标静态杂波分量，确定目标振动信号。

本发明实施例中，所述信号确定模块704，用于：

基于预设几何距离的半径约束圆拟合算法和每个所述慢时间采样序列对应的目标半径约束，确定每个所述慢时间采样序列对应的第一静态杂波分量；

从所述每个慢时间采样序列的每个目标信号中，删除对应的所述第一静态杂波分量，得到与每个所述目标信号对应的第一信号；

确定每个所述慢时间采样序列中的目标信号在复信号平面构成的圆弧圆心朝原点方向的单位向量；

基于所述第一信号、所述每个慢时间采样序列对应的单位向量，以及所述复信号平面圆弧拟合算法，确定所述复信号平面构成的圆弧的第一圆弧半径；

在所述第一圆弧半径满足预设收敛条件的情况下，将所述第一静态杂波分量确定为所述目标静态杂波分量。

本发明实施例中，所述装置还包括：

获取模块，用于在所述第一圆弧半径未满足所述预设收敛条件的情况下，获取与所述第一圆弧半径对应的每个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子；

半径确定模块，用于基于所述第一圆弧半径，以及每个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子，确定与每个所述慢时间采样序列对应的第二圆弧半径；

约束确定模块，用于基于所述第二圆弧半径，确定与每个所述慢时间采样序列对应的第一半径约束，并将所述第一半径约束确定为与每个所述慢时间采样序列对应的所述目标半径约束。

本发明实施例中，所述信号确定模块704，用于：

基于所述第一信号、所述每个慢时间采样序列对应的单位向量，以及公式

确定所述复信号平面构成的圆弧的第一圆弧半径，其中，p为第p个所述慢时间采用序列，P为所述慢时间采样序列的个数，n为第n个第一信号，N为所述目标信号的个数，γ为所述第一圆弧半径，∈_p为第p个所述慢时间采样序列对应的所述第一缩放因子，y_p(τ_n)为第p个所述慢时间采样序列中第n个第一信号，δ_p为第p个所述慢时间采样序列对应的所述第一平移因子，Δy_p为所述第p个慢时间采样序列的单位向量。

本发明实施例中，所述半径确定模块，用于：

将所述第一圆弧半径，以及每个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子，代入公式

确定与每个所述慢时间采样序列对应的第二圆弧半径，其中，p为第p个所述慢时间采样序列，

与第p个所述慢时间采样序列对应的第二圆弧半径，γ为所述第一圆弧半径，∈_p为第p个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子，δ_p为第p个所述慢时间采样序列对应的第一平移因子。

本发明实施例中，所述信号确定模块704，用于：

基于每个所述慢时间采样序列中的目标信号以及对应的所述目标静态杂波分量，确定每个所述慢时间采样序列对应的第一振动信号；

在所述第一振动信号的数量大于预设数量阈值的情况下，根据预设四分位数均值算法和所述第一振动信号，确定所述目标振动信号。

本发明实施例提供一种基于多个交叠线性调频组的振动信号提取方法，本发明实施例基于预设分组间隔和预设分组数，将每个线性调频信号周期内的差拍信号内包含的多个快时间采样信号划分为多个快时间采样信号组，每相邻两个快时间采样信号组之间具有预设数量的相同的所述快时间采样信号，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，基于预设傅里叶变换算法，对每个快时间采样信号组内包含的快时间采样信号进行变换处理，得到与差拍信号对应的目标信号，目标信号为目标物体对应距离单位的信号，基于每个线性调频信号周期内的目标信号，确定对应的多个慢时间采样序列，慢时间采样序列包括来自不同的线性调频信号周期的、且采样时间等效的目标信号，基于预设复信号平面圆弧拟合算法和慢时间采样序列，确定每个慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量，并基于每个慢时间采样序列中的目标信号以及对应的目标静态杂波分量，确定目标振动信号。这样，由于多个快时间采样信号组包含的差拍信号的起始频率不同，但又包含相互交叠的差拍信号，即可以将对目标物体振动的一路观测，转换为对目标物体振动的多路观测，而这些多路观测具备多样性、等效同步等特征，因此，可以提高在低信噪比的情况下，基于复信号平面圆弧拟合算法对静态杂波分量的消除的准确性，即可以提高对目标振动信号的提取的准确性。

实施例四

图8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800包括但不限于：射频单元801、网络模块802、音频输出单元803、输入单元804、传感器805、显示单元806、用户输入单元807、接口单元808、存储器809、处理器810、以及电源811等部件。本领域技术人员可以理解，图8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810，用于基于预设分组间隔和预设分组数，将每个线性调频信号周期内的差拍信号内包含的多个快时间采样信号划分为多个快时间采样信号组，每相邻两个所述快时间采样信号组之间具有预设数量的相同的快时间采样信号，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；基于预设傅里叶变换算法，对每个所述快时间采样信号组内包含的快时间采样信号进行变换处理，得到与所述差拍信号对应的目标信号，所述目标信号为所述目标物体对应距离单位的信号；基于每个所述线性调频信号周期内的所述目标信号，确定对应的多个慢时间采样序列，所述慢时间采样序列包括来自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；基于预设复信号平面圆弧拟合算法和所述慢时间采样序列，确定每个所述慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量，并基于每个所述慢时间采样序列中的目标信号以及对应的所述目标静态杂波分量，确定目标振动信号。

此外，所述处理器810，还用于基于预设几何距离的半径约束圆拟合算法和每个所述慢时间采样序列对应的目标半径约束，确定每个所述慢时间采样序列对应的第一静态杂波分量；从所述每个慢时间采样序列的每个目标信号中，删除对应的所述第一静态杂波分量，得到与每个所述目标信号对应的第一信号；确定每个所述慢时间采样序列中的目标信号在复信号平面构成的圆弧圆心朝原点方向的单位向量；基于所述第一信号、所述每个慢时间采样序列对应的单位向量，以及所述复信号平面圆弧拟合算法，确定所述复信号平面构成的圆弧的第一圆弧半径；在所述第一圆弧半径满足预设收敛条件的情况下，将所述第一静态杂波分量确定为所述目标静态杂波分量。

另外，所述处理器810，还用于在所述第一圆弧半径未满足所述预设收敛条件的情况下，获取与所述第一圆弧半径对应的每个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子；基于所述第一圆弧半径，以及每个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子，确定与每个所述慢时间采样序列对应的第二圆弧半径；基于所述第二圆弧半径，确定与每个所述慢时间采样序列对应的第一半径约束，并将所述第一半径约束确定为与每个所述慢时间采样序列对应的所述目标半径约束。

此外，所述处理器810，还用于基于所述第一信号、所述每个慢时间采样序列对应的单位向量，以及公式

确定所述复信号平面构成的圆弧的第一圆弧半径，其中，p为第p个所述慢时间采用序列，P为所述慢时间采样序列的个数，n为第n个第一信号，N为所述目标信号的个数，γ为所述第一圆弧半径，∈_p为第p个所述慢时间采样序列对应的所述第一缩放因子，y_p(τ_n)为第p个所述慢时间采样序列中第n个第一信号，δ_p为第p个所述慢时间采样序列对应的所述第一平移因子，Δy_p为所述第p个慢时间采样序列的单位向量。

另外，所述处理器810，还用于将所述第一圆弧半径，以及每个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子，代入公式

确定与每个所述慢时间采样序列对应的第二圆弧半径，其中，p为第p个所述慢时间采样序列，

与第p个所述慢时间采样序列对应的第二圆弧半径，γ为所述第一圆弧半径，∈_p为第p个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子，δ_p为第p个所述慢时间采样序列对应的第一平移因子。

此外，所述处理器810，还用于基于每个所述慢时间采样序列中的目标信号以及对应的所述目标静态杂波分量，确定每个所述慢时间采样序列对应的第一振动信号；在所述第一振动信号的数量大于预设数量阈值的情况下，根据预设四分位数均值算法和所述第一振动信号，确定所述目标振动信号。

本发明实施例提供一种电子设备，本发明实施例基于预设分组间隔和预设分组数，将每个线性调频信号周期内的差拍信号内包含的多个快时间采样信号划分为多个快时间采样信号组，每相邻两个快时间采样信号组之间具有预设数量的相同的快时间采样信号，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，基于预设傅里叶变换算法，对每个快时间采样信号组内包含的快时间采样信号进行变换处理，得到与差拍信号对应的目标信号，目标信号为目标物体对应距离单位的信号，基于每个线性调频信号周期内的目标信号，确定对应的多个慢时间采样序列，慢时间采样序列包括来自不同的线性调频信号周期的、且采样时间等效的目标信号，基于预设复信号平面圆弧拟合算法和慢时间采样序列，确定每个慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量，并基于每个慢时间采样序列中的目标信号以及对应的目标静态杂波分量，确定目标振动信号。这样，由于多个快时间采样信号组包含的差拍信号的起始频率不同，但又包含相互交叠的差拍信号，即可以将对目标物体振动的一路观测，转换为对目标物体振动的多路观测，而这些多路观测具备多样性、等效同步等特征，因此，可以提高在低信噪比的情况下，基于复信号平面圆弧拟合算法对静态杂波分量的消除的准确性，即可以提高对目标振动信号的提取的准确性。

应理解的是，本发明实施例中，射频单元801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810处理；另外，将上行的数据发送给基站。通常，射频单元801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801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802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803可以将射频单元801或网络模块802接收的或者在存储器809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803还可以提供与电子设备800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803包括扬声器、蜂鸣器以及受话器等。

输入单元804用于接收音频或视频信号。输入单元804可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)8041和麦克风8042，图形处理器8041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806上。经图形处理器8041处理后的图像帧可以存储在存储器809(或其它存储介质)中或者经由射频单元801或网络模块802进行发送。麦克风8042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801发送到移动通信基站的格式输出。

电子设备800还包括至少一种传感器805，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8061的亮度，接近传感器可在电子设备800移动到耳边时，关闭显示面板8061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805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806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806可包括显示面板8061，可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板8061。

用户输入单元807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807包括触控面板8071以及其他输入设备8072。触控面板8071，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8071上或在触控面板8071附近的操作)。触控面板8071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810，接收处理器810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8071。除了触控面板8071，用户输入单元807还可以包括其他输入设备8072。具体地，其他输入设备8072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8071可覆盖在显示面板8061上，当触控面板8071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器810以确定触摸事件的类型，随后处理器810根据触摸事件的类型在显示面板8061上提供相应的视觉输出。虽然在图8中，触控面板8071与显示面板8061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8071与显示面板8061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808为外部装置与电子设备800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808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800内的一个或多个元件或者可以用于在电子设备800和外部装置之间传输数据。

存储器809可用于存储软件程序以及各种数据。存储器809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810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809内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器809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810可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器810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810中。

电子设备800还可以包括给各个部件供电的电源811(比如电池)，优选的，电源811可以通过电源管理系统与处理器810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810，存储器809，存储在存储器809上并可在所述处理器810上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器810执行时实现上述基于多个交叠线性调频组的振动信号提取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个交叠线性调频组的振动信号提取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-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，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，基于预设分组间隔和预设分组数，将每个线性调频信号周期内的差拍信号内包含的多个快时间采样信号划分为多个快时间采样信号组，每相邻两个快时间采样信号组之间具有预设数量的相同的快时间采样信号，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，基于预设傅里叶变换算法，对每个快时间采样信号组内包含的快时间采样信号进行变换处理，得到与差拍信号对应的目标信号，目标信号为目标物体对应距离单位的信号，基于每个线性调频信号周期内的目标信号，确定对应的多个慢时间采样序列，慢时间采样序列包括来自不同的线性调频信号周期的、且采样时间等效的目标信号，基于预设复信号平面圆弧拟合算法和慢时间采样序列，确定每个慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量，并基于每个慢时间采样序列中的目标信号以及对应的目标静态杂波分量，确定目标振动信号。这样，由于多个快时间采样信号组包含的差拍信号的起始频率不同，但又包含相互交叠的差拍信号，即可以将对目标物体振动的一路观测，转换为对目标物体振动的多路观测，而这些多路观测具备多样性、等效同步等特征，因此，可以提高在低信噪比的情况下，基于复信号平面圆弧拟合算法对静态杂波分量的消除的准确性，即可以提高对目标振动信号的提取的准确性。

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(flash RAM)。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(transitory media)，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。

Claims (10)

1.一种基于多个交叠线性调频组的振动信号提取方法，其特征在于，包括：

基于预设分组间隔和预设分组数，将每个线性调频信号周期内的差拍信号内包含的多个快时间采样信号划分为多个快时间采样信号组，每相邻两个所述快时间采样信号组之间具有预设数量的相同的所述快时间采样信号，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；

基于预设傅里叶变换算法，对每个所述快时间采样信号组内包含的快时间采样信号进行变换处理，得到与所述差拍信号对应的目标信号，所述目标信号为所述目标物体对应距离单位的信号；

基于每个所述线性调频信号周期内的所述目标信号，确定对应的多个慢时间采样序列，所述慢时间采样序列包括来自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；

基于预设复信号平面圆弧拟合算法和所述慢时间采样序列，确定每个所述慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量，并基于每个所述慢时间采样序列中的目标信号以及对应的所述目标静态杂波分量，确定目标振动信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预设复信号平面圆弧拟合算法和所述慢时间采样序列，确定每个所述慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量，包括：

基于预设几何距离的半径约束圆拟合算法和每个所述慢时间采样序列对应的目标半径约束，确定每个所述慢时间采样序列对应的第一静态杂波分量；

从每个所述慢时间采样序列的每个目标信号中，删除对应的所述第一静态杂波分量，得到与每个所述目标信号对应的第一信号；

确定每个所述慢时间采样序列中的目标信号在复信号平面构成的圆弧圆心朝原点方向的单位向量；

基于所述第一信号、每个所述慢时间采样序列对应的单位向量，以及所述复信号平面圆弧拟合算法，确定所述复信号平面构成的圆弧的第一圆弧半径；

在所述第一圆弧半径满足预设收敛条件的情况下，将所述第一静态杂波分量确定为所述目标静态杂波分量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述第一圆弧半径未满足所述预设收敛条件的情况下，获取与所述第一圆弧半径对应的每个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子；

基于所述第一圆弧半径，以及每个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子，确定与每个所述慢时间采样序列对应的第二圆弧半径；

基于所述第二圆弧半径，确定与每个所述慢时间采样序列对应的第一半径约束，并将所述第一半径约束确定为与每个所述慢时间采样序列对应的所述目标半径约束。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一信号、每个所述慢时间采样序列对应的单位向量，以及所述复信号平面圆弧拟合算法，确定所述复信号平面构成的圆弧的第一圆弧半径，包括：

基于所述第一信号、每个所述慢时间采样序列对应的单位向量，以及公式

确定所述复信号平面构成的圆弧的第一圆弧半径，其中，P为所述慢时间采样序列的个数，N为所述目标信号的个数，γ为所述第一圆弧半径，∈_p为第p个所述慢时间采样序列对应的所述第一缩放因子，y_p(τ_n)为第p个所述慢时间采样序列中第n个第一信号，δ_p为第p个所述慢时间采样序列对应的所述第一平移因子，Δy_p为第p个所述慢时间采样序列的单位向量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一圆弧半径，以及每个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子，确定与每个所述慢时间采样序列对应的第二圆弧半径，包括：

将所述第一圆弧半径，以及每个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子和第一平移因子，代入公式

确定与每个所述慢时间采样序列对应的第二圆弧半径，其中，

为与第p个所述慢时间采样序列对应的第二圆弧半径，γ为所述第一圆弧半径，∈_p为第p个所述慢时间采样序列对应的第一缩放因子，δ_p为第p个所述慢时间采样序列对应的第一平移因子。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每个所述慢时间采样序列中的目标信号以及对应的所述目标静态杂波分量，确定目标振动信号，包括：

基于每个所述慢时间采样序列中的目标信号以及对应的所述目标静态杂波分量，确定每个所述慢时间采样序列对应的第一振动信号；

在所述第一振动信号的数量大于预设数量阈值的情况下，根据预设四分位数均值算法和所述第一振动信号，确定所述目标振动信号。

7.一种基于多个交叠线性调频组的振动信号提取装置，其特征在于，包括：

信号分组模块，用于基于预设分组间隔和预设分组数，将每个线性调频信号周期内的差拍信号内包含的多个快时间采样信号划分为多个快时间采样信号组，每相邻两个所述快时间采样信号组之间具有预设数量的相同的快时间采样信号，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；

信号转换模块，用于基于预设傅里叶变换算法，对每个所述快时间采样信号组内包含的快时间采样信号进行变换处理，得到与所述差拍信号对应的目标信号，所述目标信号为所述目标物体对应距离单位的信号；

序列确定模块，用于基于每个所述线性调频信号周期内的所述目标信号，确定对应的多个慢时间采样序列，所述慢时间采样序列包括来自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；

信号确定模块，用于基于预设复信号平面圆弧拟合算法和所述慢时间采样序列，确定每个所述慢时间采样序列对应的目标静态杂波分量，并基于每个所述慢时间采样序列中的目标信号以及对应的所述目标静态杂波分量，确定目标振动信号。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号确定模块，用于：

基于预设几何距离的半径约束圆拟合算法和每个所述慢时间采样序列对应的目标半径约束，确定每个所述慢时间采样序列对应的第一静态杂波分量；

从每个所述慢时间采样序列的每个目标信号中，删除对应的所述第一静态杂波分量，得到与每个所述目标信号对应的第一信号；

确定每个所述慢时间采样序列中的目标信号在复信号平面构成的圆弧圆心朝原点方向的单位向量；

基于所述第一信号、每个所述慢时间采样序列对应的单位向量，以及所述复信号平面圆弧拟合算法，确定所述复信号平面构成的圆弧的第一圆弧半径；

在所述第一圆弧半径满足预设收敛条件的情况下，将所述第一静态杂波分量确定为所述目标静态杂波分量。

9.一种电子设备，其特征在于，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如权利要求1至6中任一项所述的基于多个交叠线性调频组的振动信号提取方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，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如权利要求1至6中任一项所述的基于多个交叠线性调频组的振动信号提取方法的步骤。

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