CN114859297A - 桥梁振动目标检测方法及装置 - Google Patents

桥梁振动目标检测方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114859297A
CN114859297A CN202210439949.6A CN202210439949A CN114859297A CN 114859297 A CN114859297 A CN 114859297A CN 202210439949 A CN202210439949 A CN 202210439949A CN 114859297 A CN114859297 A CN 114859297A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
vibration target
bridge
doppler
range
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.)
Pending
Application number
CN202210439949.6A
Other languages
English (en)
Inventor
林赟
刘兆翌
李洋
申文杰
王彦平
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.)
North China University of Technology
Original Assignee
North China University of Technology
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 North China University of Technology filed Critical North China University of Technology
Priority to CN202210439949.6A priority Critical patent/CN114859297A/zh
Publication of CN114859297A publication Critical patent/CN114859297A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • 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
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/285—Receivers
    • G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
    • G01S7/2923—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to a number of consecutive radar periods
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
    • 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
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • 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
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/285—Receivers
    • G01S7/288—Coherent receivers
    • G01S7/2883—Coherent receivers using 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
    • G01S7/35—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

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了一种桥梁振动目标检测方法及装置，其中方法包括：采集桥梁振动目标的雷达回波信号；对所述雷达回波信号进行距离向傅里叶逆变换，得到距离压缩域信号；对所述距离压缩域信号进行慢时间方向去均值处理，得到去除零多普勒后的信号；对去除零多普勒后的信号进行慢时间方向傅里叶变换，得到距离多普勒信号；对所述距离多普勒信号进行二次峰值检测，得到桥梁振动目标的二值化矩阵；根据所述二值化矩阵，进行桥梁振动目标检测。本发明可以进行桥梁振动目标检测，优化检测性能，减小旁瓣虚警影响。

Description

桥梁振动目标检测方法及装置
技术领域
本发明涉及雷达振动信号检测技术领域，尤其涉及桥梁振动目标检测方法及装置。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
桥梁通常在运行中会产生振动，通过振动参数的测量可对桥梁的健康状况进行监测，避免事故的发生。雷达是桥梁健康监测的主要手段之一，其具有全天时全天候、非接触式、高精度形变信息获取能力，可实现大面积区域的连续监测。雷达回波信号包含相位信息，可以获取振动目标因振动带来的微小距离变化，可对振动信号的所在位置、振动频率、振动幅度等信息进行精确提取。
目前对振动点距离的检测通常是在雷达一维距离像中监测峰值点；对振动频率的检测，通常是对雷达信号的差分相位进行累积得到形变量，然后对形变量进行时频分析和检测，得到振动频率等信息。在复杂环境下，因噪声和杂波的影响，一方面，振动点并不总是出现在雷达一维距离像的峰值点；另一方面，通过差分相位累积得到的形变量可能存在跳变误差，难以进一步提取频率等振动信息。在自动检测方面，现有方法通常采用恒虚警检测算法CFAR等，这类方法能够对信号中超过阈值的信号进行自动检测，但是算法需要设定窗口、阈值等参数，参数设置较为复杂；为了得到最终的振动距离、振动频率等测量值还需要进一步采用聚类等算法；此外，雷达信号的旁瓣特性带来了虚警的影响。
因此，亟需一种可以克服上述问题的桥梁振动目标检测方案。
发明内容
本发明实施例提供一种桥梁振动目标检测方法，用以进行桥梁振动目标检测，优化检测性能，减小旁瓣虚警影响，该方法包括：
采集桥梁振动目标的雷达回波信号；
对所述雷达回波信号进行距离向傅里叶逆变换，得到距离压缩域信号；
对所述距离压缩域信号进行慢时间方向去均值处理，得到去除零多普勒后的信号；
对去除零多普勒后的信号进行慢时间方向傅里叶变换，得到距离多普勒信号；
对所述距离多普勒信号进行二次峰值检测，得到桥梁振动目标的二值化矩阵；
根据所述二值化矩阵，进行桥梁振动目标检测。
本发明实施例提供一种桥梁振动目标检测装置，用以进行桥梁振动目标检测，优化检测性能，减小旁瓣虚警影响，该装置包括：
雷达回波信号采集模块，用于采集桥梁振动目标的雷达回波信号；
距离向傅里叶逆变换模块，用于对所述雷达回波信号进行距离向傅里叶逆变换，得到距离压缩域信号；
慢时间方向去均值模块，用于对所述距离压缩域信号进行慢时间方向去均值处理，得到去除零多普勒后的信号；
慢时间方向傅里叶变换模块，用于对去除零多普勒后的信号进行慢时间方向傅里叶变换，得到距离多普勒信号；
二次峰值检测模块，用于对所述距离多普勒信号进行二次峰值检测，得到桥梁振动目标的二值化矩阵；
桥梁振动目标检测模块，用于根据所述二值化矩阵，进行桥梁振动目标检测。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述桥梁振动目标检测方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述桥梁振动目标检测方法。
本发明实施例还提供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，所述计算机程序被处理器执行时实现上述桥梁振动目标检测方法。
本发明实施例通过采集桥梁振动目标的雷达回波信号；对所述雷达回波信号进行距离向傅里叶逆变换，得到距离压缩域信号；对所述距离压缩域信号进行慢时间方向去均值处理，得到去除零多普勒后的信号；对去除零多普勒后的信号进行慢时间方向傅里叶变换，得到距离多普勒信号；对所述距离多普勒信号进行二次峰值检测，得到桥梁振动目标的二值化矩阵；根据所述二值化矩阵，进行桥梁振动目标检测。本发明实施例针对雷达振动信号的特点，直接对桥梁振动目标的雷达回波信号进行分析，无需进行形变反演，而是对雷达回波信号进行距离向傅里叶逆变换，得到距离压缩域信号；对距离压缩域信号进行慢时间方向去均值处理，得到去除零多普勒后的信号；对去除零多普勒后的信号进行慢时间方向傅里叶变换，得到距离多普勒信号，在距离多普勒域对振动目标进行自动检测，利用了周期信号在距离多普勒域的高信噪比特点，并且根据振动信号自身具有周期性、多次谐波的特点对振动目标进行检测，适用于复杂的环境，信噪比高，检测性能好。并且，对距离多普勒信号进行二次峰值检测，有效减少了旁瓣对检测结果的影响，增强了桥梁振动目标检测准确度，减小了旁瓣带来的虚警影响。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例中桥梁振动目标检测方法示意图；
图2为本发明实施例中雷达监测振动目标的几何示意图；
图3～图5为本发明具体实施例中另一桥梁振动目标检测方法示意图；
图6为本发明实施例中桥梁振动目标检测装置结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
为了进行桥梁振动目标检测，优化检测性能，减小旁瓣虚警影响，本发明实施例提供一种桥梁振动目标检测方法，如图1所示，该方法可以包括：
步骤101、采集桥梁振动目标的雷达回波信号；
步骤102、对所述雷达回波信号进行距离向傅里叶逆变换，得到距离压缩域信号；
步骤103、对所述距离压缩域信号进行慢时间方向去均值处理，得到去除零多普勒后的信号；
步骤104、对去除零多普勒后的信号进行慢时间方向傅里叶变换，得到距离多普勒信号；
步骤105、对所述距离多普勒信号进行二次峰值检测，得到桥梁振动目标的二值化矩阵；
步骤106、根据所述二值化矩阵，进行桥梁振动目标检测。
由图1所示可以得知，本发明实施例通过采集桥梁振动目标的雷达回波信号；对所述雷达回波信号进行距离向傅里叶逆变换，得到距离压缩域信号；对所述距离压缩域信号进行慢时间方向去均值处理，得到去除零多普勒后的信号；对去除零多普勒后的信号进行慢时间方向傅里叶变换，得到距离多普勒信号；对所述距离多普勒信号进行二次峰值检测，得到桥梁振动目标的二值化矩阵；根据所述二值化矩阵，进行桥梁振动目标检测。本发明实施例针对雷达振动信号的特点，直接对桥梁振动目标的雷达回波信号进行分析，无需进行形变反演，而是对雷达回波信号进行距离向傅里叶逆变换，得到距离压缩域信号；对距离压缩域信号进行慢时间方向去均值处理，得到去除零多普勒后的信号；对去除零多普勒后的信号进行慢时间方向傅里叶变换，得到距离多普勒信号，在距离多普勒域对振动目标进行自动检测，利用了周期信号在距离多普勒域的高信噪比特点，并且根据振动信号自身具有周期性、多次谐波的特点对振动目标进行检测，适用于复杂的环境，信噪比高，检测性能好。并且，对距离多普勒信号进行二次峰值检测，有效减少了旁瓣对检测结果的影响，增强了桥梁振动目标检测准确度，减小了旁瓣带来的虚警影响。
发明人发现，桥梁振动目标位置及频率检测的难点在于，桥梁通常处于复杂的环境，周边环境干扰较多，而桥梁振动信号微弱，不容易检测到发生振动的位置和频率，而且现有检测算法受雷达信号旁瓣的影响，虚警率高。基于此，本发明针对雷达振动信号的特点提出一种基于二次峰值检测的雷达振动信号检测方法。该方法直接该算法对原始雷达信号直接进行分析，无需进行形变反演，而是在距离多普勒域对振动目标位置和频率进行自动检测。该方法利用了周期信号在距离多普勒域的高信噪比特点，并且根据振动信号自身具有周期性、多次谐波的特点，对目标距离和基频进行检测，适用于复杂的环境。并且对信号进行两次峰值检测，减少了旁瓣对检测结果的影响，增强了目标检测以及基频检测的准确度。
在步骤101中，采集桥梁振动目标的雷达回波信号。
图2为雷达监测振动目标的几何示意图，雷达位置固定，P为振动目标所在位置，振动目标与雷达的距离设为R0，振动目标的振幅为A，振动信号模型可表示为：
Figure BDA0003614695570000051
其中，Ap和
Figure BDA0003614695570000052
分别为振动点的复反射系数的幅度和相位，这两个参数对同一个目标来说是常数，与检测方法的推导无关，后文中将省略。f为快时间频率，τ为慢时间，A为目标振幅，fv为目标振动频率，C为光速。
在步骤102中，对所述雷达回波信号进行距离向傅里叶逆变换，得到距离压缩域信号。
具体实施时，对回波信号S按如下方式进行距离向傅里叶逆变换，获得距离压缩域信号S1(t,τ)：
Figure BDA0003614695570000053
其中，t为快时间，fc为发射信号中心频率，Br为发射信号带宽，sinc为sinc函数，t0表示信号从目标返回的时间延时，由于振动点的振动，延时是关于慢时间τ的函数，t0的表达式为：
t0(τ)＝2(R0+Acos(2πfvτ))/C。
在步骤103中，对所述距离压缩域信号进行慢时间方向去均值处理，得到去除零多普勒后的信号。
具体实施时，对距离压缩域信号S1进行慢时间方向去均值处理，得到信号S2，其表达式为：
Figure BDA0003614695570000054
在步骤104中，对去除零多普勒后的信号进行慢时间方向傅里叶变换，得到距离多普勒信号。
具体实施时，对信号S2做慢时间方向的傅里叶变化，得到距离多普勒信号S3，其表达式为：
Figure BDA0003614695570000061
其中，fτ为多普勒频率。因信号关于零多普勒对称，只对fτ≥0的距离多普勒信号进行后续操作。
在步骤105中，对所述距离多普勒信号进行二次峰值检测，得到桥梁振动目标的二值化矩阵。
在一个实施例中，如图3所示，对所述距离多普勒信号进行二次峰值检测，得到桥梁振动目标的二值化矩阵，包括：
步骤301、对所述距离多普勒信号中的每个像素，将所述像素的幅度值与相邻的预设数量像素的幅度值进行比较，根据比较的结果得到第一次峰值检测的二值化矩阵，所述第一次峰值检测的二值化矩阵中包含多个峰值；
步骤302、对第一次峰值检测的二值化矩阵中包含的每个峰值，将所述峰值的幅度值与同一行相邻的预设数量峰值的幅度值以及同一列相邻的预设数量峰值的幅度值进行比较，根据比较的结果得到第二次峰值检测的二值化矩阵，将所述第二次峰值检测的二值化矩阵作为桥梁振动目标的二值化矩阵。
具体实施时，距离多普勒信号S3的离散形式记为S3(m,n)，其中，m＝1,2,...,M为快时间离散点索引，n＝1,2,...,N为多普勒频率离散点索引。索引与距离R、频率fτ的关系为：
R(m)＝(tmin+dt·(m-1))·C/2
和
fτ(n)＝dfτ·(n-1)
其中，tmin为回波数据接收窗起始相对于信号发射时刻的延时，dt为快时间间隔，dfτ为多普勒频率间隔，多普勒频率从零频开始。
对每个像素与相邻的4个像素的幅度值进行比较，如果该值最大，则该像素标记为1，否则为0，边缘像素均标记为0，表达式如下：
G1(m,n)＝(|S3(m,n)|＞|S3(m+1,n)|)&(|S3(m,n)|＞|S3(m-1,n)|)&(|S3(m,n)|＞|S3(m,n+1)|)&(|S3(m,n)|＞|S3(m,n-1)|)
其中，G1(m,n)为第一次峰值检测二值化矩阵，在这一步骤中所有峰值，包括旁瓣峰值都将被标记为1。
对检测到的每一个峰值与同一行左右相邻的2个峰值以及同一列前后相邻的2个峰值的幅度进行比较，若该峰值的幅度值最大则标记1，否则为0。通过本步骤操作得到第二次峰值检测二值化矩阵G2(m,n)。
在步骤106中，根据所述二值化矩阵，进行桥梁振动目标检测。
在一个实施例中，如图4所示，根据所述二值化矩阵，进行桥梁振动目标检测，包括：
步骤401、保留所述二值化矩阵中每行数据的第一个非零值，得到只包含基频的二值化矩阵；
步骤402、根据所述只包含基频的二值化矩阵，以及索引与振动信息对应关系，进行桥梁振动目标检测。
在本实施例中，如图5所示，所述索引与振动信息对应关系包括：行索引与振动目标距离信息对应关系以及列索引与振动信号频率信息对应关系；
根据所述只包含基频的二值化矩阵，以及索引与振动信息对应关系，进行桥梁振动目标检测，包括：
步骤501、根据所述只包含基频的二值化矩阵以及行索引与振动目标距离信息对应关系，提取振动目标距离信息；
步骤502、根据所述只包含基频的二值化矩阵以及列索引与振动信号频率信息对应关系，提取振动信号频率信息。
在本实施例中，所述行索引与振动目标距离信息对应关系为：
R(m)＝(tmin+dt·(m-1))·C/2
其中，tmin为回波数据接收窗起始相对于信号发射时刻的延时，dt为快时间间隔，m＝1,2,...,M为快时间离散点的行索引。
在本实施例中，所述列索引与振动信号频率信息对应关系为：
fτ(n)＝dfτ·(n-1)
其中，dfτ为多普勒频率间隔，多普勒频率从零频开始，n＝1,2,...,N为多普勒频率离散点的列索引。
具体实施时，对第二次峰值检测二值化矩阵G2(m,n)按行处理，每行中只保留第一个非零值，其他都置0，因为第一个非零值为基频，其他非零值为谐频。该处理后得到只包含基频的二值化矩阵G3(m,n)。G3(m,n)中非零值对应的行索引对应于距离，列索引对应于振动频率，进而根据只包含基频的二值化矩阵以及行索引与振动目标距离信息对应关系，提取振动目标距离信息；根据只包含基频的二值化矩阵以及列索引与振动信号频率信息对应关系，提取振动信号频率信息。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种桥梁振动目标检测装置，如下面的实施例所述。由于这些解决问题的原理与桥梁振动目标检测方法相似，因此桥梁振动目标检测装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
图6为本发明实施例中桥梁振动目标检测装置的结构图，如图6所示，该桥梁振动目标检测装置包括：
雷达回波信号采集模块601，用于采集桥梁振动目标的雷达回波信号；
距离向傅里叶逆变换模块602，用于对所述雷达回波信号进行距离向傅里叶逆变换，得到距离压缩域信号；
慢时间方向去均值模块603，用于对所述距离压缩域信号进行慢时间方向去均值处理，得到去除零多普勒后的信号；
慢时间方向傅里叶变换模块604，用于对去除零多普勒后的信号进行慢时间方向傅里叶变换，得到距离多普勒信号；
二次峰值检测模块605，用于对所述距离多普勒信号进行二次峰值检测，得到桥梁振动目标的二值化矩阵；
桥梁振动目标检测模块606，用于根据所述二值化矩阵，进行桥梁振动目标检测。
基于前述发明构思，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述桥梁振动目标检测方法。
基于前述发明构思，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述桥梁振动目标检测方法。
本发明实施例还提供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，所述计算机程序被处理器执行时实现上述桥梁振动目标检测方法。
本发明实施例通过采集桥梁振动目标的雷达回波信号；对所述雷达回波信号进行距离向傅里叶逆变换，得到距离压缩域信号；对所述距离压缩域信号进行慢时间方向去均值处理，得到去除零多普勒后的信号；对去除零多普勒后的信号进行慢时间方向傅里叶变换，得到距离多普勒信号；对所述距离多普勒信号进行二次峰值检测，得到桥梁振动目标的二值化矩阵；根据所述二值化矩阵，进行桥梁振动目标检测。本发明实施例针对雷达振动信号的特点，直接对桥梁振动目标的雷达回波信号进行分析，无需进行形变反演，而是对雷达回波信号进行距离向傅里叶逆变换，得到距离压缩域信号；对距离压缩域信号进行慢时间方向去均值处理，得到去除零多普勒后的信号；对去除零多普勒后的信号进行慢时间方向傅里叶变换，得到距离多普勒信号，在距离多普勒域对振动目标进行自动检测，利用了周期信号在距离多普勒域的高信噪比特点，并且根据振动信号自身具有周期性、多次谐波的特点对振动目标进行检测，适用于复杂的环境，信噪比高，检测性能好。并且，对距离多普勒信号进行二次峰值检测，有效减少了旁瓣对检测结果的影响，增强了桥梁振动目标检测准确度，减小了旁瓣带来的虚警影响。
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。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种桥梁振动目标检测方法，其特征在于，包括：
采集桥梁振动目标的雷达回波信号；
对所述雷达回波信号进行距离向傅里叶逆变换，得到距离压缩域信号；
对所述距离压缩域信号进行慢时间方向去均值处理，得到去除零多普勒后的信号；
对去除零多普勒后的信号进行慢时间方向傅里叶变换，得到距离多普勒信号；
对所述距离多普勒信号进行二次峰值检测，得到桥梁振动目标的二值化矩阵；
根据所述二值化矩阵，进行桥梁振动目标检测。
2.如权利要求1所述的桥梁振动目标检测方法，其特征在于，对所述距离多普勒信号进行二次峰值检测，得到桥梁振动目标的二值化矩阵，包括：
对所述距离多普勒信号中的每个像素，将所述像素的幅度值与相邻的预设数量像素的幅度值进行比较，根据比较的结果得到第一次峰值检测的二值化矩阵，所述第一次峰值检测的二值化矩阵中包含多个峰值；
对第一次峰值检测的二值化矩阵中包含的每个峰值，将所述峰值的幅度值与同一行相邻的预设数量峰值的幅度值以及同一列相邻的预设数量峰值的幅度值进行比较，根据比较的结果得到第二次峰值检测的二值化矩阵，将所述第二次峰值检测的二值化矩阵作为桥梁振动目标的二值化矩阵。
3.如权利要求1所述的桥梁振动目标检测方法，其特征在于，根据所述二值化矩阵，进行桥梁振动目标检测，包括：
保留所述二值化矩阵中每行数据的第一个非零值，得到只包含基频的二值化矩阵；
根据所述只包含基频的二值化矩阵，以及索引与振动信息对应关系，进行桥梁振动目标检测。
4.如权利要求3所述的桥梁振动目标检测方法，其特征在于，所述索引与振动信息对应关系包括：行索引与振动目标距离信息对应关系以及列索引与振动信号频率信息对应关系；
根据所述只包含基频的二值化矩阵，以及索引与振动信息对应关系，进行桥梁振动目标检测，包括：
根据所述只包含基频的二值化矩阵以及行索引与振动目标距离信息对应关系，提取振动目标距离信息；
根据所述只包含基频的二值化矩阵以及列索引与振动信号频率信息对应关系，提取振动信号频率信息。
5.如权利要求4所述的桥梁振动目标检测方法，其特征在于，所述行索引与振动目标距离信息对应关系为：
R(m)＝(tmin+dt·(m-1))·C/2
其中，tmin为回波数据接收窗起始相对于信号发射时刻的延时，dt为快时间间隔，m＝1,2,...,M为快时间离散点的行索引。
6.如权利要求4所述的桥梁振动目标检测方法，其特征在于，所述列索引与振动信号频率信息对应关系为：
fτ(n)＝dfτ·(n-1)
其中，dfτ为多普勒频率间隔，多普勒频率从零频开始，n＝1,2,...,N为多普勒频率离散点的列索引。
7.一种桥梁振动目标检测装置，其特征在于，包括：
雷达回波信号采集模块，用于采集桥梁振动目标的雷达回波信号；
距离向傅里叶逆变换模块，用于对所述雷达回波信号进行距离向傅里叶逆变换，得到距离压缩域信号；
慢时间方向去均值模块，用于对所述距离压缩域信号进行慢时间方向去均值处理，得到去除零多普勒后的信号；
慢时间方向傅里叶变换模块，用于对去除零多普勒后的信号进行慢时间方向傅里叶变换，得到距离多普勒信号；
二次峰值检测模块，用于对所述距离多普勒信号进行二次峰值检测，得到桥梁振动目标的二值化矩阵；
桥梁振动目标检测模块，用于根据所述二值化矩阵，进行桥梁振动目标检测。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6任一所述方法。
9.一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存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一所述方法。
10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一所述方法。
CN202210439949.6A 2022-04-25 2022-04-25 桥梁振动目标检测方法及装置 Pending CN114859297A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210439949.6A CN114859297A (zh) 2022-04-25 2022-04-25 桥梁振动目标检测方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210439949.6A CN114859297A (zh) 2022-04-25 2022-04-25 桥梁振动目标检测方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114859297A true CN114859297A (zh) 2022-08-05

Family

ID=82633155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210439949.6A Pending CN114859297A (zh) 2022-04-25 2022-04-25 桥梁振动目标检测方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114859297A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116990773A (zh) * 2023-09-27 2023-11-03 广州辰创科技发展有限公司 基于自适应门限的低慢小目标检测方法、装置和存储介质

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116990773A (zh) * 2023-09-27 2023-11-03 广州辰创科技发展有限公司 基于自适应门限的低慢小目标检测方法、装置和存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111142086B (zh) 一种pd雷达幅度抖动抑制方法、时间抖动检测方法及系统
CN110907929B (zh) 一种基于双门限检测的车载雷达目标检测方法及装置
CN111856420A (zh) 一种多普勒雷达多目标检测方法
CN109932695A (zh) 一种提高目标物识别速度的方法及装置
CN106526566A (zh) 基于fpga高速预处理的信号脉内特征实时分析处理方法
CN106093895B (zh) 一种脉冲多普勒雷达幅度抖动的估计方法
CN114859297A (zh) 桥梁振动目标检测方法及装置
CN110806566B (zh) 采用多窗联合进行雷达目标检测的方法、装置及雷达系统
CN114325740A (zh) 一种应用于激光多普勒测速仪的速度测量方法与系统
CN114660585A (zh) 噪底估计值的确定方法、装置、电子设备和存储介质
CN110361723B (zh) 多普勒雷达运动目标的时频特征提取方法
CN116299303B (zh) 速度解模糊方法、装置、雷达设备及存储介质
CN113093168A (zh) 测距测速方法、装置、雷达及可读存储介质
CN108765832B (zh) 一种入侵检测方法及装置
TW202030496A (zh) 訊號處理方法
CN115345216A (zh) 一种融合先验信息的fmcw雷达干扰消除方法
CN112083405B (zh) 一种基于混合波形的目标检测方法及相关装置
CN114594442A (zh) 一种时频域矩阵联合匹配的极高频回波处理方法及系统
JP2970950B2 (ja) 閾値決定手段を有する車間距離測定装置
CN113945917A (zh) 一种对象的目标速度的确定方法、装置、车辆及存储介质
CN113569695A (zh) 基于双谱三特征的海面目标检测方法及系统
US11835649B2 (en) Method and apparatus for radar signal processing using convolutional neural network
CN112363133A (zh) 一种基于多普勒雷达的目标检测方法、介质及装置
CN108872954B (zh) 基于同一周期内相关处理的恒虚警检测方法
CN116299299B (zh) 速度解模糊方法、装置、雷达设备及存储介质

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