專利名稱：一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微變測(cè)量數(shù)據(jù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微變檢測(cè)領(lǐng)域，涉及一種微變測(cè)量數(shù)據(jù)處理方法。
背景技術(shù)：
微變檢測(cè)是基于微波雷達(dá)系統(tǒng)和干涉測(cè)量技術(shù)的一種檢測(cè)系統(tǒng)，其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物微小形變進(jìn)行監(jiān)測(cè)和檢測(cè)，方便于建筑物的日常維護(hù)和安全運(yùn)營。特別是近年來，高大建筑物的快速發(fā)展，更需要對(duì)這些建筑物進(jìn)行無損檢測(cè)NDT (Non-destructive Testing),微變檢測(cè)系統(tǒng)正是在這一要求下發(fā)展起來的。進(jìn)入20世紀(jì)末以后，無損檢測(cè)更是進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的時(shí)期。隨著現(xiàn)代傳感與通信技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一大批新的無損檢測(cè)方法和檢測(cè)手段，使得現(xiàn)代無損檢測(cè)正在向著智能化、快速化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展。目前比較先進(jìn)的無損檢測(cè)技術(shù)是IBIS系統(tǒng)，它是利用步進(jìn)頻率連續(xù)波雷達(dá)，將目標(biāo)物的反射信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，使用IBIS系統(tǒng)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。IBIS系統(tǒng)軟件包括IBISController數(shù)據(jù)采集軟件和IBIS Guardian數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析軟件。在IBIS系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)時(shí)，先將第一個(gè)回波采樣信號(hào)經(jīng)過IFFT，在IFFT結(jié)果中確定目標(biāo)點(diǎn)的峰值，之后計(jì)算該目標(biāo)點(diǎn)的距離和相位約；當(dāng)目標(biāo)的第二個(gè)回波的采樣數(shù)據(jù)經(jīng)過相同的計(jì)算后得相位％。得到兩次回波信號(hào)目標(biāo)點(diǎn)的相位后通過下式計(jì)算目標(biāo)物的微動(dòng)。IBIS系統(tǒng)采用軟件實(shí)現(xiàn)處理雷達(dá)回波信號(hào)。使用軟件進(jìn)行信號(hào)處理速度比較慢，效率較低，并且用軟件處理數(shù)據(jù)需要用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理終端，成本高且體積大不易攜帶。IBIS系統(tǒng)采用的是連續(xù)波雷達(dá)信號(hào)體制。連續(xù)波雷達(dá)功耗大，且接收和發(fā)送天線相互存在干擾，限制了雷達(dá)的發(fā)射功率。同時(shí)為了獲得高距離的效果，雷達(dá)信號(hào)的帶寬較大，增加了回波信號(hào)接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)難度。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題:本發(fā)明提供一種采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列進(jìn)行微變檢測(cè)數(shù)據(jù)處理，使得輸入的是基帶回波數(shù)字信號(hào)，輸出的結(jié)果是被檢測(cè)物形變量的基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微變測(cè)量數(shù)據(jù)處理方法。技術(shù)方案:本發(fā)明的基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微變測(cè)量數(shù)據(jù)處理方法，包括以下步驟:I)在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中，分別對(duì)步進(jìn)頻率脈沖雷達(dá)第一個(gè)回波的基帶數(shù)字信號(hào)和第二個(gè)回波的基帶數(shù)字信號(hào)進(jìn)行逆傅里葉變換，得到目標(biāo)物的第一個(gè)回波高分辨率一維距離像和第二個(gè)回波高分辨率一維距離像，所述逆傅里葉變換采用流水線結(jié)構(gòu)和乒乓操作；2)對(duì)所述目標(biāo)物的第一個(gè)回波高分辨率一維距離像和第二個(gè)回波高分辨率一維距離像分別進(jìn)行目標(biāo)抽取，得到目標(biāo)物的第一個(gè)回波真實(shí)一維距離像和第二個(gè)回波真實(shí)一維距離像，從而消除距離模糊現(xiàn)象，然后設(shè)置門限判決閥值，分別采用取極值的方法從所述第一個(gè)回波真實(shí)一維距離像和第二個(gè)回波真實(shí)一維距離像中提取散射點(diǎn)，得到目標(biāo)物的第一個(gè)回波散射點(diǎn)和第二個(gè)回波散射點(diǎn)；3)在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中，采用流水線形式實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)計(jì)算機(jī)算法，分別提取出目標(biāo)物的第一個(gè)回波散射點(diǎn)和第二個(gè)回波散射點(diǎn)的相位，然后計(jì)算出每個(gè)目標(biāo)物的第一個(gè)回波散射點(diǎn)和第二個(gè)回波散射點(diǎn)的相位差，最后利用下述公式得出目標(biāo)物的位移:
權(quán)利要求
1.一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微變測(cè)量數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 1)在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中，分別對(duì)步進(jìn)頻率脈沖雷達(dá)第一個(gè)回波的基帶數(shù)字信號(hào)和第二個(gè)回波的基帶數(shù)字信號(hào)進(jìn)行逆傅里葉變換，得到目標(biāo)物的第一個(gè)回波高分辨率一維距離像和第二個(gè)回波高分辨率一維距離像，所述逆傅里葉變換采用流水線結(jié)構(gòu)和乒乓操作； 2)對(duì)所述目標(biāo)物的第一個(gè)回波高分辨率一維距離像和第二個(gè)回波高分辨率一維距離像分別進(jìn)行目標(biāo)抽取，得到目標(biāo)物的第一個(gè)回波真實(shí)一維距離像和第二個(gè)回波真實(shí)一維距離像，從而消除距離模糊現(xiàn)象，然后設(shè)置門限判決閥值，分別采用取極值的方法從所述第一個(gè)回波真實(shí)一維距離像和第二個(gè)回波真實(shí)一維距離像中提取散射點(diǎn)，得到目標(biāo)物的第一個(gè)回波散射點(diǎn)和第二個(gè)回波散射點(diǎn)； 3)在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中，采用流水線形式實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)計(jì)算機(jī)算法，分別提取出目標(biāo)物的第一個(gè)回波散射點(diǎn)和第二個(gè)回波散射點(diǎn)的相位，然后計(jì)算出每個(gè)目標(biāo)物的第一個(gè)回波散射點(diǎn)和第二個(gè)回波散射點(diǎn)的相位差，最后利用下述公式得出目標(biāo)物的位移:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微變測(cè)量數(shù)據(jù)處理方法，分別對(duì)第一個(gè)回波信號(hào)和第二個(gè)回波信號(hào)進(jìn)行IFFT，以得到目標(biāo)物的高分辨率一維距離像；使用目標(biāo)抽取算法消除距離模糊現(xiàn)象，然后設(shè)置門限判決閥值，提取目標(biāo)物的散射點(diǎn)；運(yùn)用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)計(jì)算機(jī)算法，提取出目標(biāo)物散射點(diǎn)的相位，然后計(jì)算出相位差，最后得出目標(biāo)物體的位移。本發(fā)明方法節(jié)約成本，減小微變檢測(cè)系統(tǒng)體積，節(jié)約功耗，結(jié)果精度更高。
文檔編號(hào)G01S7/41GK103207391SQ20131013984
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者徐平平, 顏小超, 黃航, 李雷, 汪淼 申請(qǐng)人:東南大學(xué)