雷达物位计-软件算法说明.docx

,可选择三种窗函数之一:矩形窗、汉宁窗、布莱克曼窗。假设中频信号电压采样数组为v[N],采样点数为N(N=1199);加窗实际上是构建一个N点的数组w[N],将v[N]和w[N]进行点乘运算;信号加窗后的输出数组x[N]可表示为:2𝜋𝑛2𝜋𝑛4𝜋𝑛𝑥[𝑛]=𝑣[𝑛]∗𝑤[𝑛](0≤𝑛<𝑁)(1-1)矩形窗矩形窗的w[N]是一个全1的数组,相当于对v[N]不进行加窗处理。汉宁窗汉宁窗的w[N]表示如下:𝑤[𝑛]=‒𝑐𝑜𝑠(𝑁)(0≤𝑛<𝑁)(1-2)3)布莱克曼窗布莱克曼窗的w[N]表示如下:𝑤[𝑛]=‒𝑐𝑜𝑠(𝑁)+𝑐𝑜𝑠(𝑁)(0≤𝑛<𝑁)(1-3)(N=1199)点的数组x[N]扩展成M(M=4096)点的数组y[M]:𝑦[𝑛]={𝑥[𝑛]0(0≤𝑛<𝑁)(𝑁≤𝑛<𝑀)(1-4)[M]进行实数快速傅里叶变换并求模,具体算法请参考数字信号处理相关书籍;TMS320F28335有现成的库函数RFFT_f32(RFFT_F32_STRUCT*)、RFFT_f32_mag(RFFT_F32_STRUCT*)供调用,FFT运算的输出为数组Y[M/2]。:处于两个波谷间且大于波谷一定阈值的点即为波峰;对应的流程图为:设置从波峰开始的最小值为频谱数组Y[M]首值Y[0]设置频谱数组迭代游标i=1设置从波谷开始的最大值为频谱数组Y[M]的首值Y[0]设置当前正在查找波峰设置波峰计数器N=0设置从波谷开始的最大值为Y[i]设置从波峰开始的最小值为Y[i]记录找到的波峰索引波峰计数器N加1设置从波峰开始的最小值为Y[i]设置当前正在查找波谷设置从波谷开始的最大值为Y[i]设置当前正在查找波峰返回波峰计数器Ni++开始i<M?YY[i]>从波谷开始的最大值?YY[i]<从波峰开始的最小值?YN当前正在查找波峰?YY[i]<从波谷开始的最大值一定阈值量?YN大于等于波峰索引数组大小?Y结束频谱峰值探测的输出为波峰索引数组。NY[i]>从波峰开始的最小值一定阈值量?YN𝐶2𝐵。系统的距离分辨单元为:∆𝐷=*式中,𝐶—真空中光速B—扫频带宽11994096(1-5)则回波的位置和幅度可以表示为:𝐷=∆𝐷∗𝑖‒𝑇𝐶𝐿𝐴=𝑌[𝑖]式中,i—波峰索引(1-6)𝑇𝐶𝐿—TCL长度位置条件有效回波位置必须处于盲区和罐底之间,将处于该范围之外的回波剔除。幅值条件有两种幅值条件:统一阈值、ATP阈值。统一阈值是将峰值小于某阈值的回波剔除;ATP阈值是由位置——阈值构成的一条折线,将峰值处于折线下方的回波剔除。回波筛选的输出为回波索引数组。(𝐷,𝑌[𝑖]),根据该回波前后各1个点(𝐷‒∆𝐷,𝑌[𝑖‒1])、(𝐷+∆𝐷,𝑌[𝑖+1])的值,利用二次曲线拟合法估算回波的真实位置为:𝐷0=𝐷+𝑌[𝑖‒1]‒𝑌[𝑖+1]2(𝑌[𝑖‒1]+𝑌[𝑖+1]‒2𝑌[𝑖])∗∆𝐷(1-7)回波的幅度为:液面正常液面丢失开始0𝐴=(𝐷0‒𝐷)(𝐷0‒𝐷‒∆𝐷)𝑌[𝑖‒1]‒2(𝐷0‒𝐷‒∆𝐷)(𝐷02∆𝐷‒𝐷+∆𝐷2)𝑌[𝑖]+(𝐷0‒𝐷)(𝐷0‒𝐷+∆𝐷)𝑌[𝑖+1](1-8),则回波跟踪过程可以用如下状态机表示:回波列表非空/取首回波作为液面回波回波列表非空/取首回波作为液面回波回波列表空回波列表空回波列表非空/取首回波作为液面回波回波列表空如果选择回波搜索算法,则回波跟踪过程可以用如下状态机表示: