雷达物位计-软件算法说明.docx

法兰距离计算

12信号加窗
信号加窗用于减小频谱泄露,
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[Z],采样点数为N （N二1199）:加窗实际上是构建一个N点的数组w[N],
将v[N]和讥N]进行点乘运算：信号加窗后的输岀数组x[N]可表示为：
x[n] = v[n] * w[n] (0 < n < AT)
(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] = — (0 < n < N)
(1-2)
布莱克曼窗
布莱克曼窗的讥N]表示如下：
w[n] = — + (0 <n<N)
(1-3)

将N (N二1199)点的数组x[N]扩展成M (M=4096)点的数组y[Mh
y[n]=
(0 < n <N)
(N<n<M)
(1-4)
. FFT 运算
对M点的数组y[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]。
1・5・频谱峰值探测
根据MATLAB信号处理工具箱中Peak Finder的算法思路：处于两个波谷间且大于波谷一立阈值
的点即为波蜂；对应的流程图为：
频谱峰值探测的输岀为波稣索引数组。
16回波筛选
有效回波必须满足一肚的位置条件和幅值条件。系统的距离分辨单元为:
(1-5)
AD = — * —
2B 4096
式中，C 一真空中光速
B 一扫频带宽
则回波的位置和幅度可以表示为:
D = AD*i-TCL
A = Y[i]
(1-6)
式中，i —波峰索引
TCL — TCL 长度
位宜条件
有效回波位宜必须处于盲区和罐底之间，将处于该范国之外的回波剔除。
幅值条件
有两种幅值条件：统一阈值、ATP阈值。统一阈值是将邮值小于某阈值的回波剔除：ATP阈值是 由位置一一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。

对回波索引数组中的每一个回波(D, Y[i]),根据该回波前后各1个点(D - AD, Y[i-1]).
(D + AD, Y[i + 1])的值，利用二次曲线拟合法估算回波的貞•实位宜为:
Do _ D + 2(Y[i-l]+Y[i+l]-2Y[i]) AD
(1-7)
回波的幅度为:
Ao =
（Do-D）（Do-D-AD）Y[i-l]-2（Do-D-AD）（Do-D+AD）Y[i]+（Do-D）（Do-D+AD）Y[i+l]
2AD2
（1-8）
1-
如果选择首回波算法，则回波跟踪过程可以用如下状态机表示:
回波列表非空
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:
跟踪窗口内有回波 /取窗口内最强回
注：如果激沾缓慢搜索，则捜索窗口初始化为跟踪窗口；否则，搜索窗口初始化为0~100m
回波跟踪的输岀为液而状态、位置和幅度匚
1・9・滤波处理
有三种滤波方法：跳跃滤波、阻尼、最小二乘法滤波；其中阻尼不能和最小二乘法滤波同时使 用，但跳跃滤波能和阻尼或最小二乘法滤波同时使用。
1）跳跃滤波
跳跃滤波用于减少液面的大幅度快速抖动，跳跃滤波用到两个参数:、 ,其算法思路如下:
如果当前液位与前一时刻液位输出值相距大flFiltThresh，跳跃滤波计数器累加；否则跳跃滤 波计数器淸零，用当前液位值作为当前时刻的输出。
如果跳跃滤波汁数器大于JFilt_Delay,用当前液位值作为当前时刻的输岀；否则用前一时刻液位 输出值作为当前时刻的输岀。
阻尼
阻尼用距离滤波因子来度呈:，施加阻尼后系统的输出为：
D； = D；一 1 + (Dn 一 * DistFiltFactor
(1-9)
式中，D；—当前时间输出值
DJ1 -前一时刻的输出值
Dn —当前时刻的测量值
DistF