[发明专利]一种用于提高检测精度的太赫兹脉冲回波定位方法

权利要求书

1.一种用于提高检测精度的太赫兹脉冲回波定位方法，包括如下步骤：

S100：构建太赫兹脉冲信号卷积模型；

S200：对所述太赫兹脉冲信号卷积模型离散化，获得太赫兹脉冲信号离散卷积模型；

S300：根据所述太赫兹脉冲信号离散卷积模型构建稀疏字典；

S400：根据所述稀疏字典构建稀疏解卷积凸优化模型；

S500：通过谱投影梯度法求解所述稀疏解卷积凸优化模型并输出稀疏脉冲响应序列，

且

步骤S500包括：

S501：输入初始数据脉冲响应序列h、回波信号y和正则化参数σ；

S502：参数初始化：h₀←0，r₀←y-Dh₀，k₀←-D^Tr₀，l←0，初始迭代步长α₀←0.5；

其中，h₀为脉冲响应序列初始值，P_τ[c]定义为表示一个n阶向量c在半径为τ的l₁范数投影，r₀为残差初始值，k₀为初始梯度方向，l为迭代次数，←为赋值符号，上标T为矩阵转置；

S503：计算对偶间隙δ_l←||r_l||₂-(y^Tr_l-τ||k_l||_∞)/||r_l||₂，直至精度满足要求，则停止迭代，其中，||r_l||₂为第l次迭代残差的l₂范数，l为迭代次数，r为残差，y^T为回波信号的转置，||k_l||_∞为第l次迭代梯度方向的无穷范数，k_l为第l次迭代梯度方向，δ_l为对偶间隙，τ为阈值，||·||₂是l₂范数；

S504：梯度投影搜索迭代：每次迭代过程中均搜索投影梯度路径α为搜索步长，为h的近似解，h_l为第l次迭代脉冲响应序列；

S505：更新残差若则退出线性搜索，若不满足条件，进一步减小步长，返回步骤S504，其中，j为循环变量，用于确定迭代次数，为r的近似解，l为迭代次数，L为给定的搜索长度；

S506：更新迭代：令k_l+1←-D^Tr_l+1，若Δh^TΔk≤0，则更新搜索步长α_l+1←α_max，否则令α_l+1←min{α_max,max[α_min,(Δh^TΔh)/(Δh^TΔk)]}，l←l+1；其中，Δh为相邻两次迭代脉冲响应的差值，Δh^T为Δh的转置，T为转置，Δk为相邻两次迭代梯度方向的差，α_max和α_min分别为迭代步长的最大值和最小值；

S507：输出最优解：h_opt←h_l，r_opt←r_l，h_opt和r_opt分别为稀疏脉冲响应序列最优解以及在最优解下的残差；

S600：根据所述稀疏脉冲响应序列从干扰信号中分离太赫兹回波信号，实现太赫兹回波信号定位。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S100中，所述太赫兹脉冲信号卷积模型表示为：

其中，r(t)为反射太赫兹回波信号，i(t)为太赫兹入射脉冲信号，h(t)为样品单位脉冲响应，为卷积符号，t为延迟时间，e(t)为噪声项。