[发明专利]高速弹丸回波信号的起始参数提取方法及装置

说明书

本发明适用于雷达信号处理技术领域，提供了一种高速弹丸回波信号的起始参数提取方法及装置，该方法包括：接收弹丸射出时反射的回波信号；对所述回波信号进行预处理，得到二维时频域信号；计算所述二维时频域信号中的每帧信号的短时能量，以及计算每帧信号的短时谱熵；根据所述每帧信号的短时能量和所述每帧信号的短时谱熵的乘积，得到每帧信号的能量谱熵积；逐帧检测所述每帧信号的能量谱熵积，确定弹丸信号的起始时刻。本实施例中可以通过能量谱熵积准确测量弹丸信号的起始时刻，且产生误差不会在多发弹丸间进行累积。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种高速弹丸回波信号的起始参数提取方法及装置。

背景技术

弹丸超高速连续发射时，由于炮口附近强烈的火焰噪声以及炮管抖动，测速雷达并不在弹丸出膛瞬间直接测量初速度，而是通过测量弹丸飞行弹道上若干点的速度，进行数据外推得到弹丸出膛时刻的初速度。因此，弹丸出膛时刻是弹丸初速测量的关键参数之一，其精度直接决定弹丸初速度的测量精度。传统的弹丸出膛时刻获取方法主要有：磁性物体线圈感应法，红外探测法等方法。

然而，采用磁性物体线圈感应法时，对雷达架设固定技术要求高，在火炮射击时线圈易受损，每发弹丸需磁化，使得成本较高、操作不便且数据测量精度较低；采用红外探测法时，高射速连发火炮的火焰噪声容易产生误启动，导致数据测量精度较低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种高速弹丸回波信号的起始参数提取方法及装置，旨在解决现有技术中测量弹丸出膛时刻时，操作繁琐，测量精度较低的问题。

为实现上述目的，本发明实施例的第一方面提供了一种高速弹丸回波信号的起始参数提取方法，在高速弹丸发射炮口的侧面前端预设距离处设置一部膛时刻测定雷达，包括：

接收弹丸射出时反射的回波信号；

对所述回波信号进行预处理，得到二维时频域信号；

计算所述二维时频域信号中的每帧信号的短时能量，以及计算每帧信号的短时谱熵；

根据所述每帧信号的短时能量和所述每帧信号的短时谱熵的乘积，得到每帧信号的能量谱熵积；

逐帧检测所述每帧信号的能量谱熵积，确定弹丸信号的起始时刻。

作为本申请另一实施例，所述对所述回波信号进行预处理，得到二维时频域信号，包括：

对所述回波信号进行短时傅里叶变换，将时域一维信号转换为时频域的二维信号；

对所述时频域二维信号进行降噪处理，得到降噪后的二维时频域信号。

作为本申请另一实施例，所述计算所述二维时频域信号中的每帧信号的短时能量，包括：

根据计算所述二维时频域信号中的每帧信号的短时能量；

其中，E(m)表示第m帧信号的短时能量，m为正整数，S(m,k)表示第m帧信号中第k个频点的频谱，k＝1,2…L-1，L表示进行短时傅里叶变换时采用的窗函数的窗口宽度。

作为本申请另一实施例，所述计算每帧信号的短时谱熵，包括：

根据所述二维时频域信号中的每帧信号中的每个频点，计算每个频点的归一化谱概率密度函数；

根据每个频点的归一化谱概率密度函数，计算每帧信号的短时谱熵。

作为本申请另一实施例，所述根据所述二维时频域信号中的每帧信号中的每个频点，计算每个频点的归一化谱概率密度函数，包括：

根据计算每个频点的归一化谱概率密度函数；

其中，p_k表示第m帧信号中每个频点的归一化谱概率密度函数。