[发明专利]一种基于毫米波雷达的振动检测方法及终端

权利要求书

1.一种基于毫米波雷达的振动检测方法，其特征在于，步骤如下：

1)对振动物体进行定位与辨别：通过距离傅里叶变换对物体进行粗粒度的定位，再通过Chirp-z变换对粗粒度定位后的物体进行细粒度的定位，并使用到达角度测量方法识别出的若干个物体在二维平面上的位置，通过多普勒傅里叶变换对所述物体进行筛选，选取出测振目标物体集合，针对集合中的物体，获取原始信号序列；

2)针对步骤1)中获取的原始信号序列，在IQ平面上采取曲线分段拟合的处理方法，以静止点为曲线分界点将原始信号序列在IQ平面上分为两段，分别进行拟合，还原正负向的位移，获得原始振动信号；

3)使用带有跳跃连接层的卷积网络对步骤2)中获取的原始振动信号的时间-频率图进行处理，去除加性噪声与乘性噪声，获得增强振动信号；

4)对步骤3)中获得的增强振动信号进行判断，若发生异常，则发出处理通知。

2.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的振动检测方法，其特征在于，所述步骤1)中的粗粒度的定位具体包括：通过毫米波雷达对环境中的物体进行探测，毫米波雷达的发射信号S_Tx(t)和接收信号S_Rx(t)的表示如下：

S_Tx(t)＝exp[j(2πf_ct+πKt²)]

S_Rx(t)＝αS_Tx[t-2R(t)/c]

发射信号S_Tx(t)和接收信号S_Rx(t)经过板载混频器处理后得到中频信号s(t)，公式如下：

式中，α为衰减常数，f_c为连续调频波的起始频率，K为连续调频波的调制斜率，R(t)为物体与雷达的距离，Δt为信号传播时间，c为光速，j为虚数单位，代表对信号S_Tx(t)的取共轭操作；

对中频信号s(t)进行距离傅里叶变换，如下：

式中，X_k表示傅里叶变换频谱第k个元素，x_n表示中频信号s(t)第n个元素，N表示傅里叶变换的点数；

通过距离傅里叶变换，频谱上的每一个频率峰值都对应环境中一个物体的真实位置，通过距离傅里叶变换来完成对物体的粗粒度定位。

3.根据权利要求2所述的基于毫米波雷达的振动检测方法，其特征在于，所述步骤1)中细粒度的定位具体包括：物体的真实位置所对应的理想频率f_ideal与距离傅里叶频谱图上峰值频率f_FFT有以下关系：得到f_ideal与f_FFT之间存在一个频率偏差通过对Chirp-z变换的参数进行设置使其在偏差范围内做细化的M点的变换，使频率偏差缩小到由此通过频率与距离的关系，得到物体与毫米波雷达的距离d，完成物体的细粒度的定位。

4.根据权利要求3所述的基于毫米波雷达的振动检测方法，其特征在于，所述步骤1)中获取的中频信号s(t)为毫米波雷达n个天线接收的信号集合，即s(t)＝[s₁(t),s₂(t),s₃(t),……s_n(t)]，对于一个时刻t，通过n个天线的相位差计算到达角度θ，配合距离d，在二维平面上确定一个物体M_i＝[d_i,θ_i]。