[发明专利]一种烟雾环境中FMCW激光定距系统差频信号提取方法

摘要

本发明公开了一种烟雾环境中FMCW激光定距系统差频信号提取方法，首先将烟雾环境中FMCW激光定距系统差频信号分解为若干IMF分量，采用EMD‑DT对每个IMF分量进行初步阈值去噪处理，然后采用Spearman相关系数判断去噪后的IMF分量与原信号的相关性，根据设定的相关性阈值确定有用信号占主导的IMF分量起始阶数，之后对特定的IMF分量进行重构，最后完成对差频信号自适应滤波。本发明结合了EMD‑DT阈值去噪和基于Spearman相关系数的IMF分量重构两者的优势，能有效提取烟雾环境中FMCW激光定距系统差频信号中目标回波对应的有用信息，滤除低频处后向散射干扰和高频处随机噪声，大幅度提高FMCW激光定距系统抗烟雾干扰能力。

主权项

一种烟雾环境中FMCW激光定距系统差频信号提取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、采用EMD分解对烟雾环境中FMCW激光定距系统差频信号进行处理，得到L阶IMF分量：首先将原始含噪声差频信号x(n)进行EMD分解，EMD分解后信号为：其中hi(n)为第i阶本征模态函数IMF，r(n)为余项，L为IMF分量个数；步骤2、采用EMD‑DT对所有IMF分量进行初步阈值去噪：对所述hi(n)进行EMD‑DT阈值去噪得到hi(n)，则其中x(n)表示对x(n)进行EMD‑DT阈值去噪后的信号；步骤3、采用Spearman相关系数对EMD‑DT处理后的IMF分量与原差频信号去噪后信号x(n)进行相似性判断：随m增大依次计算Spearman相关系数ρ(m)＝Spearman{x(n),xm(n)}，其中xm(n)＝hm(n),m＝1...L；步骤4、对特定IMF分量进行重构后得到滤除噪声后的差频信号：设定部分IMF函数重构的判断条件为其中C选择0.7，表示m从小到大过程中第一个使得ρ(m)≥C成立的m值，由于差频信号频谱的单频特性,选取重构分量IMFk～IMFk+1，最后得到去噪后信号为