[发明专利]基于参数化稀疏表示的直升机旋翼微多普勒参数估计方法

摘要

本发明公开了一种基于参数化稀疏表示的直升机旋翼微多普勒参数估计方法，首先给定直升机旋翼角频率的初始候选取值集合构造不同的字典矩阵；然后利用角频率初始候选取值对应的不同字典矩阵对采集的微多普勒信号进行稀疏重构，再根据稀疏重构的残差更新角频率候选取值集合，进而更新字典矩阵，直至角频率候选取值集合只有一个元素，得到角频率初始估计值；接着根据角频率初始估计值对应的字典矩阵重构微多普勒信号，再根据稀疏重构的残差确定直升机旋翼角频率的估计值；最后根据最终获得的角频率估计值及其对应的字典矩阵在重构微多普勒信号时得到的稀疏解实现对直升机旋翼叶片数的估计。本发明减小了直升机旋翼角频率估计值与真实值之间的偏差。

主权项

基于参数化稀疏表示的直升机旋翼微多普勒参数估计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、给定直升机旋翼角频率的初始候选取值集合，以角频率作为参数构造不同的字典矩阵；步骤2、采样直升机旋翼产生的微多普勒信号，利用角频率初始候选取值对应的不同字典矩阵对采集的微多普勒信号进行稀疏重构；步骤3、根据稀疏重构的残差更新角频率候选取值集合，进而更新字典矩阵，具体方法为：步骤3.1、将不同字典矩阵对应的残差值进行降序排列，剔除前一半残差对应的字典矩阵；步骤3.2、利用最小二乘法求解剩余字典矩阵对应的角频率的更新量：Δωn(α)=argminΔω{||y-(Φ(ωn(α))+∂Φ(ω)∂ω|ω=ωn(α)·Δω)x(ωn(α))||2}]]>其中，Δωn(α)为y为信号的采样向量；ωn(α)为Φ(ωn(α))为与角频率ωn(α)对应的字典矩阵；x(ωn(α))为与字典矩阵Φ(ωn(α))对应的稀疏解；当角频率初始候选集合经过α次更新过后，若位于集合中第n个位置的候选角频率ωn(α)仍需要更新，则其更新量可表示为；步骤3.3、根据更新量Δωn(α)判断是否要对进行角频率更新，当|Δωn(α)|≥β且|ωn(α)+Δωn(α)‑ωn(1)|≤G时可对角频率进行更新，即ωn(α+1)＝ωn(α)+Δωn(α)，否则停止更新，其中β为更新量最小阈值，G为更新范围最大阈值；步骤4、重复步骤2‑3直至角频率候选取值集合只有一个元素，该元素即为角频率初始估计值；步骤5、根据角频率初始估计值对应的字典矩阵重构微多普勒信号；步骤6、根据稀疏重构的残差确定直升机旋翼角频率的估计值，若重构的残差小于残差的最小阈值ε，则该字典矩阵对应的角频率值即为直升机旋翼角频率的估计值，否则，根据步骤3.2的公式确定角频率的更新量，更新角频率值及对应的字典矩阵，跳转步骤5；步骤7、根据最终获得的角频率估计值及其对应的字典矩阵在重构微多普勒信号时得到的稀疏解实现对直升机旋翼叶片数的估计。