[发明专利]微波多维形变及振动测量方法与系统

说明书

一种微波多维形变及振动测量方法与系统，通过若干微波收发器向目标物体同时发射调频连续波微波信号并接收其对应回波信号，从其中的基带信号提取出各个微波收发器视线方向上的目标物体距离及其对应的形变及振动信息，根据若干微波收发器的间距和目标物体距离建立无畸变的目标多维形变及振动参考坐标系并对目标物体的形变及振动信息进行融合重构，并恢复出目标物体的实际多维形变及振动信息。本发明能够快速、简洁、高精度、高环境适应性的测量问题。

技术领域

本发明涉及的是一种振动测量领域的技术，具体是一种微波多维形变及振动测量方法与系统。

背景技术

现有的多维形变及振动测量方法主要分为接触式和非接触式两种，接触式通过加速度计组网实现，安装不便，周期长，成本高；非接触式一般有激光多普勒仪扫描、视觉测量方法以及微波形变及振动测量技术，激光多普勒仪往往设备昂贵，维护成本较高，且测量范围有限，仅在室内小范围内使用；视觉测量方法计算量较大，也不具备在光线昏暗甚至存在遮挡情况等恶劣环境情况下的适应性。但现有的微波形变及振动测量仅能测试沿视线方向的形变及振动，无法实现对实际工况中普遍存在的多维度形变及振动进行精确的各个维度上的同时测量。

发明内容

本发明针对现有非接触测量技术只能测量视线方向单维振动形变，无法满足对实际多维形变及振动工况的测量需求，且操作复杂、效率低、对环境要求条件高等难题，提出一种微波多维形变及振动测量方法与系统，能够快速、简洁、高精度、高环境适应性的测量问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种微波多维形变及振动测量方法，通过若干微波收发器向目标物体同时发射调频连续波微波信号并接收其对应回波信号，从其中的基带信号提取出各个微波收发器视线方向上的目标物体距离及其对应的形变及振动信息，根据若干微波收发器的间距和目标物体距离建立无畸变的目标多维形变及振动参考坐标系并对目标物体的形变及振动信息进行融合重构，并恢复出目标物体的实际多维形变及振动信息。

所述的发射，优选设置将多个微波收发器的发射天线朝向测量目标进行放置，使得待测目标处于微波收发器的信号辐射范围内，保证所需测量的目标运动空间范围均在微波收发器的信号发射与有效接收范围内。

所述的融合与重构包括：x_i(t)＝a_i1r₁(t)+a_i2r₂(t)+a_i3r₃(t)+...+a_inr_n(t)，其中：n≥i≥1，a_i1～a_in为对应维度对应微波收发器视线上的目标形变及振动信息权重值，x_i(t)为位于无畸变的目标多维形变及振动参考坐标系的目标形变及振动信息，即代表了目标在无畸变的目标多维形变及振动参考坐标系中的实际多维形变及振动轨迹。

技术效果

本发明整体解决了现有技术对环境的高依赖性、精度差及效率低等难题和微波测振技术只能实现沿视线方向的单维度测量的局限性，通过无畸变的目标多维形变及振动参考坐标系建立方法；利用多微波收发器视线上的目标形变及振动信息权重值，计算得到位于无畸变的目标多维形变及振动参考坐标系的目标多维形变及振动位移信息。

实现了能够在非接触测量的方式下，不受测试场景存在遮挡、雨雾、粉尘等恶劣环境的影响，无需相关复杂测试前准备工作，快速准确地基于微波感知实现目标或测点的多维形变及振动高精度测量，突破了微波单维测振的局限性。本发明操作简单、测试高效。

附图说明

图1为本发明系统示意图；

图2为实施例流程图；

图3为实施例坐标系Ψ_T示意图；

图4为实施例场景示意图；