本發(fā)明涉及分布式光學系統(tǒng)探測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

振動是大千世界各類動目標的一類普遍運動形式。無論是在浩渺宇宙中橫亙穿越的碎片，還是空間探索中直沖云霄的火箭及其運載的設(shè)備，以及自然界的人和昆蟲等，都一定程度存在著振動這種運動特性。振動與運動目標的質(zhì)量、材質(zhì)類型以及結(jié)構(gòu)分布等密切相關(guān)。通過對振動目標的振動參數(shù)的測量與提取，一方面能夠基于振動頻率等特性，為振動目標的識別提供依據(jù)；另一方面能夠快速掌握當前振動目標的運行狀態(tài)，為有效控制與干預(yù)振動目標提供支持，從而降低實施風險與技術(shù)成本。

目前，對動目標的振動特征參數(shù)的測量與提取還存在一定的難度。從探測系統(tǒng)來看，現(xiàn)有的提取方法是基于電磁雷達探測系統(tǒng)來實現(xiàn)的，且只有一個電磁雷達進行探測，而且不能滿足對厘米級的動目標的空間探測分辨率要求；從振動特征參數(shù)提取方法來看，傳統(tǒng)的提取振動特征參數(shù)的方法是基于一個電磁雷達的發(fā)射和接收數(shù)據(jù)來進行探測，只能獲取視線投影方向上的振動頻率，不能提取動目標在三維空間下的真實振動頻率，振動方位，振動幅度，初始相位，方向角和俯仰角等這些精細特征參數(shù)；從振動探測實施來看，盡管激光雷達在提升探測精度上有很大優(yōu)勢，但是在現(xiàn)有的提取振動特征參數(shù)的方法過程中，通過本振光傳遞相參處理方式對分布式系統(tǒng)布設(shè)增加了復雜性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，為解決在三維空間下提取動目標的振動特征參數(shù)的提取方法存在上述缺陷，本發(fā)明提供了一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一種一發(fā)多收式的多站分布式探測系統(tǒng)，其包括：一臺主發(fā)射激光雷達和若干臺接收激光雷達。所述若干接收激光雷達與所述主發(fā)射激光雷達共面，且所述主發(fā)射激光雷達位于該平面的中心，通過每個所述接收激光雷達分別與動目標和所述主發(fā)射激光雷達連線的方式構(gòu)成一個夾角，用于多角度探測并獲取動目標的回波信號。

基于上述一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的方法。該方法具體包括：

步驟1基于上述一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的系統(tǒng)，建立一個以所述主發(fā)射激光雷達為原點的三維參考坐標系Q(X,Y,Z)；

步驟2建立并在理論上推導出基于上述三維參考坐標系Q(X,Y,Z)下的不同方向上的不同所述接收激光雷達的微動效應(yīng)數(shù)學模型，即所述接收雷達Q_i接收到的微多普勒頻率f_mdi，用如下公式表示：

其中，f₀為所述主發(fā)射雷達的載頻，R₀是動目標的振動中心O(U₀，V₀，W₀)與所述主發(fā)射雷達Q₀的初始距離，α_i是第i個接收雷達Q_i在三維坐標系中的方向角，R_i是動目標的中心O(U₀，V₀，W₀)與所述接收激光雷達Q_i的距離，α_p是動目標在三維坐標系中的方向角，β_p是動目標在三維坐標系中的俯仰角，f_v是動目標的振動頻率，D_v是動目標的振動幅度，c是光速，t是動目標的運動時間,是動目標的初始相位；

步驟3根據(jù)步驟2建立的理論上的微動效應(yīng)模型和公式(14)，確定所述接收激光雷達的個數(shù)；

步驟4根據(jù)建立的基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的系統(tǒng)，依據(jù)理論推導出的第i個接收激光雷達接收到的回波信號Sr_i(t)，采用時頻分析方法，得到回波信號的微多普勒效應(yīng)的頻率隨時間變換的規(guī)律，針對不同方向上的不同接收激光雷達接收的回波信號，開展基于偽winger-ville變換的時頻變換，通過偽winger-ville變換，提取微多普勒頻率隨時間變化的頻率曲線的輪廓信息，即每一個時刻對應(yīng)一個區(qū)間范圍內(nèi)的微多普勒效應(yīng)的頻率值；

所述第i個接收激光雷達接收到的回波信號Sr_i(t)，即公式(10)：

其中，j是復數(shù)信號處理中常見表示系數(shù)，λ_c是光速的波長，是t時刻動目標的振動中心O到所述主發(fā)射激光雷達Q₀的矢量，是t時刻動目標的振動中心O到所述第i個接收激光雷達Q_i的矢量；

步驟5采用譜圖峰值估計法，對經(jīng)過偽winger-ville變換后的微多普勒頻率進行譜圖峰值估計，獲得每一個時刻所對應(yīng)的微多普勒效應(yīng)的瞬時頻率，進而獲得在一個時間范圍內(nèi)的針對不同方向上的不同所述接收激光雷達接收的回波信號中的微多普勒效應(yīng)信息；

步驟6對步驟5中得到的所述微多普勒效應(yīng)的瞬時頻率進行采樣，并利用擬合工具cftool對采樣后的數(shù)據(jù)按照正弦形式f(x)＝a*sin(b*x+c)進行擬合，從而可以得到動目標的振動頻率f_v，動目標的初始相位對應(yīng)于每一個所述接收激光雷達捕獲到的微多普勒頻率正弦系數(shù)值，并假設(shè)將其表示為A_i，A_i可表示為：

步驟7依據(jù)步驟6中的公式(15)和每個所述接收激光雷達接收的每組回波信號進行關(guān)聯(lián)處理，構(gòu)建回波信號的非線性方程組，解算出動目標的振動幅度D_v，動目標在三維坐標系中的方向角α_p，動目標在三維坐標系中的俯仰角β_p，這三個振動特征參數(shù)。

所述步驟2中，所述微動效應(yīng)數(shù)學模型是用于描述所述主發(fā)射激光雷達發(fā)射的載頻信號經(jīng)過動目標的調(diào)制后并對所述接收激光雷達接收的回波信號產(chǎn)生調(diào)制的過程；其中，所述回波信號隱含有振動目標的振動頻率f_v，振動幅度D_v，初始相位方向角α_p和俯仰角β_p這些特征參數(shù)。

所述步驟2中，推導出基于上述三維參考坐標系Q(X,Y,Z)下的不同方向上的不同所述接收激光雷達的微動效應(yīng)數(shù)學模型，即所述接收激光雷達Q_i接收到的微多普勒頻率f_mdi，具體過程如下：

基于以所述主發(fā)射激光雷達Q₀為原點建立的三維參考坐標系Q(X,Y,Z)，所述主發(fā)射激光雷達的發(fā)射信號是單頻正弦信號，f₀為所述主發(fā)射激光雷達的載頻。動目

標的振動中心O(U₀,V₀,W₀)表示為：

O(U₀,V₀,W₀)＝O(R₀cosαcosβ,R_osinαcosβ,R₀sinβ)

其中，α₀是動目標在三維坐標系中的初始方向角，β₀是動目標在三維坐標系

中的初始俯仰角。

則所述主發(fā)射激光雷達Q₀視線方向的單位向量是：

部署Q₁,Q₂...Q_i...Q_n共n個接收激光雷達，則Q_i可以表示為：

Q_i(R_icosα_icosβ_i,R_isinα_icosβ_i,R_isinβ_i)

其中，R_i是第i個所述接收激光雷達Q_i在三維坐標系中的初始距離，β_i是第i個所述接收激光雷達Q_i在三維坐標系中的初始俯仰角；

為了便于分析，假設(shè)動目標在宏觀上的速度為零，只存在關(guān)于動目標的振動中心O(U₀,V₀,W₀)的振動。

假設(shè)動目標在三維坐標系中的振動方向為：方位角α_p，俯仰角β_p，同時動目標的振動形式D_t為：

其中，D_v是動目標的振動幅度，ω_v是動目標的振動角頻率，即ω_v＝2πf_v；

則在t時刻，從動目標的振動中心O到所述主發(fā)射激光雷達Q₀的矢量為：

其中，是所述主發(fā)射雷達與振動中心O的距離矢量；

則動目標的振動中心O與所述主發(fā)射激光雷達Q₀之間的距離R₀(t)為：

其中，U₀，V₀，W₀分別是振動中心O在三維坐標系中的位置坐標；

通常情況下R_t＞＞D_t，則(4)式可以近似為

R₀(t)≈R₀+D_t[cos(α₀-α_p)cosβ₀cosβ_p+sinβ₀sinβ_p] (5)

因此，在t時刻，從動目標的振動中心O到所述接收激光雷達Q_i的矢量為：

其中，是所述主發(fā)射雷達Q與振動中心O的距離矢量；

動目標的中心點O與所述接收激光雷達Q_i的距離R_i(t)為：

為了計算方便，假設(shè)動目標的中心點O在三維坐標系Q(X,Y,Z)中的Z軸上，則α₀＝0，第i個所述接收激光雷達Q_i在xQ₀y平面上，則β_i＝0；

則公式(4)和(7)可以化簡成：

R₀(t)≈R₀+D_t sinβ_p (8)

其中，x＝R_i cos(α_i-α_p)cosβ_p+R₀sinβ_p，y＝R_i²+R₀²-x²；

第i個所述接收激光雷達接收到的回波信號：

對公式(10)進行相位求導，并除以2π后，即是所述接收激光雷達Q_i接收到的微多普勒頻率f_mdi，則用如下公式表示：

再對R_i(t)求導有

通常情況下，R_i＞＞D_t,R_t＞＞D_t所以

所以：

即所述接收激光雷達Q_i接收到的微多普勒頻率為：

本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過構(gòu)建一發(fā)多收的分布式探測布局，這種收發(fā)分置探測，稀疏分布部署，從而增大探測基線，實現(xiàn)多角度的激光探測回波信號的獲取，為三維振動特征提取與參數(shù)反演提供探測構(gòu)型支持；通過數(shù)據(jù)融合處理降低傳統(tǒng)依賴本振光相參所帶來的系統(tǒng)布設(shè)復雜性；引入了動目標的振動頻率、俯仰角、初始相位、方向角、振動幅度、發(fā)送及接收方位角度等多個因子，是對三維空間下的分布式激光雷達探測的微動效應(yīng)的精確描述，同時得到的這些參數(shù)的真實值與理論值的誤差控制在理論值的千分之一之內(nèi)，具有較高的解算精度，能夠?qū)崿F(xiàn)對動目標的三維振動參數(shù)提取，證明了本發(fā)明提出的一種基于分布式激光雷達的提取振動特征參數(shù)的方法的正確性和有效性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的系統(tǒng)的示意圖改成探測構(gòu)型設(shè)計

圖2是本發(fā)明的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的系統(tǒng)的仿真實例中分布式激光雷達布局圖

圖3(a)是本發(fā)明的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的方法的仿真實例中α_i＝0時，接收激光雷達接收的回波信號經(jīng)過偽Winger-Ville變換的波形圖

圖3(b)是本發(fā)明的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的方法的仿真實例中α_i＝5*pi/12時，接收激光雷達接收的回波信號經(jīng)過偽Winger-Ville變換的波形圖

圖3(c)是本發(fā)明的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的方法的仿真實例中α_i＝5*pi/6時，接收激光雷達接收的回波信號經(jīng)過偽Winger-Ville變換的波形圖

圖3(d)是本發(fā)明的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的方法的仿真實例中α_i＝5*pi/4接收激光雷達接收的回波信號經(jīng)過偽Winger-Ville變換的波形圖

圖4(a)是本發(fā)明的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的方法的仿真實例中α_i＝0時，譜圖峰值估計檢測到的瞬時頻率波形圖

圖4(b)是本發(fā)明的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的方法的仿真實例中α_i＝0時的理想微多普勒頻率波形

圖4(c)是本發(fā)明的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的方法的仿真實例中α_i＝5*pi/12時，譜圖峰值估計檢測到的瞬時頻率波形圖

圖4(d)是本發(fā)明的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的方法的仿真實例中α_i＝5*pi/12時的理想微多普勒頻率波形

圖4(e)是本發(fā)明的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的方法的仿真實例中α_i＝5*pi/6時，譜圖峰值估計檢測到的瞬時頻率波形圖

圖4(f)是本發(fā)明的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的方法的仿真實例中α_i＝5*pi/6時的理想微多普勒頻率波形

圖4(g)是本發(fā)明的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的方法的仿真實例中α_i＝5*pi/4時，譜圖峰值估計檢測到的瞬時頻率波形圖

圖4(h)是本發(fā)明的一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的方法的仿真實例中α_i＝5*pi/4時的理想微多普勒頻率波形

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一種一發(fā)多收式的多站分布式探測系統(tǒng)，其包括：一臺主發(fā)射激光雷達Q₀和若干臺接收激光雷達，即Q₁，Q₂，Q₃，Q₄.......Q_n。所述若干接收激光雷達與所述主發(fā)射激光雷達Q₀共面，且所述主發(fā)射激光雷達Q₀位于該平面的中心，通過每個所述接收激光雷達分別與動目標和所述主發(fā)射激光雷達Q₀連線的方式構(gòu)成一個夾角，用于多角度探測并獲取動目標的回波信號。

基于上述一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的方法。該方法具體包括：

步驟1基于上述一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的系統(tǒng)，建立一個以所述主發(fā)射激光雷達為原點的三維參考坐標系Q(X,Y,Z)；

步驟2建立并在理論上推導出基于上述三維參考坐標系Q(X,Y,Z)下的不同方向上的不同所述接收激光雷達的微動效應(yīng)數(shù)學模型，即所述接收雷達Q_i接收到的微多普勒頻率f_mdi，用如下公式表示：

其中，f₀為所述主發(fā)射雷達的載頻，R₀是動目標的振動中心O(U₀，V₀，W₀)與所述主發(fā)射雷達Q₀的初始距離，α_i是第i個接收雷達Q_i在三維坐標系中的方向角，R_i是動目標的中心O(U₀，V₀，W₀)與所述主接收雷達Q_i的距離，α_p是動目標在三維坐標系中的方向角，β_p是動目標在三維坐標系中的俯仰角，f_v是動目標的振動頻率，D_v是動目標的振動幅度，c是光速，t是動目標的運動時間,是動目標的初始相位；

所述步驟2中，所述微動效應(yīng)數(shù)學模型是用于描述所述主發(fā)射激光雷達發(fā)射出的信號經(jīng)過振動目標反射并由所述接收激光雷達接收回波信號的過程；其中，所述回波信號隱含振動目標的振動頻率f_v，振動幅度D_v，初始相位方向角α_p和俯仰角β_p這些特征參數(shù)。

所述步驟2中，推導出基于上述三維參考坐標系Q(X,Y,Z)下的不同方向上的不同所述接收激光雷達的微動效應(yīng)數(shù)學模型，即所述接收激光雷達Q_i接收到的微多普勒頻率f_mdi，具體過程如下：

基于以所述主發(fā)射激光雷達Q₀為原點建立的三維參考坐標系Q(X,Y,Z)，所述主發(fā)射激光雷達的發(fā)射信號是單頻正弦信號，f₀為所述主發(fā)射激光雷達的載頻。動目標的振動中心O(U₀,V₀,W₀)表示為：

O(R₀cosα₀cosβ₀,R_osinα₀cosβ₀,R₀sinβ₀)，

其中，α₀是動目標在三維坐標系中的初始方向角，β₀是動目標在三維坐標系中的初始俯仰角。

則所述主發(fā)射激光雷達Q₀視線方向的單位向量是：

部署Q₁,Q₂...Q_i...Q_n共n個接收激光雷達，則Q_i可以表示為：

Q_i(R_icosα_icosβ_i,R_isinα_icosβ_i,R_isinβ_i)

其中，R_i是第i個所述接收激光雷達Q_i在三維坐標系中的初始距離，

β_i是第i個所述接收激光雷達Q_i在三維坐標系中的初始俯仰角；

為了便于分析，假設(shè)動目標在宏觀上的速度為零，只存在關(guān)于動目標的振動中心O(U₀,V₀,W₀)的振動。

假設(shè)動目標在三維坐標系中的的振動方向為：方位角α_p，俯仰角β_p，同時動目標的振動形式D_t為：

其中，D_v是動目標的振動幅度，ω_v是動目標的振動角頻率，即ω_v＝2πf_v；

則在t時刻，從動目標的振動中心O到所述主發(fā)射激光雷達Q₀的矢量為：

其中，是所述主發(fā)射雷達與振動中心O的距離矢量；

則動目標的中心點O與所述主發(fā)射激光雷達Q₀之間的距離R₀(t)為：

通常情況下R_t＞＞D_t，則(4)式可以近似為

R₀(t)≈R₀+D_t[cos(α₀-α_p)cosβ₀cosβ_p+sinβ₀sinβ_p] (5)

因此，在t時刻，從動目標的振動中心O到所述接收激光雷達Q_i的矢量為：

其中，是所述主發(fā)射雷達Q與振動中心O的距離矢量；

動目標的中心點O與所述接收激光雷達Q_i的距離R_i(t)為：

為了計算方便，假設(shè)動目標的中心點O在三維坐標系Q(X,Y,Z)中的Z軸上，則

α₀＝0，第i個所述接收激光雷達Q_i在xQ₀y平面上，則β_i＝0；

則公式(4)和(7)可以化簡成：

R₀(t)≈R₀+D_t sinβ_p (8)

其中，x＝R_i cos(α_i-α_p)cosβ_p+R₀sinβ_p，y＝R_i²+R₀²-x²

第i個所述接收激光雷達接收到的回波信號：

對公式(10)進行相位求導，并除以2π后，即是所述接收激光雷達Q_i接收到的微多普勒頻率，則用如下公式表示：

再對R_i(t)求導有

通常情況下，R_i＞＞D_t,R_t＞＞D_t所以

所以：

即所述接收激光雷達Q_i接收到的微多普勒頻率為：

步驟3根據(jù)步驟2建立的理論上的微動效應(yīng)模型和公式(14)，確定所述接收激光雷達的個數(shù)為4個，則所述基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的系統(tǒng)如圖2所示，該系統(tǒng)是一種一發(fā)多收式的多站分布式探測系統(tǒng)，其包括：一臺主發(fā)射激光雷達Q₀和第一臺接收激光雷達Q₁，第二接收激光雷達Q₂，第三臺接收激光雷達Q₃和第四臺接收激光雷達Q₄。所述第一臺接收激光雷達Q₁，所述第二接收激光雷達Q₂，所述第三臺接收激光雷達Q₃，所述第四臺接收激光雷達Q₄與所述主發(fā)射激光雷達Q₀共面，且所述主發(fā)射激光雷達Q₀位于該平面的中心，通過每個所述接收激光雷達分別與動目標和所述主發(fā)射激光雷達連線的方式構(gòu)成一個夾角，用于多角度探測并獲取動目標的回波信號。所述主發(fā)射激光雷達Q₀的波長是1550nm，其發(fā)射信號的載頻的激光頻率f₀＝193Thz。

基于上述一種基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的系統(tǒng)，建立一個以所述主發(fā)射激光雷達為原點的三維參考坐標系Q(X,Y,Z)；以所述主發(fā)射激光雷達Q₀作為三維參考坐標系Q(X,Y,Z)原點，動目標的中心點O位于Z軸上，即O(0,0,5000)，所述四個接收激光雷達在xQy平面上，所述接收激光雷達方向角α_i分別為0°，75°，150°，225°，同時所述四個接收雷達分別與原點Q₀的距離R_i＝[5000,5000,5000,5000]。

假設(shè)動目標在理論上的振動幅度D_v'＝0.06m，振動頻率f_v'＝4hz，初始相位

建立并推導出基于上述三維參考坐標系Q(X,Y,Z)下的不同方向上的不同所述接收激光雷達的微動效應(yīng)數(shù)學模型，即所述接收雷達Q_i接收到的微多普勒頻率f_mdi，用如下公式表示：

步驟4根據(jù)所述基于分布式激光雷達提取振動特征參數(shù)的系統(tǒng)，依據(jù)理論推導出的第i個所述接收激光雷達接收到的回波信號Sr_i(t)，對每個所述接收激光雷達接收的回波信號采用時頻分析方法，觀察不同方向上的不同所述接收激光雷達接收的回波信號的微多普勒效應(yīng)的頻率隨時間變換的規(guī)律，再針對不同方向上的不同所述接收激光雷達接收的回波信號，開展基于偽winger-ville變換的時頻變換，通過偽winger-ville變換，提取微多普勒頻率隨時間變化的頻率曲線的輪廓信息，即每一個時刻對應(yīng)一個區(qū)間范圍內(nèi)的微多普勒效應(yīng)的頻率值，PWVD仿真結(jié)果如圖3(a)，3(b)，3(c)和3(d)所示，其中，信號采樣率是f_s＝10000hz，時間間隔選取0.5s，選擇的窗函數(shù)寬度為47；所述第i個接收激光雷達接收到的回波信號Sr_i(t)，即公式(10)：

步驟5采用譜圖峰值估計法，對每個所述接收激光雷達接收的回波信號經(jīng)過偽winger-ville變換后的微多普勒頻率隨時間變化的頻率曲線的輪廓信息，進行譜圖峰值估計，如圖4(a)，4(c)，4(e)，4(f)所示，獲得每一個時刻所對應(yīng)的一個微多普勒效應(yīng)的瞬時頻率，進而獲得在一個時間范圍內(nèi)的針對不同方向上的不同所述接收激光雷達接收的回波信號的單值頻率曲線；將其與通過公式(13)在理論上計算獲得的理論微多普勒頻率進行校驗，如圖4(a)-4(h)所示，經(jīng)過譜圖峰值估計的微多普勒瞬時頻率和理論上計算獲得的理論微多普勒頻率在幅度和相位上的誤差很小；

步驟6對步驟5中的所述為多普勒效應(yīng)的瞬時頻率進行采樣，采樣率f_s1＝10000hz，因此，在0.5s時間內(nèi)可得到5000組數(shù)據(jù)，由于有四個所述接收激光雷達，則可以得到4*500＝20000組數(shù)據(jù)，利用擬合工具cftool對采樣后得到的數(shù)據(jù)進行擬合，擬合公式采用正弦形式：f(x)＝a*sin(b*x+c)。假設(shè)第i個所述接收激光雷達Q_i在xQ₀y平面上，β_i＝0；則擬合得到的參數(shù)如下表1：

表1曲線擬合參數(shù)列表

通過擬合可以得到動目標的振動頻率f_v，動目標的初始相位具體過程如下：

動目標的初始相位計算過程如下：

根據(jù)：

以及理論上推導的動目標的微多普勒頻率f_mdi：

其中，動目標的微多普勒頻率的形式是

因此，仿真得到的動目標的初始相位為：

動目標的振動頻率f_v計算過程如下：

假設(shè)對應(yīng)于每一個所述接收激光雷達所擬合的正弦系數(shù)值為A_i，則有如下表達式：

步驟7依據(jù)步驟6中的公式(15)和每個所述接收激光雷達接收的每組回波信號進行關(guān)聯(lián)處理，構(gòu)建回波信號的非線性方程組，如下所示：

再結(jié)合步驟6中的計算結(jié)果，通過運用matlab中的fsolve函數(shù)可以解算出動目標的振動幅度D_v，動目標的方向角，動目標的俯仰角這三個振動特征參數(shù)，即D_v＝0.0600m，α_p＝1.0481，β_p＝1.0474。

表2給出了本實例解算結(jié)果與理論值的誤差比較，從表2可以看出，振動頻率、振動幅度、初始相位、振動方向等參數(shù)的解算結(jié)果與理論值的誤差控制在理論值的千分之一之內(nèi)，具有較高的解算精度，能夠?qū)崿F(xiàn)對動目標的三維振動參數(shù)提取，證明了本發(fā)明所提方法的正確性和有效性。

表2微振動參數(shù)理論值和測量值

最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。