转速测量方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及水声感知及多普勒探测技术领域，尤其涉及一种转速测量方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

目前，针对光波、电磁波的轨道角动量多普勒特性分析已开展了广泛研究，采用涡旋光或者涡旋电磁波进行旋转运动目标的转速测量已有论文及发明专利报道。但在水声探测领域，还无法采用声涡旋探测水下旋转运动目标的转速信息。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种转速测量方法、装置、设备及存储介质，旨在解决在水声探测领域，无法采用声涡旋探测水下旋转运动目标的转速信息的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施提供一种转速测量方法，所述转速测量方法包括：

向水下转动目标发射涡旋声波，采集所述涡旋声波经所述水下转动目标散射后的回波信号；

通过预设分析方式对所述回波信号进行分析，得到所述水下转动目标的频谱偏移量；

基于所述频谱偏移量，计算所述水下转动目标的转速信息。

可选地，所述基于所述频谱偏移量，计算所述水下转动目标的转速信息的步骤包括：

获取第一预设公式，根据所述频谱偏移量与所述第一预设公式计算所述水下转动目标的瞬时角速度；

获取第二预设公式，根据所述频谱偏移量与所述第二预设公式计算所述水下转动目标的角加速度；

将所述瞬时角速度与所述角加速度形成所述水下转动目标的转速信息。

可选地，所述通过预设分析方式对所述回波信号进行分析，得到所述水下转动目标的频谱偏移量的步骤包括：

将所述回波信号进行数据转换，得到回波信号公式；

通过预设分析方式对所述回波信号公式进行分析，得到所述水下转动目标的频谱偏移量。

可选地，所述向水下转动目标发射涡旋声波的步骤包括：

基于声涡旋信号装置中的换能器发射声波；

基于所述声涡旋信号装置中的预设聚焦式螺旋衍射栅对所述声波进行衍射，形成涡旋声波；

将所述涡旋声波发射至水下转动目标。

可选地，所述基于声涡旋信号装置中的换能器发射声波的步骤包括：

当接收到转速测量指令时，获取所述转速测量指令中的声波参数；

基于声涡旋信号装置中的换能器以所述声波参数发射声波。

可选地，所述基于声涡旋信号装置中的换能器发射声波的步骤之前，还包括：

将声涡旋信号装置中的换能器与预设聚焦式螺旋衍射栅进行对位设置，以使所述换能器发射的声波通过所述预设聚焦式螺旋衍射栅衍射形成所述涡旋声波。

可选地，所述采集所述涡旋声波经所述水下转动目标散射后的回波信号的步骤包括：

基于所述预设聚焦式螺旋衍射栅上的水听器采集所述水下转动目标基于所述涡旋声波散射的回波信号。

为实现上述目的，本发明还提供一种转速测量装置，所述转速测量装置包括：

发射采集模块，用于向水下转动目标发射涡旋声波，采集所述涡旋声波经所述水下转动目标散射后的回波信号；

分析模块，用于通过预设分析方式对所述回波信号进行分析，得到所述水下转动目标的频谱偏移量；

计算模块，用于基于所述频谱偏移量，计算所述水下转动目标的转速信息。

进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种转速测量设备，所述转速测量设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的转速测量程序，所述转速测量程序被所述处理器执行时实现上述的转速测量方法的步骤。

进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有转速测量程序，所述转速测量程序被处理器执行时实现上述的转速测量方法的步骤。

本发明实施例提供一种转速测量方法、装置、设备及存储介质，向水下转动目标发射涡旋声波，采集所述涡旋声波经所述水下转动目标散射后的回波信号；通过预设分析方式对所述回波信号进行分析，得到所述水下转动目标的频谱偏移量；基于所述频谱偏移量，计算所述水下转动目标的转速信息。本发明实现水下转动目标的转速信息探测，以根据转速信息预测水下转动目标的运动方向，对水下转动目标进行精准定位。

附图说明

图1为本发明转速测量方法实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图；

图2为本发明转速测量方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明声涡旋信号装置的信号发生与回波信号采集示意图；

图4为本发明转速测量方法第二实施例的流程示意图；

图5为本发明转速测量方法第三实施例的流程示意图；

图6为本发明转速测量方法第四实施例的流程示意图；

图7为本发明转速测量方法中水下转动目标作匀速运动时的短时傅里叶分析示意图；

图8为本发明转速测量方法中水下转动目标作加速运动时的短时傅里叶分析示意图；

图9为本发明转速测量装置较佳实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种转速测量方法、装置、设备及存储介质，向水下转动目标发射涡旋声波，采集所述涡旋声波经所述水下转动目标散射后的回波信号；通过预设分析方式对所述回波信号进行分析，得到所述水下转动目标的频谱偏移量；基于所述频谱偏移量，计算所述水下转动目标的转速信息。本发明实现水下转动目标的转速信息探测，以根据转速信息预测水下转动目标的运动方向，对水下转动目标进行精准定位。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的转速测量设备结构示意图。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

本发明实施例转速测量设备可以是PC，也可以是平板电脑、便携计算机等可移动式终端设备。

如图1所示，该转速测量设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的转速测量设备结构并不构成对转速测量设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及转速测量程序。

在图1所示的设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的转速测量程序，并执行以下操作：

向水下转动目标发射涡旋声波，采集所述涡旋声波经所述水下转动目标散射后的回波信号；

通过预设分析方式对所述回波信号进行分析，得到所述水下转动目标的频谱偏移量；

基于所述频谱偏移量，计算所述水下转动目标的转速信息。

进一步地，所述基于所述频谱偏移量，计算所述水下转动目标的转速信息的步骤包括：

获取第一预设公式，根据所述频谱偏移量与所述第一预设公式计算所述水下转动目标的瞬时角速度；

获取第二预设公式，根据所述频谱偏移量与所述第二预设公式计算所述水下转动目标的角加速度；

将所述瞬时角速度与所述角加速度形成所述水下转动目标的转速信息。

进一步地，所述通过预设分析方式对所述回波信号进行分析，得到所述水下转动目标的频谱偏移量的步骤包括：

将所述回波信号进行数据转换，得到回波信号公式；

通过预设分析方式对所述回波信号公式进行分析，得到所述水下转动目标的频谱偏移量。

进一步地，所述向水下转动目标发射涡旋声波的步骤包括：

基于声涡旋信号装置中的换能器发射声波；

基于所述声涡旋信号装置中的预设聚焦式螺旋衍射栅对所述声波进行衍射，形成涡旋声波；

将所述涡旋声波发射至水下转动目标。

进一步地，所述基于声涡旋信号装置中的换能器发射声波的步骤包括：

当接收到转速测量指令时，获取所述转速测量指令中的声波参数；

基于声涡旋信号装置中的换能器以所述声波参数发射声波。

进一步地，所述基于声涡旋信号装置中的换能器发射声波的步骤之前，处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的转速测量程序，并执行以下操作：

将声涡旋信号装置中的换能器与预设聚焦式螺旋衍射栅进行对位设置，以使所述换能器发射的声波通过所述预设聚焦式螺旋衍射栅衍射形成所述涡旋声波。

进一步地，所述采集所述涡旋声波经所述水下转动目标散射后的回波信号的步骤包括：

基于所述预设聚焦式螺旋衍射栅上的水听器采集所述水下转动目标基于所述涡旋声波散射的回波信号。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参照图2，本发明第一实施例提供一种转速测量方法的流程示意图。该实施例中，所述转速测量方法包括以下步骤：

步骤S10，向水下转动目标发射涡旋声波，采集所述涡旋声波经所述水下转动目标散射后的回波信号；

可以理解地，传统的声涡旋发生方式采用的是有源相控阵发生装置，该发生装置采用多个换能器构成圆环阵，然后相邻换能器之间依次错开一定相位发射声波，从而形成声涡旋。该声涡旋发生装置系统复杂，需要对各路换能器独立控制且造价成本较高。并且声涡旋对旋转运动的目标进行转速探测时，旋转运动目标的回波信息会发生多普勒频移，目前已有的涡旋波测转速方案是假定转动目标作匀速转动，无法对作加速转动的转动目标进行转速测量。本申请采用了菲涅尔聚焦式声涡旋发生装置，该方式只需要单个换能器就可以形成涡旋声波，其原理利用了声波透过螺旋衍射栅镂空区域发生衍射，并基于菲涅尔半波带衍射原理设计螺旋衍射栅镂空部分的几何尺寸，实现了涡旋声波在特定距离的聚焦效果，从而提高了在聚焦位置的声涡旋信号强度，便于对特定距离的水下转动目标进行转速测量。本发明采用单个换能器发射声波，经由聚焦式螺旋衍射栅产生具有轨道角动量特性的声涡旋，利用能量中空原理，将水听器布置在螺旋衍射栅中心位置，避免了发射信号和回波信号产生混叠，并采用短时傅里叶分析的方法，对水下转动目标的回波信号进行分析，可判断水下转动目标属于匀速转动还是变速转动状态，并利用公式获得水下转动目标转动时的瞬时角速度及角加速度等转速信息，以根据转速信息预测水下转动目标的运动方向，对水下转动目标进行精准定位。

本实施例中转速测量方法应用于转速测量系统，在后续过程中将转速测量系统简称为系统，系统中包含声涡旋信号装置与信号处理装置，其中声涡旋信号装置用于产生涡旋声波，并对涡旋声波经水下转动目标散射的回波信号进行采集；信号处理装置用于对采集的回波信号进行信号分析，获取水下转动目标的转速信息。

进一步地，在用户具备对水下转动目标的转速测量需求时，可以在系统的声涡旋信号装置中设置声波参数，并通过声涡旋信号装置将声波参数生成转速测量指令，以控制声涡旋信号装置发射声波，接收声波经水下转动目标散射的回波信号，并由信号处理装置对回波信号进行信号分析，得到水下转动目标的转速信息。可以理解地，声涡旋信号装置包括换能器与预设聚焦式螺旋衍射栅，其中换能器是指电能和声能相互转换的器件，在回声测深仪、多普勒计程仪和声相关计程仪中使用；预设聚焦式螺旋衍射栅包含多个镂空的螺旋臂，可通过接收的声波产生多阶拓扑荷数的涡旋声波，本实施例中预设聚焦式螺旋衍射栅优选为菲涅尔聚焦式螺旋衍射栅，采用菲涅尔聚焦式螺旋衍射栅实现了声波的聚焦效应，提高聚焦位置的涡旋声波的信号，同时产生的涡旋声波具备螺旋型波阵面结构，可基于轨道角动量的多普勒特性，分析水下转动目标的瞬时角速度及角加速度，菲涅尔聚焦式螺旋衍射栅包含M个镂空的螺旋臂，可通过接收的声波产生拓扑荷数为M阶的涡旋声波，并且菲涅尔聚焦式螺旋衍射栅的设计尺寸如式(1)所示：

其中M为镂空螺旋臂的个数，m为第m个螺旋臂，λ为换能器发射声波的波长，r

菲涅尔聚焦式螺旋衍射栅产生的声压分布如式(3)所示：

其中，(r,θ,0)为螺旋衍射栅镂空位置的极坐标，

进一步地，当检测到用户通过输入声波参数形成的转速测量指令时，通过转速测量指令控制声涡旋信号装置中的换能器发射声波，并由声涡旋信号装置中的预设聚焦式螺旋衍射栅在接收换能器发射的声波后对声波进行衍射形成涡旋声波，再将涡旋声波发射至水下转动目标中。进一步地，系统通过预设聚焦式螺旋衍射栅上的水听器对涡旋声波经水下转动目标散射后的回波信号进行采集，以对回波信号进行信号分析，得到水下转动目标的转速信息，便于根据转速信息对水下转动目标进行运动轨迹预测，其中水听器为将声信号转换成电信号的换能器，用来接收水中的声信号。

进一步地，所述采集所述涡旋声波经所述水下转动目标散射后的回波信号的步骤包括：

步骤S11，基于所述预设聚焦式螺旋衍射栅上的水听器采集所述水下转动目标基于所述涡旋声波散射的回波信号。

可以理解地，本申请利用声涡旋能量中空的性质，将水听器布置在预设聚焦式螺旋衍射栅的中心位置，以避免发射的声波与水下转动目标散射的回波信号产生混叠。因此在向水下转动目标发射涡旋声波后，系统调用设置于预设聚焦式螺旋衍射栅中心位置的水听器，通过预设聚焦式螺旋衍射栅中心位置的水听器对涡旋声波经过水下转动目标散射形成的回波信号进行采集，避免发射的声波与水下转动目标散射的回波信号产生混叠，使得采集的回波信号不受发射的声波干扰，有利于提高通过对回波信号进行分析得到的转速信息的准确性。

步骤S20，通过预设分析方式对所述回波信号进行分析，得到所述水下转动目标的频谱偏移量；

进一步地，系统先将采集的回波信号进行数据转换，再通过预设的短时傅里叶分析方式对进行数据转换得到的回波信号公式进行分析，得到水下转动目标的频谱偏移量，以根据频谱偏移量计算出水下转动目标的转速信息，便于根据转速信息对水下转动目标进行运动轨迹预测。

步骤S30，基于所述频谱偏移量，计算所述水下转动目标的转速信息。

进一步地，在分析得到水下转动目标的频谱偏移量后，系统根据频谱偏移量与瞬时角速度之间的变化关系，计算出水下转动目标的瞬时角速度；同时根据频谱偏移量与角加速度之间的变化关系，计算出水下转动目标的角加速度，并由瞬时角速度与角加速度形成水下转动目标的转速信息，以根据转速信息对水下转动目标进行运动轨迹预测。

参照图3，图3为本发明声涡旋信号装置的信号发生与回波信号采集示意图，在图3中1为换能器，2为换能器发出的平面声波形式的声波，3为菲涅尔聚焦式螺旋衍射栅，4为发射的声波通过预设的菲涅尔聚焦式螺旋衍射栅后形成的涡旋声波，5为水下转动目标，6为安装在菲涅尔聚焦式螺旋衍射栅中心位置的水听器，在通过换能器发射声波后，使声波通过预设聚焦式螺旋衍射栅进行衍射，并使衍射形成的涡旋声波发射至水下转动目标，由水下转动目标对涡旋声波进行散射，并通过安装于预设聚焦式螺旋衍射栅中心位置的水听器对散射形成的回波信号进行采集，以对回波信号进行分析，得到水下转动目标的转速信息。

本实施例提供一种转速测量方法、装置、设备及存储介质，向水下转动目标发射涡旋声波，采集所述涡旋声波经所述水下转动目标散射后的回波信号；通过预设分析方式对所述回波信号进行分析，得到所述水下转动目标的频谱偏移量；基于所述频谱偏移量，计算所述水下转动目标的转速信息。本发明实现水下转动目标的转速信息探测，以根据转速信息预测水下转动目标的运动方向，对水下转动目标进行精准定位。

进一步地，参照图4，基于本发明转速测量方法的第一实施例，提出本发明转速测量方法的第二实施例，在第二实施例中，所述基于所述频谱偏移量，计算所述水下转动目标的转速信息的步骤包括：

步骤S31，获取第一预设公式，根据所述频谱偏移量与所述第一预设公式计算所述水下转动目标的瞬时角速度；

步骤S32，获取第二预设公式，根据所述频谱偏移量与所述第二预设公式计算所述水下转动目标的角加速度；

步骤S33，将所述瞬时角速度与所述角加速度形成所述水下转动目标的转速信息。

进一步地，在得到水下转动目标的频谱偏移量后，系统获取用于计算水下转动目标瞬时角速度的第一预设公式，根据频谱偏移量与第一预设公式计算水下转动目标的瞬时角速度，其中分析得到的频谱偏移量如式(4)所示：

其中，f

进一步地，本申请中第一预设公式如式(5)所示：

其中f

进一步地，系统将频谱偏移量与第一预设公式组成第一方程组，并对第一方程组进行求解，在求解完成后得到水下转动目标的瞬时角速度。

同时，系统获取用于计算水下转动目标角加速度的第二预设公式，根据频谱偏移量与第二预设公式计算水下转动目标的角加速度，本申请中第二预设公式如式(6)所示：

其中a(t)为水下转动目标的角加速度，f

进一步地，系统将频谱偏移量与第二预设公式组成第二方程组，并对第二方程组进行求解，在求解完成后得到水下转动目标的角加速度。在计算得到水下转动目标的瞬时角速度与角加速度后，由水下转动目标的瞬时角速度与角加速度共同形成水下转动目标的转速信息，以根据转速信息预测水下转动目标的运动方向。

本实施例利用了声学轨道角动量的多普勒特性来分析水下转动目标的瞬时角速度及角加速度，使得测量得到的水下转动目标的转速信息准确度较高，便于对水下转动目标进行精准定位。

进一步地，参照图5，基于本发明转速测量方法的第一实施例，提出本发明转速测量方法的第三实施例，在第三实施例中，所述通过预设分析方式对所述回波信号进行分析，得到所述水下转动目标的频谱偏移量的步骤包括：

步骤S21，将所述回波信号进行数据转换，得到回波信号公式；

步骤S22，通过预设分析方式对所述回波信号公式进行分析，得到所述水下转动目标的频谱偏移量。

进一步地，在采集到涡旋声波经水下转动目标散射形成的回波信号后，系统通过水听器对采集的回波信号进行数据转换，将回波信号转换为回波信号公式，本实施例中回波信号公式如式(7)所示：

其中，

其中Ω(t)是时间的函数，Ω

进一步地，系统通过预设的短时傅里叶分析方式对回波信号公式进行分析，通过对回波信号对应的回波信号公式进行短时傅里叶分析，可以获得水下转动目标的频谱偏移量随时间的变化规律，再结合第一预设公式计算得到任意时刻水下转动目标的瞬时角速度；以及结合第二预设公式计算得到目标转动的角加速度，其中本实施例中短时傅里叶分析方式采用短时傅里叶变换，短时傅里叶变换是和傅里叶变换相关的一种数学变换，用以确定时变信号其局部区域正弦波的频率与相位。可以理解地，当频谱偏移量为定值时，可得水下转动目标的瞬时角速度恒定，对应的角加速度为零。

本实施例通过短时傅里叶分析方式对采集的回波信号对应的回波信号公式进行分析，得到水下转动目标的频谱偏移量，可判断水下转动目标属于匀速转动还是变速转动状态，并根据水下转动目标的频谱偏移量计算出水下转动目标的转速信息，便于对水下转动目标进行精准定位。

进一步地，参照图6，基于本发明转速测量方法的第一实施例，提出本发明转速测量方法的第四实施例，在第四实施例中，所述向水下转动目标发射涡旋声波的步骤包括：

步骤S12，基于声涡旋信号装置中的换能器发射声波；

步骤S13，基于所述声涡旋信号装置中的预设聚焦式螺旋衍射栅对所述声波进行衍射，形成涡旋声波；

步骤S14，将所述涡旋声波发射至水下转动目标。

进一步地，系统获取用户进行转速测量时设置的声波参数，并调用声涡旋信号装置中的换能器，控制换能器按照声波参数形成声波并将声波向预设聚焦式螺旋衍射栅发射。进一步地，系统调用声涡旋信号装置中的预设聚焦式螺旋衍射栅，通过预设聚焦式螺旋衍射栅接收换能器发射的声波，并对接收的声波进行衍射形成涡旋声波，将衍射形成的涡旋声波向水下转动目标发射，以使涡旋声波可以经水下转动目标进行散射，形成回波信号。

进一步地，所述基于声涡旋信号装置中的换能器发射声波的步骤包括：

步骤S121，当接收到转速测量指令时，获取所述转速测量指令中的声波参数；

步骤S122，基于声涡旋信号装置中的换能器以所述声波参数发射声波。

可以理解地，为了及时对用户的测量需求进行响应，系统实时检测是否存在用户通过输入声波参数形成的转速测量指令，并在检测到存在转速测量指令时，对转速测量指令进行解析，从转速测量指令中提取出用户设置的声波参数，其中声波参数可以包括声波频率与声波波长等参数。在解析得到声波参数后，系统将声波参数输入至声涡旋信号装置中的换能器中，并控制声涡旋信号装置中的换能器按照声波参数中的声波频率、声波波长等参数生成声波，并将声波向预设聚焦式螺旋衍射栅发射，便于在基于所述声涡旋信号装置中的预设聚焦式螺旋衍射栅对所述声波进行衍射形成涡旋声波后，将所述涡旋声波发射至水下转动目标，使得水听器可以接收水下转动目标散射的回波信号，并分析回波信号得到水下转动目标的转速信息，通过转速信息对水下转动目标进行精准定位。

进一步地，所述基于声涡旋信号装置中的换能器发射声波的步骤之前，还包括：

步骤S1，将声涡旋信号装置中的换能器与预设聚焦式螺旋衍射栅进行对位设置，以使所述换能器发射的声波通过所述预设聚焦式螺旋衍射栅衍射形成所述涡旋声波。

进一步地，为了使声涡旋信号装置中的换能器生成并发射的声波能够发射至预设聚焦式螺旋衍射栅而顺利形成涡旋声波，系统需要声涡旋信号装置中的换能器与预设聚焦式螺旋衍射栅进行对位设置，具体地，将换能器发射声波的声波发射口与预设聚焦式螺旋衍射栅的信号接收部位进行对齐，使得换能器发射的声波可以精确地通过预设聚焦式螺旋衍射栅衍射形成涡旋声波，避免声波的传输的损耗，提高了涡旋声波的强度，并进一步提高涡旋声波经水下转动目标散射形成的回波信号的强度，使得分析回波信号得到的转速信息更加准确。

本实施例通过声涡旋信号装置中的换能器与预设聚焦式螺旋衍射栅向水下转动目标发射涡旋声波，以接收涡旋声波经水下目标散射形成的回波信号，再由回波信号分析得到水下转动目标的转速信息，便于对水下转动目标进行精准定位。

可以理解地，在本发明的一个实施场景中，当用户设置的换能器发射的声波频率为1MHz时，由预设的菲涅尔聚焦式螺旋衍射栅产生10阶拓扑荷数的涡旋声波，对水下转动目标的瞬时角速度及角加速度进行探测。设置水下转动目标的瞬时角速度为500rad/s

进一步地，本发明还提供一种转速测量装置。

参照图9，图9为本发明转速测量装置第一实施例的功能模块示意图。

所述转速测量装置包括：

发射采集模块10，用于向水下转动目标发射涡旋声波，采集所述涡旋声波经所述水下转动目标散射后的回波信号；

分析模块20，用于通过预设分析方式对所述回波信号进行分析，得到所述水下转动目标的频谱偏移量；

计算模块30，用于基于所述频谱偏移量，计算所述水下转动目标的转速信息。

进一步地，所述发射采集模块10包括：

第一发射单元，用于基于声涡旋信号装置中的换能器发射声波；

衍射单元，用于基于所述声涡旋信号装置中的预设聚焦式螺旋衍射栅对所述声波进行衍射，形成涡旋声波；

第二发射单元，用于将所述涡旋声波发射至水下转动目标。

进一步地，所述发射采集模块10还包括：

获取单元，用于当接收到转速测量指令时，获取所述转速测量指令中的声波参数；

第三发射单元，用于基于声涡旋信号装置中的换能器以所述声波参数发射声波。

进一步地，所述发射采集模块10还包括：

对位设置单元，用于将声涡旋信号装置中的换能器与预设聚焦式螺旋衍射栅进行对位设置，以使所述换能器发射的声波通过所述预设聚焦式螺旋衍射栅衍射形成所述涡旋声波。

进一步地，所述发射采集模块10还包括：

基于所述预设聚焦式螺旋衍射栅上的水听器采集所述水下转动目标基于所述涡旋声波散射的回波信号。

进一步地，所述分析模块20包括：

数据转换单元，用于将所述回波信号进行数据转换，得到回波信号公式；

分析单元，用于通过预设分析方式对所述回波信号公式进行分析，得到所述水下转动目标的频谱偏移量。

进一步地，所述计算模块30包括：

第一计算单元，用于获取第一预设公式，根据所述频谱偏移量与所述第一预设公式计算所述水下转动目标的瞬时角速度；

第二计算单元，用于获取第二预设公式，根据所述频谱偏移量与所述第二预设公式计算所述水下转动目标的角加速度；

生成单元，用于将所述瞬时角速度与所述角加速度形成所述水下转动目标的转速信息。

此外，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质优选为计算机可读存储介质，其上存储有转速测量程序，所述转速测量程序被处理器执行时实现上述转速测量方法各实施例的步骤。

在本发明转速测量装置和计算机可读介质的实施例中，包含了上述转速测量方法各实施例的全部技术特征，说明和解释内容与上述转速测量方法各实施例基本相同，在此不做赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是固定终端，如物联网智能设备，包括智能空调、智能电灯、智能电源、智能路由器等智能家居；也可以是移动终端，包括智能手机、可穿戴的联网AR/VR装置、智能音箱、自动驾驶汽车等诸多联网设备)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。