利用毫米波檢測材料的方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及信息處理技術，尤其涉及一種利用毫米波檢測材料的方法及系統。
【背景技術】
[0002]如今，基于無線信號的檢測在各種場合發揮著重要作用，如跌倒檢測、人體手勢識另IJ、物體成像等，隨著無線通信頻譜資源越來越緊張以及數據傳輸速率越來越高的必然趨勢下，60GHz頻段無線短距通信技術也越來越受到關注，成為未來無線通信技術中最具潛力的技術之一。60GHZ頻率的無線信號有許多可使用的頻譜信號，微波無線通信技術因為有足夠的帶寬資源，無需使用復雜技術就可以在較低的信噪比下達到較高的傳輸速率，性能是其他無線傳輸技術數十倍。微波通信技術在許多領域得到了推廣應用。現有的材料檢測設備或者金屬檢測儀由于其不便攜帶且只能檢測出金屬不能分別出具體的材料類型，隨著微波無線通信技術的普及，不需要笨重的設備和易部署，毫米波主要依靠發射端發射和接受端接收，通過對比信號損失來識別材料。
[0003]現有的金屬檢測方法是利用電磁感應的原理，利用有交流電通過的線圈，產生迅速變化的磁場，這個磁場能在金屬物體內部能感生禍電流，禍電流又會產生磁場，倒過來影響原來的磁場，引發探測器發出鳴聲，這種檢測方法能夠廣泛地應用到加工業，政府機關，娛樂場所和出入境口岸，這種金屬檢測方法只能識別出金屬材料，但不能具體識別出哪一種金屬材料。另外，現有的金屬探測儀只能夠很好的區分金屬和非金屬。如果需要利用簡單的設備能夠很好地區分出具體是哪種材料也很困難。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種利用毫米波檢測材料的系統及方法，解決現有技術中具體實施和定位性能比較差的問題。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:設計、制造了一種利用毫米波檢測材料的系統，包括發射端，用于發射毫米波信號到所要探測的物體，并記錄發射端正對材料表面的角度Θ ;接收端，用于接收反射回來的信號并計算RSS值;判斷模塊，用于根據發射端和接收端所記錄的信息，識別出所探測的材料;反饋模塊，將判斷模塊檢測出的結果和已知的材料進行比對;顯示模塊，用來顯示經過判斷模塊所檢測出的材料類型。
[0006]作為本發明的進一步改進:所述接收端的數目為一個或兩個以上，當數目為一個時通過移動模擬出天線陣列;所述接收端利用OFDM求得子載波。
[0007]作為本發明的進一步改進:所述判斷模塊中，根據發射端和接收端分別記錄的角度和信號強度，利用分類算法進行更好的匹配。
[0008]作為本發明的進一步改進:所述反饋模塊反饋針對分類識別的結果的響應信息，調整分類算法模型。
[0009]作為本發明的進一步改進:所述判斷模塊對信道狀態信息的時間序列實施數據分割得到若干子序列，根據子序列計算出信號衰減值;根據發射端對物體表面的入射角度和經過反射后的信號衰減來判斷物體的大致類別。
[0010]本發明同時提供了一種利用毫米波檢測材料的系統的方法，包括如下步驟:(SlOl)發射端發射毫米波信號到所要探測的物體;(S102)接收端接收發射端反射回來的信號并計算RSS值；(S103)判斷模塊識別所探測的材料；(S104)顯示模塊顯示經過判斷模塊所檢測出的材料類型。
[0011]作為本發明的進一步改進:所述步驟(S103)中，預先建立起以設定空間內由于所測材料的特性不通所導致信道狀態信息變化的模式作為訓練樣本的模型;將發射端的入射角度和子序列的信號衰減量作為特征值輸入到訓練樣本的模型中，得出目標材料的大致類別。
[0012]作為本發明的進一步改進:利用K-近鄰法對大致分類進行準確分類，進而判斷出所測物體具體屬于那種類別。
[0013]作為本發明的進一步改進:所述的利用毫米波檢測材料的系統的方法還包括數據校正，具體為:判斷模塊所判斷出的結果與材料實際有出入時進行校正后重新測量。
[0014]作為本發明的進一步改進:所述發射端記錄發射端正對材料表面的角度;獲得發射初始信號的強度和角度;所述接收端利用OFDM求得子載波。
[0015]本發明的有益效果是:基于毫米波的金屬檢測方法不管在具體實施上還是定位性能上，較之前的金屬檢測方法都有很大的提高;可利用現有開放的無線頻譜展開測量;僅需要依賴毫米波，也無須用其他的任何改動，不需要其他額外的設備;無線信號受非視距影響小，即時在有阻擋的情況下能夠有效地測量;能夠更加精確的區分去不同的類型的材料。
[0016]【【附圖說明】】
附圖1為本發明的一種實施例的毫米波檢測固體材料系統的硬件構成示意圖；
附圖2為本發明的毫米波檢測固體材料系統的實時流程簡圖；
附圖3為本發明的一種實施例的毫米波檢測方法的實現流程示意圖。
[0017]【【具體實施方式】】
下面結合【附圖說明】及【具體實施方式】對本發明進一步說明。
[0018]—種利用毫米波檢測材料的系統，包括發射端，用于發射毫米波信號到所要探測的物體，并記錄發射端正對材料表面的角度Θ;接收端，用于接收反射回來的信號并計算RSS值;判斷模塊，用于根據發射端和接收端所記錄的信息，識別出所探測的材料;反饋模塊，將判斷模塊檢測出的結果和已知的材料進行比對;顯示模塊，用來顯示經過判斷模塊所檢測出的材料類型。
[0019]所述接收端的數目為一個或兩個以上，當數目為一個時通過移動模擬出天線陣列;所述接收端利用OFDM求得子載波。
[0020]所述判斷模塊中，根據發射端和接收端分別記錄的角度和信號強度，利用分類算法進行更好的匹配。
[0021]所述反饋模塊反饋針對分類識別的結果的響應信息，調整分類算法模型。
[0022]所述判斷模塊對信道狀態信息的時間序列實施數據分割得到若干子序列，根據子序列計算出信號衰減值;根據發射端對物體表面的入射角度和經過反射后的信號衰減來判斷物體的大致類別。
[0023]本發明同時提供了一種利用毫米波檢測材料的方法，包括如下步驟:(SlOl)發射端發射毫米波信號到所要探測的物體；(S102)接收端接收發射端反射回來的信號并計算RSS值；(S103)判斷模塊識別所探測的材料；(S104)顯示模塊顯示經過判斷模塊所檢測出的材料類型。
[0024]所述步驟(S103)中，預先建立起以設定空間內由于所測材料的特性不通所導致信道狀態信息變化的模式作為訓練樣本的模型;將發射端的入射角度和子序列的信號衰減量作為特征值輸入到訓練樣本的模型中，得出目標材料的大致類別。
[0025]利用K-近鄰法對大致分類進行準確分類，進而判斷出所測物體具體屬于那種類別。
[0026]所述的利用毫米波檢測材料的系統的方法還包括數據校正，具體為:判斷模塊所判斷出的結果與材料實際有出入時進行校正后重新測量。
[0027]所述發射端記錄發射端正對材料表面的角度;獲得發射初始信號的強度和角度；所述接收端利用OFDM求得子載波。
[0028]在一實施例中，本發明的基于毫米波的判別材料的實現系統，包括:
發射端，用于發射毫米波信號到所要探測的物體，并記錄發射端正對材料表面的角度
θ;
接收端，用于接收反射回來的信號并計算RSS值；
判斷模塊，用于根據發射端和接受端所記錄的信息，對比材料識別表和利用相關算法進行更好地匹配，識別出所探測的材料
反饋模塊，將判斷模塊檢測出的結果和已知的材料進行比對，如果出現偏差，進行校正，從而是判別算法更為精確
顯示模塊，用來顯示經過判斷模塊所檢測出的材料類型。
[0029]對于上述基于毫米波的判別材料的實現系統，其具體的實現步驟如下:
51、無線接收端接收來自無線發射端的無線信號，并利用OFDM求得子載波
52、根據接收端接收的信號強度和發射端的入射角度來進行分類判別
53、基于上述步驟判別出的大致分類，利用K-近鄰法對大致分類進行準確分類，進而判斷出所測物體具體屬于那種類別。
[0030]在實際應用中，本發明的基于毫米波的判別材料的方法可在應用服務器上實現。本發明中，所述無線發射端的數目為一個，所述無線接收端的數目為一個或者兩個以上。系統中由多根天線來發送和接收無線信號；當無線接收端的數目為一個時，通過移動無線接收端將其模擬成一個陣列。如附