利用毫米波检测材料的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信息处理技术，尤其涉及一种利用毫米波检测材料的方法及系统。
【背景技术】
[0002]如今，基于无线信号的检测在各种场合发挥着重要作用，如跌倒检测、人体手势识另IJ、物体成像等，随着无线通信频谱资源越来越紧张以及数据传输速率越来越高的必然趋势下，60GHz频段无线短距通信技术也越来越受到关注，成为未来无线通信技术中最具潜力的技术之一。60GHZ频率的无线信号有许多可使用的频谱信号，微波无线通信技术因为有足够的带宽资源，无需使用复杂技术就可以在较低的信噪比下达到较高的传输速率，性能是其他无线传输技术数十倍。微波通信技术在许多领域得到了推广应用。现有的材料检测设备或者金属检测仪由于其不便携带且只能检测出金属不能分别出具体的材料类型，随着微波无线通信技术的普及，不需要笨重的设备和易部署，毫米波主要依靠发射端发射和接受端接收，通过对比信号损失来识别材料。
[0003]现有的金属检测方法是利用电磁感应的原理，利用有交流电通过的线圈，产生迅速变化的磁场，这个磁场能在金属物体内部能感生祸电流，祸电流又会产生磁场，倒过来影响原来的磁场，引发探测器发出鸣声，这种检测方法能够广泛地应用到加工业，政府机关，娱乐场所和出入境口岸，这种金属检测方法只能识别出金属材料，但不能具体识别出哪一种金属材料。另外，现有的金属探测仪只能够很好的区分金属和非金属。如果需要利用简单的设备能够很好地区分出具体是哪种材料也很困难。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种利用毫米波检测材料的系统及方法，解决现有技术中具体实施和定位性能比较差的问题。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:设计、制造了一种利用毫米波检测材料的系统，包括发射端，用于发射毫米波信号到所要探测的物体，并记录发射端正对材料表面的角度Θ ;接收端，用于接收反射回来的信号并计算RSS值;判断模块，用于根据发射端和接收端所记录的信息，识别出所探测的材料;反馈模块，将判断模块检测出的结果和已知的材料进行比对;显示模块，用来显示经过判断模块所检测出的材料类型。
[0006]作为本发明的进一步改进:所述接收端的数目为一个或两个以上，当数目为一个时通过移动模拟出天线阵列;所述接收端利用OFDM求得子载波。
[0007]作为本发明的进一步改进:所述判断模块中，根据发射端和接收端分别记录的角度和信号强度，利用分类算法进行更好的匹配。
[0008]作为本发明的进一步改进:所述反馈模块反馈针对分类识别的结果的响应信息，调整分类算法模型。
[0009]作为本发明的进一步改进:所述判断模块对信道状态信息的时间序列实施数据分割得到若干子序列，根据子序列计算出信号衰减值;根据发射端对物体表面的入射角度和经过反射后的信号衰减来判断物体的大致类别。
[0010]本发明同时提供了一种利用毫米波检测材料的系统的方法，包括如下步骤:(SlOl)发射端发射毫米波信号到所要探测的物体;(S102)接收端接收发射端反射回来的信号并计算RSS值；(S103)判断模块识别所探测的材料；(S104)显示模块显示经过判断模块所检测出的材料类型。
[0011]作为本发明的进一步改进:所述步骤(S103)中，预先建立起以设定空间内由于所测材料的特性不通所导致信道状态信息变化的模式作为训练样本的模型;将发射端的入射角度和子序列的信号衰减量作为特征值输入到训练样本的模型中，得出目标材料的大致类别。
[0012]作为本发明的进一步改进:利用K-近邻法对大致分类进行准确分类，进而判断出所测物体具体属于那种类别。
[0013]作为本发明的进一步改进:所述的利用毫米波检测材料的系统的方法还包括数据校正，具体为:判断模块所判断出的结果与材料实际有出入时进行校正后重新测量。
[0014]作为本发明的进一步改进:所述发射端记录发射端正对材料表面的角度;获得发射初始信号的强度和角度;所述接收端利用OFDM求得子载波。
[0015]本发明的有益效果是:基于毫米波的金属检测方法不管在具体实施上还是定位性能上，较之前的金属检测方法都有很大的提高;可利用现有开放的无线频谱展开测量;仅需要依赖毫米波，也无须用其他的任何改动，不需要其他额外的设备;无线信号受非视距影响小，即时在有阻挡的情况下能够有效地测量;能够更加精确的区分去不同的类型的材料。
[0016]【【附图说明】】
附图1为本发明的一种实施例的毫米波检测固体材料系统的硬件构成示意图；
附图2为本发明的毫米波检测固体材料系统的实时流程简图；
附图3为本发明的一种实施例的毫米波检测方法的实现流程示意图。
[0017]【【具体实施方式】】
下面结合【附图说明】及【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0018]—种利用毫米波检测材料的系统，包括发射端，用于发射毫米波信号到所要探测的物体，并记录发射端正对材料表面的角度Θ;接收端，用于接收反射回来的信号并计算RSS值;判断模块，用于根据发射端和接收端所记录的信息，识别出所探测的材料;反馈模块，将判断模块检测出的结果和已知的材料进行比对;显示模块，用来显示经过判断模块所检测出的材料类型。
[0019]所述接收端的数目为一个或两个以上，当数目为一个时通过移动模拟出天线阵列;所述接收端利用OFDM求得子载波。
[0020]所述判断模块中，根据发射端和接收端分别记录的角度和信号强度，利用分类算法进行更好的匹配。
[0021]所述反馈模块反馈针对分类识别的结果的响应信息，调整分类算法模型。
[0022]所述判断模块对信道状态信息的时间序列实施数据分割得到若干子序列，根据子序列计算出信号衰减值;根据发射端对物体表面的入射角度和经过反射后的信号衰减来判断物体的大致类别。
[0023]本发明同时提供了一种利用毫米波检测材料的方法，包括如下步骤:(SlOl)发射端发射毫米波信号到所要探测的物体；(S102)接收端接收发射端反射回来的信号并计算RSS值；(S103)判断模块识别所探测的材料；(S104)显示模块显示经过判断模块所检测出的材料类型。
[0024]所述步骤(S103)中，预先建立起以设定空间内由于所测材料的特性不通所导致信道状态信息变化的模式作为训练样本的模型;将发射端的入射角度和子序列的信号衰减量作为特征值输入到训练样本的模型中，得出目标材料的大致类别。
[0025]利用K-近邻法对大致分类进行准确分类，进而判断出所测物体具体属于那种类别。
[0026]所述的利用毫米波检测材料的系统的方法还包括数据校正，具体为:判断模块所判断出的结果与材料实际有出入时进行校正后重新测量。
[0027]所述发射端记录发射端正对材料表面的角度;获得发射初始信号的强度和角度；所述接收端利用OFDM求得子载波。
[0028]在一实施例中，本发明的基于毫米波的判别材料的实现系统，包括:
发射端，用于发射毫米波信号到所要探测的物体，并记录发射端正对材料表面的角度
θ;
接收端，用于接收反射回来的信号并计算RSS值；
判断模块，用于根据发射端和接受端所记录的信息，对比材料识别表和利用相关算法进行更好地匹配，识别出所探测的材料
反馈模块，将判断模块检测出的结果和已知的材料进行比对，如果出现偏差，进行校正，从而是判别算法更为精确
显示模块，用来显示经过判断模块所检测出的材料类型。
[0029]对于上述基于毫米波的判别材料的实现系统，其具体的实现步骤如下:
51、无线接收端接收来自无线发射端的无线信号，并利用OFDM求得子载波
52、根据接收端接收的信号强度和发射端的入射角度来进行分类判别
53、基于上述步骤判别出的大致分类，利用K-近邻法对大致分类进行准确分类，进而判断出所测物体具体属于那种类别。
[0030]在实际应用中，本发明的基于毫米波的判别材料的方法可在应用服务器上实现。本发明中，所述无线发射端的数目为一个，所述无线接收端的数目为一个或者两个以上。系统中由多根天线来发送和接收无线信号；当无线接收端的数目为一个时，通过移动无线接收端将其模拟成一个阵列。如附