CN106997642B - 基于频谱分析的入侵目标检测定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于频谱分析的入侵目标检测定位方法及系统，使用两个超声波测距仪分别对监测范围进行监测，每个超声波测距仪同时测量多个目标的距离并检测回波的强度；当超声波测距仪的测量结果保持稳定时，判断未检测到出现移动目标，当超声波测距仪的测量结果发生变化，判断检测到出现移动目标，并根据两个超声波测距仪的新增测量结果定位移动目标。本发明使用超声波进行入侵检测，同时进行目标定位。本发明的每个超声波测距仪同时测量多个目标的距离并检测回波的强度，得到监测范围内所有目标的距离以及目标的反射属性，成本低廉，性能可靠，易于实施。适于推广使用，具有重要的市场价值。

Description

基于频谱分析的入侵目标检测定位方法及系统

技术领域

本发明涉及安全防范以及定位领域，特别是一种基于频谱分析的入侵目标检测定位方法及系统。

背景技术

在安全防范系统中，入侵检测以及目标定位的作用十分重要。目前常用的入侵检测手段主要有被动红外、主动红外、对射、微波、视频、磁性、声音以及激光扫描等。除了激光扫描方式具有精确目标定位的功能外，其余方式都只能做到区域定位。而激光扫描一方面成本昂贵，另一方面内部有机械机构(旋转马达)，可靠性与寿命受限，因此普及度不高。

发明内容

本发明针对现有技术缺陷，提出了低成本高精度的入侵目标检测定位方法及系统。

本发明技术方案提供一种基于频谱分析的入侵目标检测定位方法，使用两个超声波测距仪分别对监测范围进行监测，每个超声波测距仪同时测量多个目标的距离并检测回波的强度；当超声波测距仪的测量结果保持稳定时，判断未检测到出现移动目标，当超声波测距仪的测量结果发生变化，判断检测到出现移动目标，并根据两个超声波测距仪的新增测量结果定位移动目标；

所述每个超声波测距仪同时测量多个目标的距离并检测回波的强度，实现方式如下，

采用线性扫频方式生成超声波，包括循环按照生成随时间变化的信号，一路用于将超声波发射出去，另一路用于准备与接收的信号混频；信号生成方式为，设超声波发生的起始频率为fs，扫频时间为T，扫频带宽为D，发射的超声波的频率ft与时间t的关系为ft＝fs+t×D/T，t＝[0,T]；

对超声波发射的信号和经过反射延迟被接收的信号进行混频，得到差频信号，经模拟数字转换后记录；

根据记录结果进行快速富立叶变换处理，将时域信号转换为频域信号，从而提取各个频率差异C，得到每个波峰相应目标的距离D和振幅A，包括根据C＝tr×D/T求取tr，再计算D＝S×tr/2，tr为信号的当前发射时间加反射时间，S为光速；振幅A代表相应强度。

而且，两个超声波测距仪选择不同的超声波频率，互不干扰。

而且，扫频时间T采用最大探测距离相应的超声波最长传播时间。

而且，在第N次扫频开始的同时，对第N-4，N-3，N-2，N-1次扫频反射的数据进行快速富立叶变换处理。

而且，当超声波测距仪的测量结果发生变化，包括距离和强度有任一发生变化，都判断检测到出现移动目标。

本发明相应提供一种基于频谱分析的入侵目标检测定位系统，设置两个超声波测距仪和一个监测中心设备，两个超声波测距仪分别连接监测中心设备；

所述超声波测距仪用于分别对监测范围进行监测，每个超声波测距仪同时测量多个目标的距离并检测回波的强度，测量结果传输到监测中心设备；

所述每个超声波测距仪同时测量多个目标的距离并检测回波的强度，实现方式如下，

采用线性扫频方式生成超声波，包括循环按照生成随时间变化的信号，一路用于将超声波发射出去，另一路用于准备与接收的信号混频；信号生成方式为，设超声波发生的起始频率为fs，扫频时间为T，扫频带宽为D，发射的超声波的频率ft与时间t的关系为ft＝fs+t×D/T，t＝[0,T]；

对超声波发射的信号和经过反射延迟被接收的信号进行混频，得到差频信号，经模拟数字转换后记录；

根据记录结果进行快速富立叶变换处理，将时域信号转换为频域信号，从而提取各个频率差异C，得到每个波峰相应目标的距离D和振幅A，包括根据C＝tr×D/T求取tr，再计算D＝S×tr/2，tr为信号的当前发射时间加反射时间，S为光速；振幅A代表相应强度；

所述监测中心设备，用于根据两个超声波测距仪的测量结果进行判断，当超声波测距仪的测量结果保持稳定时，判断未检测到出现移动目标，当超声波测距仪的测量结果发生变化，判断检测到出现移动目标，并根据两个超声波测距仪的新增测量结果定位移动目标。

而且，两个超声波测距仪选择不同的超声波频率，互不干扰。

而且，扫频时间T采用最大探测距离相应的超声波最长传播时间。

而且，在第N次扫频开始的同时，对第N-4，N-3，N-2，N-1次扫频反射的数据进行快速富立叶变换处理。10.根据权利要求6或7或8所述基于频谱分析的入侵目标检测定位系统，其特征在于：当超声波测距仪的测量结果发生变化，包括距离和强度有任一发生变化，都判断检测到出现移动目标。

本发明使用超声波进行入侵检测，并使用频谱分析的方法代替回波前沿检测，同时进行目标定位。本发明的每个超声波测距仪同时测量多个目标的距离并检测回波的强度，得到监测范围内所有目标的距离以及目标的反射属性，成本低廉，性能可靠，易于实施。适于推广使用，具有重要的市场价值。

附图说明

图1为本发明实施例的安装现场示意图。

图2为本发明实施例的系统整体结构示意图。

图3为本发明实施例提出的多回波超声测距装置结构示意图。

图4为本发明实施例的监测中心设备结构示意图。

图5为本发明实施例利用多周期数据作FFT处理的示意图。

图6为本发明实施例的效果对比图，其中图6a为原始采样的数据经FFT之后的结果示意图，图6b为循环利用数据发采样后的数据经FFT之后的结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

本发明使用两个超声波测距仪分别对监测范围进行监测，当监测范围内没有移动目标时，超声波测距仪的测量结果保持稳定，当监测范围内出现移动目标时，超声波测距仪的测量结果发生变化，根据两个超声波测距仪的测量结果进行计算，即可将目标进行定位。

和现有技术不同的是，本发明采用的超声波测距仪同时测量多个目标的距离并检测回波的强度。通常的超声波测距装置，只检测第一回波或者最强回波，因此测量的结果是单一目标的距离，反射波前沿提取虽然方法简单，但是可靠性低，容易受到干扰。而本发明中的超声波测距装置不再以检测反射波前沿的方法检测和分析回波，而是用FFT变换、频谱分析的方法提取多个回波的返回时间以及回波强度，从而可以准确快速得到监测范围内所有目标的距离以及目标的反射属性。

本发明实施例提供一种基于频谱分析的入侵目标检测定位方法，使用两个超声波测距仪分别对监测范围进行监测，每个超声波测距仪同时测量多个目标的距离并检测回波的强度；当超声波测距仪的测量结果保持稳定时，判断未检测到出现移动目标，当超声波测距仪的测量结果发生变化，判断检测到出现移动目标，并根据两个超声波测距仪的新增测量结果定位移动目标；

所述每个超声波测距仪同时测量多个目标的距离并检测回波的强度，实现方式如下，

采用线性扫频方式生成超声波，包括循环按照生成随时间变化的信号，一路用于将超声波发射出去，另一路用于准备与接收的信号混频；信号生成方式为，设超声波发生的起始频率为fs，扫频时间为T，扫频带宽为D，发射的超声波的频率ft与时间t的关系为ft＝fs+t×D/T，t＝[0,T]；

对超声波发射的信号和经过反射延迟被接收的信号进行混频，得到差频信号，经模拟数字转换后记录；

根据记录结果进行快速富立叶变换处理，将时域信号转换为频域信号，从而提取各个频率差异C，得到每个波峰相应目标的距离D和振幅A，包括根据C＝tr×D/T求取tr，再计算D＝S×tr/2，tr为信号的当前发射时间加反射时间，S为光速；振幅A代表相应强度。

本发明实施例还相应提供一种基于频谱分析的入侵目标检测定位系统，设置两个超声波测距仪和一个监测中心设备，两个超声波测距仪分别连接监测中心设备；参见图1，安装两个超声波测距仪2后，将两个超声波测距仪连接到监测中心设备1。其中监测中心设备1和超声波测距仪2之间的联结可以用无线方式，也可以用有线方式。超声波测距测量方式同上。

所述监测中心设备，用于根据两个超声波测距仪的测量结果进行判断，当超声波测距仪的测量结果保持稳定时，判断未检测到出现移动目标，当超声波测距仪的测量结果发生变化，判断检测到出现移动目标，并根据两个超声波测距仪的新增测量结果定位移动目标。

参见图1，采用本发明实施例所提供入侵检测系统的现场实例。监测范围内现有四个固定目标，分别记为3、4、5、6，正常情况下都存在于监测范围内。假定的入侵目标记为7，正常情况下不在监测范围内，如果被监测到，则说明是入侵目标进入现场。在需要监测的范围内，确定两个监测点，各安装一个超声波测距仪2(为便于查看，图2中第一个超声波测距仪标记为2，第二个超声波测距仪标记为2’)。具体实施时，这两个监测点的选择原则是视野开阔，遮挡少，都能够观察到大部分被监测的范围。由于超声波的传播直线性较高，因此被遮挡的范围无法监测。

预先测量两个监测点的坐标，作为计算目标位置的参考点。

需要注意的是，两个超声波测距仪的超声频率应该选择不同的频率，或者设置两个超声波测距仪的测量时间错开，否则将会互相干扰，影响测量结果。

此时两个超声波测距仪2和2’开始连续测量，并将测量结果传输到监测中心设备1进行数据处理，测量结果包含两列，第一列是数据编号，第二列是目标距离，第三列是目标的反射属性(反射强度)。

示例：

第一个超声波测距仪2的测量结果：

1，5.9，0.6

2，11.2，0.2

第二个超声波测距仪2’的测量结果：

1，4.2，0.6

2，8.8，0.4

3，10.0，0.2

表示在监测范围内，能够检测到的目标，其中有的监测结果实际上是多个目标的反射结果，例如对于第一个超声波测距仪，距离是5.9的有两个目标3和4，但是超声波测距仪无法分辨角度，因此测量结果表现为一条，由于最终对入侵检测的判定是以测量结果的变化为依据，因此这并不影响监测结果。另外，由于对于第一个超声波测距仪来说，目标5被目标4遮挡，因此不能出现在测量结果中。

当监测范围内没有入侵，即目标7不在监测范围内，并且现有目标3，4，5，6没有移动的情况下，两个超声波测距仪的测量结果会比较恒定，仅存在测量误差。

当监测范围内发生入侵时，即目标7进入监测范围后，测量结果变成：

第一个超声波测距仪的测量结果：

1，5.9，0.6

2，11.2，0.2

3，11.7，0.2

第二个超声波测距仪的测量结果：

1，4.2，0.6

2，8.8，0.4

3，10.0，0.2

4，15.1，0.1

监测中心设备的处理系统检测到本次测量结果与上次的测量结果的差异，判定有入侵发生，然后根据测量结果判断入侵目标的位置：

找出新出现的测量结果，在第一个超声波测距仪中是第3条：

3，11.7，0.2

在第二个超声波测距仪中是第4条：

4，15.1，0.1

这两条测量结果反映的是入侵目标与两个超声波测距仪的距离，由于两个超声波测距仪的坐标已经在步骤中测得，因此容易求得入侵目标的坐标。

同样道理，当监测范围内有目标发生移动时，在测量结果中也会体现出来，因此也可监测到。

因为入侵者可能避开入侵监测，直接进入防区挪动物品。安防实际应用中，一般只要有活动目标，无论是入侵的还是原有目标移动，一律报警。

现有的超声波测距仪仅提取了首个反射波的到达时间，并根据该时间与超声波发射的时间差计算出目标的距离，显然达不到本发明的要求。而本发明中所需要的超声波测距仪，需要测量多个目标的距离和反射属性，因此本发明提出了进一步的技术方案。另外，由于在监测范围内需要安装不只一个超声波测距仪，这些装置同时工作，因此优选使用不同的超声波频率，以免互相干扰。

本发明中提供了一种超声波测距仪，采用线性扫频方式生成超声波，即所发射的超声波频率随着时间线性变化，然后将收到的反射波与正在发射的信号频率混频，从而求出接收到的信号与正在发射的信号的频率差，这个频率差即反映了反射时间，从而可以求得反射目标的距离。检测频率差适用的手段是FFT，因此可以求得多个峰值，于是同时得到多个反射目标的距离。

实施例的超声波测距仪实现如下：

首先确定设计参数，由于超声波的衰减以及传播时间限制，需要限定需要探测的最大距离。根据当前的超声波传感器性能并综合通常的建筑物进深，将最大探测距离设计为10米较为合理，此时超声波最长传播时间(发射+反射时间)约为2×10/340＝0.06秒，即60毫秒，则理论最高测量速率约为1/0.06＝17次/秒。实际上还有数据处理时间等因素以及考虑系统可靠性，一般可以达到10次/秒。如果监测范围超过10米，则需要将监测范围分区。

设置超声波发生器的起始频率为fs，扫频时间T为0.06秒，由于超声波换能器(发射器与接收器)的带宽有限，因此扫频带宽不宜过宽，根据常见换能器的参数，优选将扫频带宽D设置为500Hz。

假设信号的当前发射时间加反射时间为tr，则在每个扫频周期内的任意时刻，发射的超声波的频率ft与时间t的关系为：

ft＝fs+t×D/T(t＝[0,T]) 公式1

实施例中为，ft＝fs+t×500/0.06(t＝[0,0.06])。

而此时，超声波接收器接收的超声波信号为tr时间以前所发射的信号，因此其频率fr为：

fr＝fs+(t-tr)×D/T(t＝[0,T]) 公式2

实施例中为，fr＝fs+(t-tr)×500/0.06(t＝[0,0.06])。

则频率差异C求取如下，

C＝fr-ft＝tr×D/T 公式3

实施例中为，fr-ft＝tr×500/0.06。

该差值C通过对发射信号和接收信号的混频信号进行离散数据的快速富立叶变换FFT可以获得，因此tr可以求得，反射目标的距离D即为：

D＝S×tr/2(S＝声速) 公式4

对于多个目标的反射信号，在快速富立叶变换FFT变换结果中反映为多个峰值，将其分别提取即可得到多个目标的距离，而反射信号的强度正好体现为FFT结果中的幅度。

对于安防入侵定位，一般来说测距精度只需要达到0.2米就足够了，因此将设计测距精度设置为0.2米。由此可计算，FFT的分辨率需要优于0.2/340*500/0.06＝4.9Hz。而一个扫频周期只有0.06秒，据此计算，在一个扫频周期内，FFT的频率分辨率只能达到16.67Hz，如果要提高分辨率必须增加采样时间，而这样必然会降低监测速率。

因此本发明采取了一个特殊的累积方法提高频率分辨率，就是循环利用数据法，每次扫频开始，就将先前的若干次(例如4次)的混频数据采样进行FFT分析，参见图5，具体过程为：系统开始运行后，第一次到第三次扫频的时候，只是将每次的反射数据采集下来，不做FFT分析，在第四次扫频结束后，此时已经积累了四次的扫频反射数据，一共0.24秒，此时对这类累积的4次连续数据进行FFT分析，同时扫频仍然在继续进行。在第五次扫频结束后，开始第六次扫频的同时，再对第2，3，4，5次扫频反射数据进行FFT分析，如此一直运行下去，即在第N次扫频开始的同时，对第N-4，N-3，N-2，N-1次扫频反射的数据进行FFT处理。这样即可把采样数据长度增加到0.24秒，频率分辨率达到4.1667Hz，但是很显然，这样会牺牲动态检测效果。

图6展示了原始采样的数据经FFT之后的结果(图6a)和循环利用数据发采样后的数据经FFT之后的结果(图6b)的对比，被目标反射的超声波信号的反射时间分别为0.018秒、0.024秒，0.036秒，对应的差频信号频率分别为150Hz，200Hz，300Hz，可见图6a中，原始数据直接变换的结果误差较大，偏离了150Hz，200Hz，300Hz，而图6b中经过循环利用的数据变换结果准确度提高了很多。需要注意的是，由于噪声影响以及混频器产生的直流分量影响，FFT的结果会在0Hz处产生一个波峰，这个结果应该被剔除掉，所带来的后果是，本装置有一个近距离盲区，大约为0.5米。由于装置安装在一定高度，通常超声波测距仪安装在距离地面0.5米以上，因此该问题对整体效果并无太大影响。

参见图3，实施例的超声波测距仪由单片机21，存储器22，超声波发射器23，升压器24，超声波接收器25，信号放大调理器26，模拟数字转换器27，电源28，无线通信组件29构成。单片机21的输出经升压器24连接超声波发射器23，超声波接收器25、信号放大调理器26和模拟数字转换器27依次连接后接入单片机21，单片机21外围连接无线通信组件29、存储器22和电源28。具体实施时，也可以采用有线通信接口。

具体实施时，各器件可采用现有芯片或元件实现。实施例的各主要器件选型如下：

单片机21: STM32F103

存储器22: 内置于单片机21中

超声波发射器23： 16mm 40Khz/28Khz T

升压器24： 采用通用超声波测距用变压器，阻抗比大约1：100

超声波接收器25： 16mm 40Khz/28Khz R

信号放大调理器26： LM324

模拟数字转换器ADC 27： 内置于单片机21中

参见图3，实施例的超声波测距仪包括单片机21，存储器22，超声波发射器23，功率放大器211，升压器24，超声波接收器25，信号放大调理器26，混频器27，模拟数字转换器28，电源210，无线通信组件29。单片机21的输出经功率放大器211、升压器24连接超声波发射器23，超声波接收器25经信号放大调理器26接入混频器27的一路输入，功率放大器211接入混频器27的另一路输入，混频器27的输出经模拟数字转换器28接入单片机21，单片机21外围连接无线通信组件29、存储器22和电源210。具体实施时，也可以采用有线通信接口。

具体实施时，各器件可采用现有芯片或元件实现。实施例的主要器件选型如下：

单片机21: STM32F103

存储器22: 内置于单片机21中

超声波发射器23： 16mm 40Khz/28Khz T

功率放大器： BSZ130N03MS G

升压器24： 采用通用超声波测距用变压器，阻抗比大约1：100

超声波接收器25： 16mm 40Khz/28Khz R

信号放大调理器26： LM324

混频器27： 2N9014

模拟数字转换器ADC 28：内置于单片机21中

超声波测距仪工作时执行以下流程：

1，采用线性扫频方式生成超声波，可由单片机21循环按照公式1生成随时间变化的信号，其中fs＝40KHz。信号分成两路，一路经过功率放大器211和阻抗匹配以及升压器24送至超声波发射器23，将超声波发射出去，另一路进入混频器27，准备与接收的信号混频。

实施例的信号生成方式如下，

设超声波发生的起始频率为fs，扫频时间为T，扫频带宽为D，发射的超声波的频率ft与时间t的关系为ft＝fs+t×D/T，t＝[0,T]。

2，超声波接收器25接收超声波，将接收到的声音信号转变成电信号，经过信号放大调理器26，送至混频器27，此时混频器27中既有来自步骤1的自身产生的信号，又有来自经过反射延迟、被超声波接收器25接收的信号，由于发射的超声波信号的频率是随时间线性变化的，因此这两路信号存在频率差，经过混频器27后，得到这个差频信号，差频信号经模拟数字转换器ADC 28进行数字化，单片机21接收这些数字化后的信息并记录到存储器22，一共记录240毫秒的信号。

因为实施例在第N次扫频开始的同时，对第N-4，N-3，N-2，N-1次扫频反射的数据进行FFT处理，因此每次快速富立叶变换处理需要记录240毫秒的信号。

3，单片机21将这240毫秒的信号进行快速富立叶变换处理，将时域信号转换为频域信号，从而提取各个频率差异(C)，每个频率差异反映了不同的反射时间，也就是不同的目标距离，而不同频率波峰的幅度，一定程度上可以反映反射目标的距离和反射面积。将可以识别的波峰按照振幅从大到小排序，根据公式1，2，3，4，可以求得每个目标的距离D，同时记录反映该反射目标的距离和相应频率波峰的振幅A。

即根据C＝tr×D/T，求取tr，再计算D＝S×tr/2。

4，单片机21将步骤3所得每个距离D和反射强度A通过无线通信组件29发送到监测中心1

5，本次测量完成，回到第步骤1，进行下一次测量过程。

需要注意的是，一个监测范围内安装有两个超声波测距装置，即2和2’。这两个装置，必须选择不同的超声波频率(例如一个fs＝28Khz，另一个fs＝40Khz)，以保证互不干扰。

实施例的监测中心设备1的实现如下：

监测中心设备1用于接收来自超声波测距仪2的测量结果，并根据测量结果进行计算，以判断是否有入侵发生。具体实施时可以利用现有的监控平台，或者专用的监测中心设备。

参见图4，实施例的监测中心设备1包含微处理器11、显示器12、控制键盘13、电源14和无线通信组件15，显示器12、控制键盘13、电源14和无线通信组件15分别连接微处理器11。因为超声波测距仪采用无线通信组件，实施例的监测中心设备1进行了相应设置。

监测中心设备1工作时执行以下流程：

1，准备工作：可由操作人员预先通过控制键盘13把超声波测距装置2和2’的坐标输入到监测中心1中，以供计算入侵目标位置使用。

2，无线通信组件15接收来自两个超声波测距装置2和2’的测量结果，并将这些数据送至微处理器11。

3，微处理器11将数据存储，并检查该组数据与上一组数据(如果有的话)对比，如果未发生变化，则认为无入侵目标，否则根据差异数据和步骤1中输入的坐标计算入侵目标的位置并将结果显示在显示器12上。

对比数据时，距离和强度有任一变化，都判断入侵。具体实施时，超声波测距无法分辨角度，因此如果入侵目标的位置恰好位于原有目标附近的时候，测距仪测得的距离值难以分辨入侵目标与原有目标，但是由于反射面积和反射目标的属性发生了变化，因此反射强度可能会有比较明显的变化，将反射强度的变化也作为辅助判断条件可以有效提高判断准确性。

4，本次探测完成，回到步骤2进行下一次探测。

本发明中所描述的具体实施例仅仅是对本发明进行举例说明。任何熟悉该技术的技术人员在本发明做揭露的技术范围内，都可轻易得到其变化或替换，因此本发明保护范围都应涵盖在由权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于频谱分析的入侵目标检测定位方法，其特征在于：使用两个超声波测距仪分别对监测范围进行监测，两个超声波测距仪选择不同的超声波频率，互不干扰；每个超声波测距仪同时测量多个目标的距离并检测回波的强度；当超声波测距仪的测量结果保持稳定时，判断未检测到出现移动目标，当超声波测距仪的测量结果发生变化，判断检测到出现移动目标，并根据两个超声波测距仪的新增测量结果定位移动目标；

所述每个超声波测距仪同时测量多个目标的距离并检测回波的强度，实现方式如下，

采用线性扫频方式生成超声波，包括循环生成随时间变化的信号，一路用于将超声波发射出去，另一路用于准备与接收的信号混频；信号生成方式为，设超声波发生的起始频率为fs，扫频时间为T，扫频带宽为W，发射的超声波的频率ft与时间t的关系为ft＝fs+t×W/T，t＝[0,T]；

对超声波发射的信号和经过反射延迟被接收的信号进行混频，得到差频信号，经模拟数字转换后记录；

根据记录结果进行快速傅里叶变换处理，将时域信号转换为频域信号，从而提取各个频率差异C，得到每个波峰相应目标的距离D和振幅A，包括根据C＝tr×W/T求取tr，再计算D＝S×tr/2，tr为信号的当前发射时间加反射时间，S为声速；振幅A代表相应强度。

2.根据权利要求1所述基于频谱分析的入侵目标检测定位方法，其特征在于：扫频时间T采用最大探测距离相应的超声波最长传播时间。

3.根据权利要求1或2所述基于频谱分析的入侵目标检测定位方法，其特征在于：在第N次扫频开始的同时，对第N-4，N-3，N-2，N-1次扫频反射的数据进行快速傅里叶变换处理，其中N大于等于5。

4.根据权利要求1或2所述基于频谱分析的入侵目标检测定位方法，其特征在于：当超声波测距仪的测量结果发生变化，包括距离和强度有任一发生变化，都判断检测到出现移动目标。

5.一种基于频谱分析的入侵目标检测定位系统，其特征在于：设置两个超声波测距仪和一个监测中心设备，两个超声波测距仪分别连接监测中心设备；两个超声波测距仪选择不同的超声波频率，互不干扰；

所述超声波测距仪用于分别对监测范围进行监测，每个超声波测距仪同时测量多个目标的距离并检测回波的强度，测量结果传输到监测中心设备；

所述每个超声波测距仪同时测量多个目标的距离并检测回波的强度，实现方式如下，

采用线性扫频方式生成超声波，包括循环生成随时间变化的信号，一路用于将超声波发射出去，另一路用于准备与接收的信号混频；信号生成方式为，设超声波发生的起始频率为fs，扫频时间为T，扫频带宽为W，发射的超声波的频率ft与时间t的关系为ft＝fs+t×W/T，t＝[0,T]；

对超声波发射的信号和经过反射延迟被接收的信号进行混频，得到差频信号，经模拟数字转换后记录；

根据记录结果进行快速傅里叶变换处理，将时域信号转换为频域信号，从而提取各个频率差异C，得到每个波峰相应目标的距离D和振幅A，包括根据C＝tr×W/T求取tr，再计算D＝S×tr/2，tr为信号的当前发射时间加反射时间，S为声速；振幅A代表相应强度；

所述监测中心设备，用于根据两个超声波测距仪的测量结果进行判断，当超声波测距仪的测量结果保持稳定时，判断未检测到出现移动目标，当超声波测距仪的测量结果发生变化，判断检测到出现移动目标，并根据两个超声波测距仪的新增测量结果定位移动目标。

6.根据权利要求5所述基于频谱分析的入侵目标检测定位系统，其特征在于：扫频时间T采用最大探测距离相应的超声波最长传播时间。

7.根据权利要求5或6所述基于频谱分析的入侵目标检测定位系统，其特征在于：在第N次扫频开始的同时，对第N-4，N-3，N-2，N-1次扫频反射的数据进行快速傅里叶变换处理，其中N大于等于5。

8.根据权利要求5或6所述基于频谱分析的入侵目标检测定位系统，其特征在于：当超声波测距仪的测量结果发生变化，包括距离和强度有任一发生变化，都判断检测到出现移动目标。

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