CN108072872A - 信息提取装置、物品检测装置 - Google Patents

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CN108072872A CN201611022588.6A CN201611022588A CN108072872A CN 108072872 A CN108072872 A CN 108072872A CN 201611022588 A CN201611022588 A CN 201611022588A CN 108072872 A CN108072872 A CN 108072872A
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底欣
张兆宇
吴杰
田军
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Fujitsu Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/887—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for detection of concealed objects, e.g. contraband or weapons
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more

Abstract

本发明实施例提供一种信息提取装置和物品检测装置，其中，该信息提取装置包括：收发单元，其向目标物品交替发送两个发射信号，并接收该发射信号经该目标物品反射后的两个反射信号；第一处理单元，其将该两个反射信号分别与该两个发射信号进行混频处理，获得相应的两个基带信号；第二处理单元，其根据该两个基带信号从该发射信号和接收的反射信号的相位变化量中去除由该收发单元到该目标物品的距离引起的第一相位变化量，确定由该目标物品引起的第二相位变化量F。通过上述信息提取装置，能够提取出不同目标物品表面反射引起的相位变化量，消除了目标物品和收发单元距离的微小变化对该相位变化量值计算的影响，从而得到准确的F值。

Description

信息提取装置、物品检测装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种信息提取方法和装置、物品检测方法和装置。
背景技术
近年来，公共场所的安全问题越来越受到人们的重视，如何对诸如管制器具、易燃易爆品等危险品进行检测成为重要的问题。目前，针对危险品的检测装置广泛应用于机场、火车站、地铁站、体育场等各种人员密集场合，危险品检测装置可以分为两个类型：接触式和非接触式。接触式检测装置需要将可疑物品(例如装有液体的瓶子)放置在检测装置上进行检测，而非接触型检测装置能够在可疑物移动到距离检测装置一定范围内即启动检测并分辨可疑物是否属于危险品。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
目前针对非接触式检测装置，常见的检测方法之一是X射线探测方法，但是该方法成本通常较高，长期使用将会对工作人员的身体健康造成影响。另外还有一些通过向目标物品发射信号，根据反射信号强度来进行物品检测的方法，但在物品的介电常数相似时，该方法无法区分易混淆的物品。
本发明实施例提出了一种信息提取方法和装置，能够准确地提取出不同目标物品表面反射引起的相位变化量(F值)，消除了检测距离的微小变化对该相位变化量计算的影响。
本发明实施例提出了一种物品检测方法和装置，根据由目标物品引起的相位变化量来进行物品检测，由此解决了由于介电常数相近而无法准确的进行物品检测的问题，提高检测的准确度，此外，通过这种非接触式的检测方式可以提升便利性，缩短检测时间，同时降低检测成本。
本发明实施例的上述目的是通过如下技术方案实现的：
根据本发明实施例的第一个方面，提供了一种信息提取装置，该装置包括：
收发单元，其用于向目标物品交替发送两个发射信号，该两个发射信号是不同频率的连续波，并接收该发射信号经该目标物品反射后的两个反射信号；其中该反射信号与该发射信号的相位变化量包括由该收发单元到该目标物品的距离(D)引起的第一相位变化量、以及由该目标物品引起的第二相位变化量(F)，并且两个发射信号和接收的反射信号的第二相位变化量相同；
第一处理单元，其用于将该两个反射信号分别与该两个发射信号进行混频处理，以获得相应的两个基带信号；
第二处理单元，其用于根据该两个基带信号从该相位变化量中去除该第一相位变化量，确定该第二相位变化量，以便利用该第二相位变化量进行目标物品检测。
根据本发明实施例的第二个方面，提供了一种物品检测装置，其中，该装置包括：
收发单元，其用于向目标物品交替发送两个发射信号，该两个发射信号是不同频率的连续波，并接收该发射信号经物品反射后的两个反射信号；
检测单元，其根据由该目标物品引起的相位变化量(F)进行该目标物品检测，该F是通过对该两个反射信号进行处理后获得的相位变化量。
本发明实施例的有益效果在于，通过本实施例的信息提取方法和装置，向目标物品交替发送两个不同频率的发射信号，从反射信号与发射信号的相位变化量中去除由收发信号的收发单元到该目标物品的距离引起的第一相位变化量，确定由该目标物品引起的第二相位变化量(F)，由此能够提取出不同目标物品表面反射引起的相位变化量，消除了目标物品和收发单元距离的微小变化对该相位变化量值计算的影响，从而得到准确的F值。
本发明实施例的有益效果在于，通过本实施例的物品检测方法和装置，根据由目标物品表面反射引起的反射信号与发射信号的相位变化量来进行物品检测，由此解决了由于介电常数相近而无法准确的进行物品检测的问题，提高检测的准确度，此外，通过这种非接触式的检测方式可以提升便利性，缩短检测时间，同时降低检测成本。
参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
参照以下的附图可以更好地理解本发明的很多方面。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大或缩小。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。
在附图中：
图1是本实施例1中信息提取装置示意图；
图2是本实施例1中CW2工作模式示意图；
图3是本实施例2中物品检测装置示意图；
图4是本实施例2中物品检测装置示意图；
图5是本实施例2中检测单元示意图；
图6是本实施例3中信息提取装置的硬件构成示意图；
图7是本实施例4中物品检测装置的硬件构成示意图；
图8是本实施例5中信息提取方法流程图；
图9是本实施例6中物品检测方法流程图；
图10是本实施例6中物品检测方法流程图；
图11是本实施例7中物品检测系统的示意图。
具体实施方式
参照附图，通过下面的说明书，本发明实施例的前述以及其它特征将变得明显。这些实施方式只是示例性的，不是对本发明的限制。为了使本领域的技术人员能够容易地理解本发明的原理和实施方式，本发明实施例以发射微波信号为例进行说明，但可以理解，本发明实施例并不限于发射微波信号。
下面参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。
实施例1
本实施例1提供一种信息提取装置，图1是该信息提取装置构成示意图，如图1所示，装置100包括：
收发单元101，其用于向目标物品交替发送两个发射信号，该两个发射信号是不同频率的连续波，并接收该发射信号经该目标物品反射后的两个反射信号；其中反射信号与发射信号的相位变化量包括由该收发单元101到该目标物品的距离引起的第一相位变化量、以及由该目标物品引起的第二相位变化量，并且该两个发射信号和接收的反射信号的第二相位变化量相同；
第一处理单元102，其用于将该两个反射信号分别与该两个发射信号进行混频处理，以获得相应的两个基带信号；
第二处理单元103，其用于根据该两个基带信号从该相位变化量中去除该第一相位变化量，确定该第二相位变化量，以便利用该第二相位变化量进行目标物品检测。
通过本实施例的上述装置，向目标物品交替发送两个不同频率的发射信号，从反射信号与发射信号的相位变化量中去除由收发信号的收发单元到该目标物品的距离(称为检测距离)引起的第一相位变化量，确定由该目标物品引起的第二相位变化量(F)。由此，能够提取出不同目标物品表面反射引起的相位变化量，消除了检测距离的微小变化对该相位变化量值计算的影响，从而得到准确的F值。
在本实施例中，收发单元101具有发射信号和接收信号的功能，可由微波传感器实现。例如，收发单元101是使用了多普勒雷达技术的微波传感器。多普勒雷达是一种重要的远距离非接触式感知技术，其利用多普勒效应采集被检测物品目标信息。多普勒雷达通常工作在较高的脉冲频率上，例如24.05MHz～24.25MHz，且具有脉冲雷达的距离分辨能力和连续波雷达的速度分辨能力。多普勒雷达的回波中包含了接收信号的幅度、相位、频移等大量信息。多普勒雷达传感器具有三个工作模式，即CW1(单频率)模式、CW2(双频率)模式和调频连续波(FMCW)模式。
在本实施例中，不同频率的两个发射信号可以是周期性的，图2是CW2模式发射信号示意图，如图2所示，工作在CW2模式的传感器交替发送两种具有不同频率f1、f2的周期连续波，并接收经目标物品反射后的两个反射信号。
在本实施例中，可以将使用了多普勒雷达技术的CW2模式的微波传感器作为收发单元101，其向目标物品交替发送两种具有不同频率f1、f2的周期性的微波发射信号，发射信号接触到目标物品后，收发单元101接收经目标物品表面发射后的两个反射信号，但本实施例并不以此作为限制，该收发单元101还可以是工作在Ka波段27GHz～40GHz的微波设备，或者该收发单元101也可以是太赫兹设备，此处不再一一列举。
在本实施例中，由于不同的目标物品材质不同，该发射信号经目标物品反射后，会引起相位变化量(称为第二相位变化量)，相同的目标物品对不同的信号引起的第二相位变化量相同；并且，收发单元101和目标物品之间的距离D也会使得发射信号和反射信号之间引起相位变化量(称为第一相位变化量)。
因此，在本实施例中，接收到的反射信号与发射信号的相位变化量包括由收发单元101到该目标物品的距离D引起的第一相位变化量、以及由该目标物品引起的第二相位变化量，并且相同的目标物品引起的该两个发射信号与两个反射信号的第二相位变化量也相同。
在本实施例中，例如，交替发射的两个发射信号，即第一发射信号T1(t)和第二发射信号T2(t)的波长分别为λ1，λ2，频率分别为f1、f2，并且f1和f2不同。
分别使用如下公式(1)和(2)表示T1(t)和T2(t)：
其中，为初始相位，本实施例以该第一发射信号和第二发射信号为余弦信号为例进行示例性的说明，但本实施例并不以此作为限制，第一发射信号和第二发射信号还可以是其他类型的信号，例如正弦信号等。
上述两个发射信号经过目标物品反射后，得到的接收信号分别为第一反射信号R1(t)和第二反射信号R2(t)，分别使用如下公式(3)和(4)表示R1(t)和R2(t)：
在上述公式(3)和(4)中，为T1(t)和R1(t)的相位变化量，其包括由收发单元101和目标物品的距离D引起的第一相位变化量以及由该目标物品表面反射引起的第二相位变化量F，为T2(t)和R2(t)的相位变化量，其包括由收发单元101和目标物品的距离D引起的第一相位变化量以及由该目标物品表面反射引起的第二相位变化量F，和分别用如下公式(5)和(6)表示：
发明人发现，在测量收发单元101和目标物品的距离D时，会产生微小的误差，并且根据测量得到的距离D，以及发射信号波长，单独使用公式(5)或(6)计算F，得到的F值不准确。
在本实施例中，对两个接收的反射信号R1(t)和R2(t)进行处理，从和去除由收发单元101到该目标物品的距离D引起的第一相位变化量和确定由该目标物品引起的第二相位变化量F。由此，能够提取出不同目标物品表面反射引起的相位变化量，消除了目标物品和收发单元距离D的微小变化对该相位变化量值计算的影响，从而得到准确的F值。
在本实施例中，第一处理单元102将该两个反射信号R1(t)，R2(t)分别与该对应的两个发射信号T1(t)，T2(t)进行混频处理，以获得相应的两个基带信号B1(t)和B2(t)，分别用如下公式(7)和(8)表示B1(t)和B2(t)：
在本实施例中，第二处理单元103分别计算该两个基带信号B1(t)和B2(t)的相位和根据公式(5)和(6)可以得到如下公式(9)和(10)：
在一个实施方式中，在使用上述多普勒雷达传感器时，混频后得到的基带信号是两个正交的I、Q信号，φ1和φ2分别使用如下公式(11)和(12)计算：
在公式(11)和(12)中，为构成第一基带信号的两个正交信号，为构成第二基带信号的两个正交信号。
在本实施例中，第二处理单元103还可以利用现有的其他方法计算基带信号的相位φ1和φ2，此处不再一一举例。
在本实施例中，第二处理单元103可采用如下方法去除第一相位变化量，即根据公式(11)和(12)，得到φ1和φ2，将φ1和φ2分别代入公式(9)和(10)中，将公式(9)的等式左右两边分别乘以波长λ1，将公式(10)的等式左右两边分别乘以波长λ2，再将两个公式作相减的处理，可以消除D，由此去除该第一相位变化量，得到第二相位变化量F，如下公式(13)所示：
在公式(13)中，φ1和φ2，λ1和λ2的含义如上所述，k1和k2为待定系数。
在本实施例中，k1，k2都是整数，成分段的线性关系，k1与k2之间的关系与距离D以及φ1与φ2的关系有关。
在一个实施方式中，如图1所示，装置100还可以包括：确定单元104(可选)，其用于根据该距离D以及φ1与φ2的关系确定k1与k2之间的关系；
其中，在φ1-φ2>0时，k1＝k2+m-1；在φ1-φ2<0时，k1＝k2+m；该m是距离的调整系数，并且根据该距离D和与距离D有关的若干个呈阶梯性变化的区间范围确定该m值，m值为正整数。
在本实施例中，在确定m值时，考虑到存在不能精确的测量出上述距离D情况，根据上述公式(9)和(10)，可以得到因此，利用预定的与距离有关的区间范围来确定该m值，该区间范围根据预定的步长呈阶梯性变化，该步长为其中c是光速。例如，该呈阶梯性变化的区间范围表示为：
(0, m为调整系数，取值为正整数。
以下举例说明如何根据该距离D和预定的与距离有关的若干个呈阶梯性变化的区间范围确定该m值。例如，在测量得到大致的距离D并计算得到该步长后，判断距离D落入上述哪个区间范围内，从而可以确定m的取值，例如，在距离D落入(0,]范围内，则可确定m＝1，在D落入]范围内，则可确定m＝3，以上仅为示例性的说明，此处不再一一举例。
在一个实施方式中，如果测量得到的距离D落入(0,]范围内，m＝1，在φ1-φ2>0时，k1＝k2+1-1＝k，公式(13)简化为如下公式(14)：
在φ1-φ2<0时，k1＝k2+1，公式(13)简化为如下公式(15)：
或，
其中，k为整数。
以上仅以D落入(0,]范围内时公式(13)简化为公式(14)和(15)为例说明如何计算F值，对于D落入其他范围的情况，也可以基于公式(13)进行简化，简化方法与公式(14)和(15)类似，此处不再一一说明。
通过本实施例的上述装置，向目标物品交替发送两个不同频率的发射信号，从反射信号与发射信号的相位变化量中去除由收发信号的收发单元到该目标物品的距离(称为检测距离)引起的第一相位变化量，确定由该目标物品引起的第二相位变化量F。由此，能够提取出不同目标物品表面反射引起的相位变化量，消除了检测距离的微小变化对该相位变化量值计算的影响，从而得到准确的F值。
实施例2
本实施例2提供一种物品检测装置，图3是该物品检测装置构成示意图，如图3所示，装置300包括：
收发单元301，其用于向目标物品交替发送两个发射信号，该两个发射信号是不同频率的连续波，并接收该发射信号经物品反射后的两个反射信号；
检测单元302，其根据由该目标物品引起的相位变化量(F)进行该目标物品检测，F是通过对该两个反射信号进行处理后获得的相位变化量。
通过上述实施例，根据由目标物品表面反射引起的反射信号与发射信号的相位变化量来进行物品检测，由此解决了由于介电常数相近而无法准确的进行物品检测的问题，提高检测的准确度，此外，通过这种非接触式的检测方式可以提升便利性，缩短检测时间，同时降低检测成本。
在本实施例中，收发单元301的具体实施方式与实施例1中的收发单元101类似，此处不再赘述。
在本实施例中，该发射信号经目标物品表面反射后，会引起相位变化量F，不同材质的物品会引起不同的F值，因此，检测单元302可以利用F值来区分不同材质的物品。
图4是本实施例中的物品检测装置又一示意图，如图4所示，该装置400包括：收发单元401和检测单元402，其实施方式与图3所示的收发单元301和检测单元302相同，此处不再重复。
在本实施例中，装置400还可以包括：
信息提取单元403，其将该两个反射信号分别与该两个发射信号进行混频处理，以获得相应的两个基带信号；根据该两个基带信号去除由该收发单元401到该物品的距离(D)引起的发射信号和接收的反射信号的相位变化量，以确定该目标物品引起的发射信号和接收的反射信号的相位变化量F；
信息提取单元403的具体实施方式与实施例1中的第一处理单元102和第二处理单元103类似，此处不再重复。
在一个实施方式中，检测单元402根据预存的参考相位变化量和物品的对应关系，以及该信息提取单元403得到的相位变化量F，检测与该相位变化量F对应的物品。
在本实施例中，装置400还包括训练单元(未图示，可选)，其可以预先使用收发单元401，在与目标物品的同一距离下，针对不同的物品进行测试，信息提取单元403得到不同物品的相位变化量的训练数据，使用现有的机器学习的方法预先对不同的物品的相位变化量训练数据进行训练，得到参与测试的各个物品对应的参考相位变化量(例如将每种物品测试得到的最小相位变化量与最大相位变化量之间的取值范围作为该物品对应的参考相位变化量)，从而得到参考相位变化量和物品的对应关系。在实际检测时，并不知道待测的目标物品，但根据信息提取单元403得到的相位变化量F，以及该对应关系，即可以确定目标物品。
在本实施例中，由上述实施例1可知，收发单元401和目标物品的距离D在不同的区间范围，且φ1和φ2的大小关系不同时，k1与k2之间的关系不同，得到的F值也不同，因此，该训练单元还可以通过改变收发单元401和目标物品的距离，测试得到不同距离下，不同的物品的相位变化量的训练数据，从而使参考相位变化量和物品的对应关系更加细化。即对应不同的与距离有关的呈阶梯性变化的区间范围，参考相位变化量包括至少一组相位变化量的数值范围，组别的数量与区间范围的数量相同；对应不同的φ1和φ2的大小关系，每组相位变化量的数值范围包括第一数值范围和第二数值范围，在同一距离下，不同物品的第一数值范围不重叠，第二数值范围也不重叠。
检测单元402在检测到该相位变化量F落入上述数值范围内时，确定该目标物品为该参考相位变化量对应的物品。
例如，由上述实施例1可知，预定的区间范围为：
(0, ]，m为调整系数，取值为正整数。每个区间范围对应一组相位变化量的数值范围，例如(0,]对应第一组相位变化量的数值范围，( ]对应第二组相位变化量的数值范围，…，(]对应第m组相位变化量的数值范围，每组相位变化量的数值范围包括第一数值范围和第二数值范围，分别对应φ1-φ2>0和φ1-φ2<0的情况。
图5是检测单元402的一个实施方式示意图，如图5所示，检测单元402包括：查找单元501和确定单元502。
查找单元501用于根据该距离D以及与距离有关的若干个呈阶梯性变化的区间范围确定的调整系数m，确定该至少一组相位变化量的数值范围中一组相位变化量的数值范围。
在本实施例中，在进行物品检测时，测量该距离D，并计算该步长(或者也可以在检测前预先存储距离D和步长)，从而确定m，其中，确定m的具体实施方式与实施例1相同，此处不再重复，根据m，从至少一组相位变化量的数值范围中，可以确定第m组相位变化量的数值范围。
确定单元502用于在φ1-φ2>0，检测该F落入该一组相位变化量的第一数值范围时；或者在φ1-φ2<0，检测该F落入该一组相位变化量的第二数值范围时，确定该目标物品为该参考相位变化量对应的物品。
在本实施例中，不同的物品的第一数值范围和第二数值范围不同，该第一数值范围和第二数值范围是预先通过对训练数据的处理确定的，确定单元502将信息提取单元403检测得到的F值与不同的第一数值范围和第二数值范围进行比对，判断F值落入哪个物品对应的数值范围内，即可检测出物品。其中，φ1和φ2的计算方式请参考实施例1，此处不再赘述。
以下通过实例说明如何进行物品检测，例如，待检测的物品共有物品1，物品2，预存的参考相位变化量和物品的对应关系可以如下表1所示：
表1
以上表1仅示例性说明该参考相位变化量和物品的对应关系，但本实施例并不以此作为限制。
在实际检测时，测量该距离D，并计算该步长(或者也可以在检测前预先存储距离D和步长)，例如，D＝15cm，步长＝5cm；收发单元401向目标物品发送交替发送两个发射信号，并接收所述发射信号经物品反射后的两个反射信号；信息提取单元403计算由该目标物品表面反射引起的相位变化量F＝56(例如，使用实施例1中的方法计算F)，检测单元402根据目标物品和该步长，确定m值为3，从该表1中确定组别为第3组，检测单元402根据φ1和φ2的大小关系，确定数值范围，例如在φ1-φ2>0时，确定第一数值范围，由于F＝56落入范围(50,60]，则确定该目标物品为物品2；在φ1-φ2<0时，确定第二数值范围，由于F＝56落入范围(50,70]，则确定该目标物品为物品1。
通过上述实施例，根据由目标物品表面反射引起的反射信号与发射信号的相位变化量来进行物品检测，由此解决了由于介电常数相近而无法准确的进行物品检测的问题，提高检测的准确度，此外，通过这种非接触式的检测方式可以提升便利性，缩短检测时间，同时降低检测成本。
实施例3
本实施例3还提供了一种信息提取装置，图6是本发明实施例信息提取装置的硬件构成示意图，如图6所示，装置600可以包括：一个接口(图中未示出)，中央处理器(CPU)620，存储器610和收发器640；存储器610耦合到中央处理器620。其中存储器610可存储各种数据；此外还存储信息提取的程序，并且在中央处理器620的控制下执行该程序，并存储各种预设的值和预定的条件等。
在一个实施方式中，信息提取装置的功能可以被集成到中央处理器620中。其中，中央处理器620可以被配置为进行如下控制：
向目标物品交替发送两个发射信号，该两个发射信号是不同频率的连续波，并接收该发射信号经该目标物品反射后的两个反射信号；其中发射信号和接收的反射信号的相位变化量包括由该收发单元到该目标物品的距离(D)引起的第一相位变化量、以及由该目标物品引起的第二相位变化量(F)，并且该两个发射信号和接收的反射信号的第二相位变化量相同；将该两个反射信号分别与该两个发射信号进行混频处理，以获得相应的两个基带信号；根据该两个基带信号从该相位变化量中去除该第一相位变化量，确定该第二相位变化量，以便利用该第二相位变化量进行目标物品检测。
其中，第二相位变化量表示为：其中，λ1，λ2是两个发射信号的波长，φ1，φ2分别是两个基带信号的相位；k1，k2是待定系数，k1，k2成分段的线性关系。k1与k2之间的关系与该距离D以及φ1与φ2的关系有关。
其中，中央处理器620还可以被配置为：根据该距离D以及φ1与φ2的关系确定k1与k2之间的关系；
在φ1-φ2>0时，k1＝k2+m-1，在φ1-φ2<0时，k1＝k2+m；
并且该m为距离的调整系数，根据该距离D和与距离有关的若干个呈阶梯性变化的区间范围确定。
其中，在且φ1-φ2>0时，k1＝k2＝k，k为整数；
在且φ1-φ2<0时，k1＝k2+1，或
中央处理器620的具体实施方式可以参考实施例1，此处不再重复。
在另一个实施方式中，也可以将上述信息提取装置配置在与中央处理器620连接的芯片(图中未示出)上，通过中央处理器620的控制来实现信息提取装置的功能。
值得注意的是，装置600也并不是必须要包括图6中所示的所有部件；此外，该装置600还可以包括图6中没有示出的部件，可以参考现有技术。
通过本实施例的上述装置，向目标物品交替发送两个不同频率的发射信号，从反射信号与发射信号的相位变化量中去除由收发信号的收发单元到该目标物品的距离(称为检测距离)引起的第一相位变化量，确定由该目标物品引起的第二相位变化量F。由此，能够提取出不同目标物品表面反射引起的相位变化量，消除了检测距离的微小变化对该相位变化量值计算的影响，从而得到准确的F值。
实施例4
本实施例4还提供了一种物品检测装置，图7是本发明实施例物品检测装置的硬件构成示意图，如图7所示，装置700可以包括：一个接口(图中未示出)，中央处理器(CPU)720，存储器710和收发器740；存储器710耦合到中央处理器720。其中存储器710可存储各种数据；此外还存储物品检测的程序，并且在中央处理器720的控制下执行该程序，并存储各种预设的值和对应关系等。
在一个实施方式中，物品检测装置的功能可以被集成到中央处理器720中。其中，中央处理器720可以被配置为进行如下控制：向目标物品交替发送两个发射信号，该两个发射信号是不同频率的连续波，并接收所述发射信号经物品反射后的两个反射信号；根据由该目标物品引起的相位变化量(F)进行该目标物品检测，该F是通过对该两个反射信号进行处理后获得的相位变化量。
其中，中央处理器720还可以被配置为：将该两个反射信号分别与该两个发射信号进行混频处理，以获得相应的两个基带信号；根据该两个基带信号去除由该收发单元到该物品的距离(D)引起的发射信号和接收的反射信号的相位变化量，以确定该目标物品引起的相位变化量F；根据预存的参考相位变化量和物品的对应关系，以及得到的该相位变化量F，检测与该相位变化量F对应的物品。该参考相位变化量包括至少一组相位变化量的数值范围，每组相位变化量的数值范围包括第一数值范围和第二数值范围。
其中，中央处理器720还可以被配置为：在检测到该相位变化量F落入该数值范围内时，确定该目标物品为该参考相位变化量对应的物品。
其中，中央处理器720还可以被配置为：根据该距离D以及和与距离有关的若干个呈阶梯性变化的区间范围确定的调整系数m，确定该至少一组相位变化量的数值范围中一组相位变化量的数值范围；在φ1-φ2>0，检测该F落入该一组相位变化量的第一数值范围时；或者在φ1-φ2<0，检测该F落入该一组相位变化量的第二数值范围时，确定该目标物品为该参考相位变化量对应的物品。
中央处理器720的具体实施方式可以参考实施例2，此处不再重复。
在另一个实施方式中，也可以将上述物品检测装置配置在与中央处理器720连接的芯片(图中未示出)上，通过中央处理器720的控制来实现物品检测装置的功能。
值得注意的是，装置700也并不是必须要包括图7中所示的所有部件；此外，该装置700还可以包括图7中没有示出的部件，可以参考现有技术。
通过上述实施例，根据由目标物品表面反射引起的反射信号与发射信号的相位变化量来进行物品检测，由此解决了由于介电常数相近而无法准确的进行物品检测的问题，提高检测的准确度，此外，通过这种非接触式的检测方式可以提升便利性，缩短检测时间，同时降低检测成本。
实施例5
本发明实施例5提供了一种信息提取方法，由于该方法解决问题的原理与实施例1的装置类似，因此其具体的实施可以参考实施例1的装置的实施，内容相同之处，不再重复说明。
图8是本实施例的信息提取方法的一个实施方式的流程图，请参照图8，该方法包括：
步骤801，向目标物品交替发送两个发射信号，该两个发射信号是不同频率的连续波，并接收该发射信号经该目标物品反射后的两个反射信号；其中该发射信号和接收的反射信号的相位变化量包括由发射信号的装置到该目标物品的距离(D)引起的第一相位变化量、以及由该目标物品引起的第二相位变化量(F)，并且两个发射信号和接收的反射信号的第二相位变化量相同；
步骤802，将该两个反射信号分别与该两个发射信号进行混频处理，以获得相应的两个基带信号；
步骤803，根据该两个基带信号从该相位变化量中去除该第一相位变化量，确定该第二相位变化量，以便利用该第二相位变化量进行目标物品检测。
在本实施例中，步骤801～803的具体实施方式可以参考实施例1中的信息提取装置100，此处不再赘述。
在本实施例中，第二相位变化量表示为：其中，λ1，λ2是两个发射信号的波长，φ1，φ2分别是两个基带信号的相位；k1，k2是待定系数，k1，k2成分段的线性关系，其中，k1与k2之间的关系与该距离D以及φ1与φ2的关系有关。
在步骤803中，该方法还包括：根据该距离D和φ1与φ2的关系确定k1与k2之间的关系；在φ1-φ2>0时，k1＝k2+m-1，在φ1-φ2<0时，k1＝k2+m；并且该m为距离的调整系数，根据该距离D和与距离有关的若干个呈阶梯性变化的区间范围确定。
在一个实施方式中，其中，在且φ1-φ2>0时，k1＝k2＝k，k为整数；
在且φ1-φ2<0时，k1＝k2+1，或
通过本实施例的上述方法，向目标物品交替发送两个发射信号，从该两个反射信号的相位变化量中去除由该发射该信号的单元到该目标物品的距离引起的第一相位变化量，确定由该目标物品引起的第二相位变化量F。由此，能够提取出不同目标物品表面反射引起的相位变化量，消除了目标物品和收发单元距离的微小变化对该相位变化量值计算的影响，从而得到准确的F值。
实施例6
本发明实施例6提供了一种物品检测方法，由于该方法解决问题的原理与实施例2的装置类似，因此其具体的实施可以参考实施例2的装置的实施，内容相同之处，不再重复说明。
图9是本实施例的物品检测方法的一个实施方式的流程图，请参照图9，该方法包括：
步骤900，向目标物品交替发送两个发射信号，该两个发射信号是不同频率的连续波，并接收该发射信号经物品反射后的两个反射信号；
步骤902，根据由该目标物品引起的相位变化量(F)进行该目标物品检测，该F是通过对该两个反射信号进行处理后获得的相位变化量。
在本实施例中，步骤900～902的具体实施方式可以参考实施例2中的物品检测装置300，此处不再赘述。
在本实施例中，该方法还可以包括：
步骤901(可选)，将该两个反射信号分别与该两个发射信号进行混频处理，以获得相应的两个基带信号；根据该两个基带信号去除由该发射信号的装置到该物品的距离(D)引起的发射信号和接收的反射信号的相位变化量，以确定该目标物品引起的发射信号和接收的反射信号的相位变化量F；其具体实施方式可以参考实施例2中的信息提取单元303，此处不再赘述。
在步骤902中，根据预存的参考相位变化量和物品的对应关系，以及该信息提取单元得到的该相位变化量F，检测与该相位变化量F对应的目标物品。
其中，该参考相位变化量包括至少一组相位变化量的数值范围，每组相位变化量的数值范围包括第一数值范围和第二数值范围；在检测到该相位变化量F落入该数值范围内时，确定该目标物品为该参考相位变化量对应的物品。
在一个实施方式中，在步骤902中，根据该距离D以及和与距离有关的若干个呈阶梯性变化的区间范围确定的调整系数m，确定该至少一组相位变化量的数值范围中一组相位变化量的数值范围；在φ1-φ2>0，检测该F落入该一组相位变化量的第一数值范围时；或者在φ1-φ2<0，检测该F落入该一组相位变化量的第二数值范围时，确定该目标物品为该参考相位变化量对应的物品。
图10是本实施例中该物品检测方法流程图，如图10所示，该方法包括：
步骤1001，向目标物品交替发送两个发射信号，该两个发射信号是不同频率的连续波，并接收该发射信号经物品反射后的两个反射信号；
步骤1002，将该两个反射信号分别与该两个发射信号进行混频处理，以获得相应的两个基带信号；根据该两个基带信号去除由发射信号的装置到物品的距离(D)引起的发射信号和接收的反射信号的相位变化量，以确定该目标物品引起的相位变化量F；
步骤1003，根据该距离D和与距离有关的若干个呈阶梯性变化的区间范围确定的调整系数m，根据预存的参考相位变化量和物品的对应关系，确定至少一组相位变化量的数值范围中一组相位变化量的数值范围；
其中，距离D和区间范围可以在检测前预先获得，可以在检测时测量，本实施例并不以此作为限制。
步骤1004，判断两个基带信号相位差φ1-φ2是否大于0；在φ1-φ2>0时，执行步骤1005，否则执行步骤1006；
步骤1005，根据该对应关系，检测该F落入该一组相位变化量的第一数值范围时；确定该目标物品为该参考相位变化量对应的物品；
步骤1006，根据该对应关系，检测该F落入该一组相位变化量的第二数值范围时；确定该目标物品为该参考相位变化量对应的物品。
在本实施例中，步骤1001-1006的具体实施方式请参考实施例2，此处不再重复，另外，本实施例不限制步骤1002和步骤1003的执行顺序。
通过上述实施例，根据由目标物品表面反射引起的反射信号与发射信号的相位变化量来进行物品检测，由此解决了由于介电常数相近而无法准确的进行物品检测的问题，提高检测的准确度，此外，通过这种非接触式的检测方式可以提升便利性，缩短检测时间，同时降低检测成本。
实施例7
本发明实施例7提供了一种物品检测系统，该系统包括实施例2或4中的物品检测装置，另外还包括目标物品，因此其具体的实施可以参考实施例2或4中装置的实施，内容相同之处，不再重复说明。
图11是该物品检测系统示意图，如图11所示，该系统包括物品检测装置和目标物品1102，该物品检测装置包括处理器11011，发送天线11012和接收天线11013。
其中，处理器11011可以被配置为：控制发送单元11012向目标物品交替发送两个发射信号，该两个发射信号是不同频率的连续波，接收天线11013接收该发射信号经物品1102反射后的两个反射信号；根据该两个反射信号计算得到的由该目标物品引起的相位变化量F进行所述目标物品1102检测。
其中，处理器11011的具体实施方式可以参考实施例4中的CPU720，此处不再重复。
通过上述实施例，根据由目标物品表面反射引起的反射信号与发射信号的相位变化量来进行物品检测，由此解决了由于介电常数相近而无法准确的进行物品检测的问题，提高检测的准确度，此外，通过这种非接触式的检测方式可以提升便利性，缩短检测时间，同时降低检测成本。
本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在信息提取装置中执行该程序时，该程序使得计算机在该节点中执行如上面实施例5中的信息提取方法。
本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中该计算机可读程序使得计算机在信息提取装置中执行上面实施例5中的信息提取方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在物品检测装置中执行该程序时，该程序使得计算机在该节点中执行如上面实施例6中的物品检测方法。
本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中该计算机可读程序使得计算机在物品检测装置中执行上面实施例6中的物品检测方法。
结合本发明实施例描述的在信息提取装置中信息提取的方法可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或二者组合。结合本发明实施例描述的在物品检测装置中物品检测的方法可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或二者组合。例如，图1，3--7中所示的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，既可以对应于计算机程序流程的各个软件模块，亦可以对应于各个硬件模块。这些软件模块，可以分别对应于图8-10所示的各个步骤。这些硬件模块例如可利用现场可编程门阵列(FPGA)将这些软件模块固化而实现。
软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质。可以将一种存储介质耦接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息；或者该存储介质可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该软件模块可以存储在图像形成装置的存储器中，也可以存储在可插入图像形成装置的存储卡中。
针对图1，3--7描述的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件、或者其任意适当组合。针对图1，3--7描述的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，还可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP通信结合的一个或多个微处理器或者任何其它这种配置。
以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。
关于包括以上多个实施例的实施方式，还公开下述的附记。
附记1、一种信息提取装置，其中，所述装置包括：
收发单元，其用于向目标物品交替发送两个发射信号，所述两个发射信号是不同频率的连续波，并接收所述发射信号经所述目标物品反射后的两个反射信号；其中所述反射信号与所述发射信号的相位变化量包括由所述收发单元到所述目标物品的距离(D)引起的第一相位变化量、以及由所述目标物品引起的第二相位变化量(F)，并且两个发射信号和接收的反射信号的第二相位变化量相同；
第一处理单元，其用于将所述两个反射信号分别与所述两个发射信号进行混频处理，以获得相应的两个基带信号；
第二处理单元，其用于根据所述两个基带信号从所述相位变化量中去除所述第一相位变化量，确定所述第二相位变化量，以便利用所述第二相位变化量进行目标物品检测。
附记2、根据附记1中所述的装置，其中，所述第二相位变化量表示为：其中，λ1，λ2是两个发射信号的波长，φ1，φ2分别是两个基带信号的相位；k1，k2是待定系数，k1，k2成分段的线性关系。
附记3、根据附记2所述的装置，其中，所述k1与k2之间的关系与所述距离D以及φ1与φ2的关系有关。
附记4、根据附记3所述的装置，其中，所述装置还包括：
确定单元，其根据所述距离D以及φ1与φ2的关系确定所述k1与k2之间的关系；
其中，在φ1-φ2>0时，k1＝k2+m-1，在φ1-φ2<0时，k1＝k2+m；
并且所述m为距离的调整系数，根据所述距离D和与距离有关的若干个呈阶梯性变化的区间范围确定。
附记5、根据附记4所述的装置，其中，在且φ1-φ2>0时，k1＝k2＝k，k为整数；
在且φ1-φ2<0时，k1＝k2+1，或
附记6、一种物品检测装置，其中，所述装置包括：
收发单元，其用于向目标物品交替发送两个发射信号，所述两个发射信号是不同频率的连续波，并接收所述发射信号经物品反射后的两个反射信号；
检测单元，其根据所述两个反射信号计算得到的由所述目标物品引起的相位变化量(F)进行所述目标物品检测，所述F是通过对所述两个反射信号进行处理后获得的相位变化量。
附记7、根据附记6所述的装置，其中，所述装置还包括：
信息提取单元，其将所述两个反射信号分别与所述两个发射信号进行混频处理，以获得相应的两个基带信号；根据所述两个基带信号去除由所述收发单元到所述物品的距离(D)引起的反射信号与发射信号的相位变化量，以确定由所述目标物品引起的相位变化量(F)；
所述检测单元根据预存的参考相位变化量和物品的对应关系，以及所述信息提取单元得到的所述相位变化量(F)，检测与所述相位变化量(F)对应的物品。
附记8、根据附记7所述的装置，其中，所述参考相位变化量包括至少一组相位变化量的数值范围，每组相位变化量的数值范围包括第一数值范围和第二数值范围；
所述检测单元在检测到所述相位变化量(F)落入所述数值范围内时，确定所述目标物品为所述参考相位变化量对应的物品。
附记9、根据附记8所述的装置，其中，所述检测单元包括：
查找单元，其用于根据所述距离D和与距离有关的若干个呈阶梯性变化的区间范围确定的调整系数(m)，确定所述至少一组相位变化量的数值范围中一组相位变化量的数值范围；
确定单元，其用于在φ1-φ2>0，检测所述F落入所述一组相位变化量的第一数值范围时；或者在φ1-φ2<0，检测所述F落入所述一组相位变化量的第二数值范围时，确定所述目标物品为所述参考相位变化量对应的物品，φ1，φ2分别是所述两个基带信号的相位。
附记10、根据附记6中所述的装置，其中，所述相位变化量表示为：其中，λ1，λ2是两个发射信号的波长，φ1，φ2分别是两个基带信号的相位；k1，k2是待定系数，k1，k2成分段的线性关系。
附记11、一种信息提取方法，其中，所述方法包括：
向目标物品交替发送两个发射信号，所述两个发射信号是不同频率的连续波，并接收所述发射信号经所述目标物品反射后的两个反射信号；其中所述反射信号与所述发射信号的相位变化量包括由所述收发单元到所述目标物品的距离(D)引起的第一相位变化量、以及由所述目标物品引起的第二相位变化量(F)，并且两个发射信号和接收的反射信号的第二相位变化量相同；
将所述两个反射信号分别与所述两个发射信号进行混频处理，以获得相应的两个基带信号；
根据所述两个基带信号从所述相位变化量中去除所述第一相位变化量，确定所述第二相位变化量，以便利用所述第二相位变化量进行目标物品检测。
附记12、根据附记11中所述的方法，其中，所述第二相位变化量表示为：其中，λ1，λ2是两个发射信号的波长，φ1，φ2分别是两个基带信号的相位；k1，k2是待定系数，k1，k2成分段的线性关系。
附记13、根据附记12所述的方法，其中，所述k1与k2之间的关系与所述距离D以及φ1与φ2的关系有关。
附记14、根据附记13所述的方法，其中，所述方法还包括：
根据所述距离D以及φ1与φ2的关系确定所述k1与k2之间的关系；
其中，在φ1-φ2>0时，k1＝k2+m-1，在φ1-φ2<0时，k1＝k2+m；
并且所述m为距离的调整系数，根据所述距离D和与距离有关的若干个呈阶梯性变化的区间范围确定。
附记15、根据附记14所述的方法，其中，在且φ1-φ2>0时，k1＝k2＝k，k为整数；
在且φ1-φ2<0时，k1＝k2+1，或

Claims (10)

1.一种信息提取装置，其中，所述装置包括：
收发单元，其用于向目标物品交替发送两个发射信号，所述两个发射信号是不同频率的连续波，并接收所述发射信号经所述目标物品反射后的两个反射信号；其中所述反射信号与所述发射信号的相位变化量包括由所述收发单元到所述目标物品的距离(D)引起的第一相位变化量、以及由所述目标物品引起的第二相位变化量(F)，并且两个发射信号和接收的反射信号的第二相位变化量相同；
第一处理单元，其用于将所述两个反射信号分别与所述两个发射信号进行混频处理，以获得相应的两个基带信号；
第二处理单元，其用于根据所述两个基带信号从所述相位变化量中去除所述第一相位变化量，确定所述第二相位变化量，以便利用所述第二相位变化量进行目标物品检测。
2.根据权利要求1中所述的装置，其中，所述第二相位变化量表示为：其中，λ1，λ2是两个发射信号的波长，φ1，φ2分别是两个基带信号的相位；k1，k2是待定系数，k1，k2成分段的线性关系。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述k1与k2之间的关系与所述距离D以及φ1与φ2的关系有关。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述装置还包括：
确定单元，其根据所述距离D以及φ1与φ2的关系确定所述k1与k2之间的关系；
其中，在φ1-φ2>0时，k1＝k2+m-1，在φ1-φ2<0时，k1＝k2+m；
并且所述m为距离的调整系数，根据所述距离D和与距离有关的若干个呈阶梯性变化的区间范围确定。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，在且φ1-φ2>0时，k1＝k2＝k，k为整数；
在且φ1-φ2<0时，k1＝k2+1，或
6.一种物品检测装置，其中，所述装置包括：
收发单元，其用于向目标物品交替发送两个发射信号，所述两个发射信号是不同频率的连续波，并接收所述发射信号经物品反射后的两个反射信号；
检测单元，其根据由所述目标物品引起的相位变化量(F)进行所述目标物品检测，所述F是通过对所述两个反射信号进行处理后获得的相位变化量。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述装置还包括：
信息提取单元，其将所述两个反射信号分别与所述两个发射信号进行混频处理，以获得相应的两个基带信号；根据所述两个基带信号去除由所述收发单元到所述物品的距离(D)引起的反射信号与发射信号的相位变化量，以确定由所述目标物品引起的相位变化量(F)；
所述检测单元根据预存的参考相位变化量和物品的对应关系，以及所述信息提取单元得到的所述相位变化量(F)，检测与所述相位变化量(F)对应的物品。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述参考相位变化量包括至少一组相位变化量的数值范围，每组相位变化量的数值范围包括第一数值范围和第二数值范围；
所述检测单元在检测到所述相位变化量(F)落入所述数值范围内时，确定所述目标物品为所述参考相位变化量对应的物品。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述检测单元包括：
查找单元，其用于根据所述距离D和与距离有关的若干个呈阶梯性变化的区间范围确定的调整系数(m)，确定所述至少一组相位变化量的数值范围中一组相位变化量的数值范围；
确定单元，其用于在φ1-φ2>0，检测所述F落入所述一组相位变化量的第一数值范围时；或者在φ1-φ2<0，检测所述F落入所述一组相位变化量的第二数值范围时，确定所述目标物品为所述参考相位变化量对应的物品，φ1，φ2分别是所述两个基带信号的相位。
10.根据权利要求6中所述的装置，其中，所述相位变化量表示为：其中，λ1，λ2是两个发射信号的波长，φ1，φ2分别是两个基带信号的相位；k1，k2是待定系数，k1，k2成分段的线性关系。
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