CN109387877A - 信息提取方法和装置、物品检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种信息提取方法和装置、物品检测装置，其中，该信息提取方法根据预先获得的相位变化量对接收信号进行相位补偿，将补偿后的接收信号与本振信号进行混频处理，以获得相位校正后的基带信号；其中，相位变化量包括传输线缆引起的第一偏移量，以及由发送天线和接收天线之间的第一距离引起的第二偏移量；从基带信号的相位中去除由该发送天线、接收天线与该目标物品的距离引起的第三偏移量和该第二偏移量，以确定由目标物品引起的第四偏移量。通过上述信息提取方法，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，以及传输线缆对该相位变化量值计算的影响，从而得到准确的相位变化量。

Description

信息提取方法和装置、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，而非接触式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，以及传输线缆对该相位变化量值计算的影响，从而得到准确的相位变化量。

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：信号源、发送天线、接收天线、传输线缆和处理单元，其中，该传输线缆包括该信号源和该处理单元之间的第一线缆、该信号源和该发送天线之间的第二线缆、该接收天线和该处理单元之间的第三线缆；

该信号源通过发送天线发送第一发射信号，该处理单元通过该接收天线接收该第一发射信号经过目标物品反射后的第一接收信号；

其中，该第一接收信号和该第一发射信号的第一相位变化量包括由该传输线缆引起的第一偏移量，由该发送天线和该接收天线分别与该目标物品的第二距离和第三距离引起的第三偏移量、以及由该目标物品引起的第四偏移量；

该处理单元根据预先获得的第二相位变化量对该第一接收信号进行相位补偿，将补偿后的该第一接收信号与本振信号进行混频处理，以获得相位校正后的第一基带信号；其中，预先获得的该第二相位变化量包括该第一偏移量，以及由该发送天线和该接收天线之间的第一距离引起的第二偏移量；

该处理单元从该第一基带信号的相位中去除该第二偏移量和该第三偏移量，以确定该第四偏移量。

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：

信号源、发送天线、接收天线、传输线缆、处理单元和检测单元，其中，该传输线缆包括该信号源和该处理单元之间的第一线缆、该信号源和该发送天线之间的第二线缆、该接收天线和该处理单元之间的第三线缆；

该信号源通过发送天线发送第一发射信号，该处理单元通过该接收天线接收该第一发射信号经过目标物品反射后的第一接收信号；

其中，该第一接收信号和该第一发射信号的第一相位变化量包括由该传输线缆引起的第一偏移量，由该发送天线和该接收天线分别与该目标物品的第二距离和第三距离引起的第三偏移量、以及由该目标物品引起的第四偏移量；

该处理单元根据预先获得的第二相位变化量对该第一接收信号进行相位补偿，将补偿后的该第一接收信号与本振信号进行混频处理，以获得相位校正后的第一基带信号；其中，预先获得的该第二相位变化量包括该第一偏移量，以及由该发送天线和该接收天线之间的第一距离引起的第二偏移量；

该处理单元从该第一基带信号的相位中去除该第二偏移量和该第三偏移量，以确定该第四偏移量；

该检测单元根据由该目标物品引起的该第四偏移量进行该目标物品检测。

根据本发明实施例的第三个方面，提供了一种信息提取方法，该方法包括：

信号源通过发送天线发送第一发射信号，该第一发射信号经过目标物品反射后被接收天线接收，以得到待处理的第一接收信号；

其中，该第一接收信号和该第一发射信号的第一相位变化量包括由传输线缆引起的第一偏移量，由该发送天线和该接收天线分别与该目标物品的第二距离和第三距离引起的第三偏移量、以及由该目标物品引起的第四偏移量；

根据预先获得的第二相位变化量对该第一接收信号进行相位补偿，将补偿后的该第一接收信号与本振信号进行混频处理，以获得相位校正后的第一基带信号；其中，该第二相位变化量包括该第一偏移量，以及由该发送天线和该接收天线之间的第一距离引起的第二偏移量；

从该第一基带信号的相位中去除该第二偏移量和该第三偏移量，以确定该第四偏移量。

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，根据预先获得的相位变化量对接收信号进行相位补偿，对补偿后的接收信号进行处理，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，以及传输线缆对该相位变化量值计算的影响，从而得到准确的相位变化量。

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中信息提取装置构成示意图；

图2A和图2B是本实施例1中信息提取装置各部件位置示意图；

图3A和图3B是本实施例1中包含功分器的信息提取装置各部件位置示意图；

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中物品检测装置的检测单元示意图；

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。

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：信号源101、发送天线102、接收天线103、传输线缆和处理单元105；其中，该传输线缆包括该信号源101和该处理单元105之间的第一线缆1041、该信号源101和该发送天线102之间的第二线缆1042、该接收天线103和该处理单元105之间的第三线缆1043；

其中，信号源101通过发送天线102发送第一发射信号，该处理单元105通过该接收天线103接收该第一发射信号经过目标物品反射后的第一接收信号；

其中，该第一接收信号和该第一发射信号的第一相位变化量包括由该传输线缆引起的第一偏移量，由该发送天线102和该接收天线103分别与该目标物品的第二距离和第三距离引起的第三偏移量、以及由该目标物品引起的第四偏移量；

该处理单元105根据预先获得的第二相位变化量对该第一接收信号进行相位补偿，将补偿后的该第一接收信号与本振信号进行混频处理，以获得相位校正后的第一基带信号；其中，该第二相位变化量包括该第一偏移量，以及由该发送天线102和该接收天线103之间的第一距离引起的第二偏移量；

该处理单元105从该第一基带信号的相位中去除该第二偏移量和该第三偏移量，以确定该第四偏移量。

通过本实施例的上述装置，根据预先获得的相位变化量对接收信号进行相位补偿，对补偿后的接收信号进行处理，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，以及传输线缆对该相位变化量值计算的影响，从而得到准确的相位变化量。

在本实施例中，该信号源101用于产生发射信号，可经由发送天线102向外发送，其中，该发射信号的周期、幅度和波形可以根据实际需要设定，例如，由于多普勒效应可以采集目标物品的信息，而多普勒雷达通常工作在较高的脉冲频率上，因此，在进行物品检测时，为了便于采集物品信息，可以将波形设置为余弦波，将该发射信号的频率设置在24.05GHz～24.25GHz，但本实施例并不以此作为限制，例如，该发射信号的频率还可以设置在Ka波段27GHz～40GHz，此处不再一一列举。

此外，该信号源101产生的信号还可通过第一线缆1041发送到该处理单元105，作为本振信号。

在本实施例中，该处理单元105可以由具有信号处理功能的示波器实现，通过该示波器能够观察发射或接收信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以直接测量得到接收信号和发射信号的电压、电流、频率、相位等信息，但本实施例并不以此作为限制。

在本实施例中，发送天线102、接收天线103，传输线缆可以采用现有技术中已有的天线结构和线缆结构，此处不再赘述。

在本实施例中，由于不同的目标物品材质不同，信号经目标物品反射后，会引起相位变化量(称为第四偏移量F)，发送天线102和目标物品之间的第二距离D2，以及接收天线103和目标物品之间的第三距离D3也会使得第一发射信号和第一接收信号之间引起相位变化量(称为第三偏移量)，另外，连接各部件的传输线缆也会使得第一发射信号和第一接收信号之间引起相位变化量(称为第一偏移量)。

图2A是该信息提取装置100获取该第四偏移量时各部件示意图，如图2A所示，信号源101输出两路信号A和B，其中一路信号A经由第一线缆1041连接到处理单元105，作为本振信号LO1(见公式(1))，另一路信号B经由第二线缆1042连接到发送天线102，并将该信号T1(见公式(2))发射至目标物品，其中，该发送天线102与目标物品间距为第二距离D2，接收天线103与目标物品间距为第三距离D3，第二距离D2和第三距离D3可以相同，也可以不同；接收天线103接收到经目标物品反射后的信号后，经由第三线缆1043传递至处理单元105，由此，该处理单元105得到第一接收信号R1(见公式(3))。

其中，是该第一发射信号的初始相位，是该第一线缆引入的相位偏移量，是该第二线缆引入的相位偏移量，是该第一线缆引入的相位偏移量，f是该第一发射信号的频率，λ是该第一发射信号的波长；F是目标物体引起的相位偏移量，称为第四偏移量；是第二距离D2和第三距离D3引起的相位偏移量。

因此，在本实施例中，接收到的第一接收信号与第一发射信号的第一相位变化量包括由传输线缆引起的第一偏移量由该发送天线102和该接收天线103分别与该目标物品的第二距离D2和第三距离D3引起的第三偏移量以及由该目标物品引起的第四偏移量F，为了进行物品检测，需要准确提取F值来区分不同材质的物品，因此，需要从第一接收信号与第一发射信号的第一相位变化量中去除上述第一偏移量和上述第三偏移量，以确定F。

以下分别说明如何去除该第一偏移量和该第三偏移量。

1)去除第一偏移量

在本实施例中，可以通过对该第一接收信号进行相位补偿的方式去除该传输线缆引起的第一偏移量。

在本实施例中，可以预先获取对第一接收信号进行补偿的相位(相位变化量)，该装置还可以包括：

获取单元(未图示，可选)，其用于获得该第二相位变化量；

其中，信号源101通过发送天线102发送第二发射信号，获取单元通过接收天线103得到第二接收信号，获取单元根据第二接收信号和第二发射信号确定该第二接收信号和该第二发射信号的第二相位变化量。

其中，该获取单元可以包括：

处理模块(未图示)，其用于将该第二发射信号与该第二接收信号进行混频处理，以获得相应的第二基带信号；

确定模块(未图示)，其用于根据该第二基带信号确定该第二基带信号的相位，将该第二基带信号的相位确定为该第二相位变化量。

图2B是该信息提取装置100获取该第二相位变化量各部件位置示意图，如图2B所示，与图2A的不同之处在于，不放置目标物品，并将发送天线102和接收天线103间隔第一距离D1正对摆放，信号源101的一路信号A经由第一线缆连接到处理单元105，作为本振信号LO2(见公式(4))，信号源101的另一路信号B经由第二线缆连接到发送天线102，并将该信号T2(见公式(5))发射至接收天线103，其中，该发送天线102和接收天线103间距为第一距离D1，其中，第一距离D1与第二距离D2和第三距离D3可以相同，也可以不同；接收天线103接收信号后，经由第三线缆1043传递至处理单元105，由此，该处理单元105得到第二接收信号R2(见公式(6))。

其中，是该第二发射信号的初始相位，是第一距离D1引起的相位偏移量(第二偏移量)，另外，由于各部件连接关系没变，各传输线缆引起的相位偏移量也没变。

该处理模块进行混频处理后，以获得相应的第二基带信号B2，如下公式(7)所示：

该确定模块根据公式(7)即可以确定该第二基带信号的相位将该相位确定为第二相位变化量，其包括传输线缆引起的第一偏移量以及由该发送天线102和该接收天线103之间的第一距离D1引起的第二偏移量

其中，该处理单元105根据预先获得的第二相位变化量对该第一接收信号进行相位补偿，将补偿后的该第一接收信号与本振信号LO1进行混频处理，以获得相位校正后的第一基带信号B1(见公式(8))；

这样，经过相位校正后的第一基带信号的相位中不再包含该第一偏移量，仍包含第三偏移量，并引入了新的第二偏移量。

通过本实施例的上述装置，根据预先获得的第二相位变化量对第一接收信号进行相位补偿，对补偿后的第一接收信号进行处理，能够消除传输线缆对该相位变化量值计算的影响。

2)去除第二偏移量和第三偏移量

由于在去除第一偏移量时，引入了新的第二偏移量，因此，该处理单元105需要从该第一基带信号的相位中去除该第二偏移量和第三偏移量，以确定该第四偏移量。

其中，可以预先测量D1,D2,D3的值，代入公式(8)去除得到F，或者也可以采用其他方法消除该距离引起的相位偏移量，例如，可以利用信号源重新发送两个频率不同的信号，并分别获得相位补偿后的接收信号，将接收信号和发射信号进行混频后，得到经过补偿后的两个基带信号，利用公式(9)中的方法确定该第四偏移量F，去除该第二偏移量和第三偏移量；

在公式(9)中，φ₁和φ₂是两个基带信号的相位，λ₁和λ₂是两个发射信号的波长，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D2+D3-2D1以及φ₁与φ₂的关系有关。

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D2+D3-2D1和与距离D2+D3-2D1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D2+D3-2D1情况，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：

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D2+D3-2D1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D2+D3-2D1并计算得到该步长后，判断距离D2+D3-2D1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D2+D3-2D1落入范围内，则可确定m＝1，在D2+D3-2D1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D2+D3-2D1落入范围内，m＝1，在φ₁-φ₂>0时，k₁＝k₂+1-1＝k，公式(9)简化为如下公式(10)：

在φ₁-φ₂<0时，k₁＝k₂+1，公式(9)简化为如下公式(11)：

或，

其中，k为整数。

以上仅以D2+D3-2D1落入范围内时公式(9)简化为公式(10)和(11)为例说明如何计算F值，对于D2+D3-2D1落入其他范围的情况，也可以基于公式(9)进行简化，简化方法与公式(10)和(11)类似，此处不再一一说明。

在本实施例中，如图2A和2B所示，该信号源101分别与发送天线102以及处理单元105连接，输出两路信号A和B，为了提高精确度，可以在该信号源101内部设置校准单元(未示出)，该校准单元可对该两路信号进行信号校准，使得两路信号同步。

在本实施例中，除了在信号源101内部设置校准单元外，还可以在信号传输路径上设置功分器，将信号源101输出的信号分成两路相同的信号。

图3A和图3B是本实施例中设置功分器的信息提取装置100各部件位置示意图，如图3A和3B所示，该装置100还可以包括：功分器106；

其中，该信号源101通过该功分器106向该发送天线102提供该第二发射信号和/或该第一发射信号，并通过该功分器106向该处理单元105提供该本振信号。

如图3A和3B所示，其中，该第一线缆1041包括该信号源101与该功分器106之间的第四线缆10411和该功分器106与该处理单元105之间的第五线缆10412；该第二线缆1042包括该信号源101与该功分器106之间的第四线缆10411和该功分器106与该发送天线102之间的第六线缆10421。

通过本实施例的上述装置，根据预先获得的相位变化量对接收信号进行相位补偿，对补偿后的接收信号进行处理，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，以及传输线缆对该相位变化量值计算的影响，从而得到准确的相位变化量。

实施例2

本实施例2提供一种物品检测装置，图4是该物品检测装置构成示意图，如图4所示，装置400包括：实施例1中的信息提取装置100，其用于确定该第四偏移量；以及检测单元401，其根据该第四偏移量进行该目标物品检测。

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，信息提取装置100的具体实施方式可以参考实施例1，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(第四偏移量)，不同材质的物品会引起不同的F值，因此，检测单元401可以利用F值来区分不同材质的物品。

在一个实施方式中，检测单元401根据预存的参考相位变化量和物品的对应关系，以及该信息提取装置100得到的F，检测与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)，其可以预先针对不同的物品进行测试，信息提取装置100得到不同物品的F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F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，但根据信息提取装置100得到的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，距离D2+D3-2D1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D2+D3-2D1，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401在检测到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：

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401的一个实施方式示意图，如图5所示，检测单元401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D2+D3-2D1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D2+D3-2D1，并计算该步长(或者也可以在检测前预先存储距离D2+D3-2D1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将信息提取装置100获得的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，计算该距离D2+D3-2D1，并计算该步长例如，D2+D3-2D1＝30cm，步长＝10cm；信息提取装置100得到F＝56(例如，使用实施例1中的方法计算F)，检测单元401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401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600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：

控制信号源通过发送天线发送第一发射信号，该第一发射信号经过目标物品反射后被接收天线接收，以得到待处理的第一接收信号；

其中，该第一接收信号和该第一发射信号的第一相位变化量包括由传输线缆引起的第一偏移量，由该发送天线和该接收天线分别与该目标物品的第二距离和第三距离引起的第三偏移量、以及由该目标物品引起的第四偏移量；

根据预先获得的第二相位变化量对该第一接收信号进行相位补偿，将补偿后的该第一接收信号与本振信号进行混频处理，以获得相位校正后的第一基带信号；其中，该第二相位变化量包括该第一偏移量，以及由该发送天线和该接收天线之间的第一距离引起的第二偏移量；

从该第一基带信号的相位中去除该第二偏移量和该第三偏移量，以确定该第四偏移量。

其中，中央处理器620还可以被配置为进行如下控制：其中，该信号源通过该发送天线发送第二发射信号，通过该接收天线得到第二接收信号，根据该第二接收信号和该第二发射信号确定该第二接收信号和该第二发射信号的该第二相位变化量。

其中，中央处理器620还可以被配置为进行如下控制：将该第二发射信号与该第二接收信号进行混频处理，以获得相应的第二基带信号；根据该第二基带信号确定该第二基带信号的相位，将该第二基带信号的相位确定为该第二相位变化量。

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600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600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，根据预先获得的相位变化量对接收信号进行相位补偿，对补偿后的接收信号进行处理，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，以及传输线缆对该相位变化量值计算的影响，从而得到准确的相位变化量。

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700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：控制信号源通过发送天线发送第一发射信号，该第一发射信号经过目标物品反射后被接收天线接收，以得到待处理的第一接收信号；

其中，该第一接收信号和该第一发射信号的第一相位变化量包括由传输线缆引起的第一偏移量，由该发送天线和该接收天线分别与该目标物品的第二距离和第三距离引起的第三偏移量、以及由该目标物品引起的第四偏移量；

根据预先获得的第二相位变化量对该第一接收信号进行相位补偿，将补偿后的该第一接收信号与本振信号进行混频处理，以获得相位校正后的第一基带信号；其中，该第二相位变化量包括该第一偏移量，以及由该发送天线和该接收天线之间的第一距离引起的第二偏移量；

从该第一基带信号的相位中去除该第二偏移量和该第三偏移量，以确定该第四偏移量F；根据由该F进行该目标物品检测。

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。

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700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700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，信号源通过发送天线发送第一发射信号，该第一发射信号经过目标物品反射后被接收天线接收，以得到待处理的第一接收信号；

其中，该第一接收信号和该第一发射信号的第一相位变化量包括由传输线缆引起的第一偏移量，由该发送天线和该接收天线分别与该目标物品的第二距离和第三距离引起的第三偏移量、以及由该目标物品引起的第四偏移量；

步骤802，根据预先获得的第二相位变化量对该第一接收信号进行相位补偿，将补偿后的该第一接收信号与本振信号进行混频处理，以获得相位校正后的第一基带信号；其中，该第二相位变化量包括该第一偏移量，以及由该发送天线和该接收天线之间的第一距离引起的第二偏移量；

步骤803，从该第一基带信号的相位中去除该第二偏移量和该第三偏移量，以确定该第四偏移量。

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，该方法还可以包括(未图示)：获得该第二相位变化量。

具体的，该信号源通过该发送天线发送第二发射信号，通过该接收天线得到第二接收信号，根据该第二接收信号和该第二发射信号确定该第二接收信号和该第二发射信号的该第二相位变化量。

在本实施例中，可以将该第二发射信号与该第二接收信号进行混频处理，以获得相应的第二基带信号；根据该第二基带信号确定该第二基带信号的相位，将该第二基带信号的相位确定为该第二相位变化量。

其具体实施方式可以参考实施例1，此处不再重复。

通过本实施例的上述方法，根据预先获得的相位变化量对接收信号进行相位补偿，对补偿后的第一接收信号进行处理，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，以及传输线缆对该相位变化量值计算的影响，从而得到准确的相位变化量。

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901，信号源通过发送天线发送第一发射信号，该第一发射信号经过目标物品反射后被接收天线接收，以得到待处理的第一接收信号；

其中，该第一接收信号和该第一发射信号的第一相位变化量包括由传输线缆引起的第一偏移量，由该发送天线和该接收天线分别与该目标物品的第二距离和第三距离引起的第三偏移量、以及由该目标物品引起的第四偏移量；

步骤902，根据预先获得的第二相位变化量对该第一接收信号进行相位补偿，将补偿后的该第一接收信号与本振信号进行混频处理，以获得相位校正后的第一基带信号；其中，该第二相位变化量包括该第一偏移量，以及由该发送天线和该接收天线之间的第一距离引起的第二偏移量；

步骤903，从该第一基带信号的相位中去除该第二偏移量和该第三偏移量，以确定该第四偏移量。

步骤904，根据第四偏移量进行该目标物品检测。

在本实施例中，步骤901～904的具体实施方式可以参考实施例2中的物品检测装置400，此处不再赘述。

在步骤904中，可以根据预存的参考相位变化量和物品的对应关系，以及该第四偏移量，检测与该第四偏移量(前述的相位变化量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。

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信息提取装置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物品检测装置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1，4-7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8-9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1，4-7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1，4-7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：信号源、发送天线、接收天线、传输线缆和处理单元，其中，所述传输线缆包括所述信号源和所述处理单元之间的第一线缆、所述信号源和所述发送天线之间的第二线缆、所述接收天线和所述处理单元之间的第三线缆；

所述信号源通过发送天线发送第一发射信号，所述处理单元通过所述接收天线接收所述第一发射信号经过目标物品反射后的第一接收信号；

其中，所述第一接收信号和所述第一发射信号的第一相位变化量包括由所述传输线缆引起的第一偏移量，由所述发送天线和所述接收天线分别与所述目标物品的第二距离和第三距离引起的第三偏移量、以及由所述目标物品引起的第四偏移量；

所述处理单元根据预先获得的第二相位变化量对所述第一接收信号进行相位补偿，将补偿后的所述第一接收信号与本振信号进行混频处理，以获得相位校正后的第一基带信号；其中，预先获得的所述第二相位变化量包括所述第一偏移量，以及由所述发送天线和所述接收天线之间的第一距离引起的第二偏移量；

所述处理单元从所述第一基带信号的相位中去除所述第二偏移量和所述第三偏移量，以确定所述第四偏移量。

附记2、根据附记1所述的装置，其中，所述装置还包括：

获取单元，其用于获得所述第二相位变化量；

其中，所述信号源通过所述发送天线发送第二发射信号，所述获取单元通过所述接收天线得到第二接收信号，根据所述第二接收信号和所述第二发射信号确定所述第二接收信号和所述第二发射信号的所述第二相位变化量。

附记3、根据附记2所述的装置，其中，所述获取单元包括：

处理模块，其用于将所述第二发射信号与所述第二接收信号进行混频处理，以获得相应的第二基带信号；

确定模块，其用于根据所述第二基带信号确定所述第二基带信号的相位，将所述第二基带信号的相位确定为所述第二相位变化量。

附记4、根据附记1或2所述的装置，其中，所述装置还可以包括：功分器；

其中，所述信号源通过所述功分器向所述发送天线提供所述第一发射信号和/或所述第二发射信号，并通过所述功分器向所述处理单元提供所述本振信号。

附记5、根据附记4所述的装置，其中，所述第一线缆包括所述信号源与所述功分器之间的第四线缆和所述功分器与所述处理单元之间的第五线缆；所述第二线缆包括所述信号源与所述功分器之间的第四线缆和所述功分器与所述发送天线之间的第六线缆。

附记6、一种物品检测装置，其中，所述装置包括：信号源、发送天线、接收天线、传输线缆、处理单元和检测单元，其中，所述传输线缆包括所述信号源和所述处理单元之间的第一线缆、所述信号源和所述发送天线之间的第二线缆、所述接收天线和所述处理单元之间的第三线缆；

所述信号源通过发送天线发送第一发射信号，所述处理单元通过所述接收天线接收所述第一发射信号经过目标物品反射后的第一接收信号；

其中，所述第一接收信号和所述第一发射信号的第一相位变化量包括由传输线缆引起的第一偏移量，由所述发送天线和所述接收天线分别与所述目标物品的第二距离和第三距离引起的第三偏移量、以及由所述目标物品引起的第四偏移量；

所述处理单元根据预先获得的第二相位变化量对所述第一接收信号进行相位补偿，将补偿后的所述第一接收信号与本振信号进行混频处理，以获得相位校正后的第一基带信号；其中，预先获得的所述第二相位变化量包括所述第一偏移量，以及由所述发送天线和所述接收天线之间的第一距离引起的第二偏移量；

所述处理单元从所述第一基带信号的相位中去除所述第二偏移量和该第三偏移量，以确定所述第四偏移量；

所述检测单元根据由所述目标物品引起的所述第四偏移量进行所述目标物品检测。

附记7、根据附记6所述的装置，其中，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，以及所述处理单元得到的所述第四偏移量，检测与所述第四偏移量对应的物品。

附记8、一种信息提取方法，其中，所述方法包括：

信号源通过发送天线发送第一发射信号，该第一发射信号经过目标物品反射后被接收天线接收，以得到待处理的第一接收信号；

其中，所述第一接收信号和所述第一发射信号的第一相位变化量包括由传输线缆引起的第一偏移量，由所述发送天线和所述接收天线分别与所述目标物品的第二距离和第三距离引起的第三偏移量、以及由所述目标物品引起的第四偏移量；

根据预先获得的第二相位变化量对所述第一接收信号进行相位补偿，将补偿后的所述第一接收信号与本振信号进行混频处理，以获得相位校正后的第一基带信号；其中，所述第二相位变化量包括所述第一偏移量，以及由所述发送天线和所述接收天线之间的第一距离引起的第二偏移量；

从所述第一基带信号的相位中去除所述第二偏移量和该第三偏移量，以确定所述第四偏移量。

附记9、根据附记8所述的方法，其中，所述方法还包括：

获得所述第二相位变化量，其包括：

所述信号源通过所述发送天线发送第二发射信号，通过所述接收天线得到第二接收信号，根据所述第二接收信号和所述第二发射信号确定所述第二接收信号和所述第二发射信号的所述第二相位变化量。

附记10、根据附记9所述的方法，其中，根据所述第二接收信号和所述第二发射信号确定所述第二接收信号和所述第二发射信号的所述第二相位变化量，包括：

将所述第二发射信号与所述第二接收信号进行混频处理，以获得相应的第二基带信号；根据所述第二基带信号确定所述第二基带信号的相位，将所述第二基带信号的相位确定为所述第二相位变化量。

附记11、根据附记8所述的方法，其中，所述信号源通过功分器向所述发送天线提供所述第一发射信号和/或所述第二发射信号，并通过所述功分器提供所述本振信号。

Claims (10)

1.一种信息提取装置，其中，所述装置包括：信号源、发送天线、接收天线、传输线缆和处理单元，其中，所述传输线缆包括所述信号源和所述处理单元之间的第一线缆、所述信号源和所述发送天线之间的第二线缆、所述接收天线和所述处理单元之间的第三线缆；

所述信号源通过所述发送天线发送第一发射信号，所述处理单元通过所述接收天线接收所述第一发射信号经过目标物品反射后的第一接收信号；

其中，所述第一接收信号和所述第一发射信号的第一相位变化量包括由所述传输线缆引起的第一偏移量，由所述发送天线和所述接收天线分别与所述目标物品的第二距离和第三距离引起的第三偏移量、以及由所述目标物品引起的第四偏移量；

所述处理单元根据预先获得的第二相位变化量对所述第一接收信号进行相位补偿，将补偿后的所述第一接收信号与本振信号进行混频处理，以获得相位校正后的第一基带信号；其中，预先获得的所述第二相位变化量包括所述第一偏移量，以及由所述发送天线和所述接收天线之间的第一距离引起的第二偏移量；

所述处理单元从所述第一基带信号的相位中去除所述第二偏移量和所述第三偏移量，以确定所述第四偏移量。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置还包括：

获取单元，其用于获得所述第二相位变化量；

其中，所述信号源通过所述发送天线发送第二发射信号，所述获取单元通过所述接收天线得到第二接收信号，并根据所述第二接收信号和所述第二发射信号确定所述第二接收信号和所述第二发射信号的所述第二相位变化量。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述获取单元包括：

处理模块，其用于将所述第二发射信号与所述第二接收信号进行混频处理，以获得相应的第二基带信号；

确定模块，其用于根据所述第二基带信号确定所述第二基带信号的相位，将所述第二基带信号的相位确定为所述第二相位变化量。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述装置还可以包括：

功分器；

其中，所述信号源通过所述功分器向所述发送天线提供所述第一发射信号和/或所述第二发射信号，并通过所述功分器向所述处理单元提供所述本振信号。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第一线缆包括所述信号源与所述功分器之间的第四线缆和所述功分器与所述处理单元之间的第五线缆；所述第二线缆包括所述信号源与所述功分器之间的第四线缆和所述功分器与所述发送天线之间的第六线缆。

6.一种物品检测装置，其中，所述装置包括：信号源、发送天线、接收天线、传输线缆、处理单元和检测单元，其中，所述传输线缆包括所述信号源和所述处理单元之间的第一线缆、所述信号源和所述发送天线之间的第二线缆、所述接收天线和所述处理单元之间的第三线缆；

所述信号源通过所述发送天线发送第一发射信号，所述处理单元通过所述接收天线接收所述第一发射信号经过目标物品反射后的第一接收信号；

其中，所述第一接收信号和所述第一发射信号的第一相位变化量包括由所述传输线缆引起的第一偏移量，由所述发送天线和所述接收天线分别与所述目标物品的第二距离和第三距离引起的第三偏移量、以及由所述目标物品引起的第四偏移量；

所述处理单元根据预先获得的第二相位变化量对所述第一接收信号进行相位补偿，将补偿后的所述第一接收信号与本振信号进行混频处理，以获得相位校正后的第一基带信号；其中，预先获得的所述第二相位变化量包括所述第一偏移量，以及由所述发送天线和所述接收天线之间的第一距离引起的第二偏移量；

所述处理单元从所述第一基带信号的相位中去除所述第二偏移量和所述第三偏移量，以确定所述第四偏移量；

所述检测单元根据由所述目标物品引起的所述第四偏移量进行所述目标物品检测。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，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，以及所述处理单元得到的所述第四偏移量，检测与所述第四偏移量对应的物品。

8.一种信息提取方法，其中，所述方法包括：

信号源通过发送天线发送第一发射信号，所述第一发射信号经过目标物品反射后被接收天线接收，以得到待处理的第一接收信号；

其中，所述第一接收信号和所述第一发射信号的第一相位变化量包括由传输线缆引起的第一偏移量，由所述发送天线和所述接收天线分别与所述目标物品的第二距离和第三距离引起的第三偏移量、以及由所述目标物品引起的第四偏移量；

根据预先获得的第二相位变化量对所述第一接收信号进行相位补偿，将补偿后的所述第一接收信号与本振信号进行混频处理，以获得相位校正后的第一基带信号；其中，所述第二相位变化量包括所述第一偏移量，以及由所述发送天线和所述接收天线之间的第一距离引起的第二偏移量；

从所述第一基带信号的相位中去除所述第二偏移量和所述第三偏移量，以确定所述第四偏移量。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述方法还包括：

获得所述第二相位变化量，其包括：

所述信号源通过所述发送天线发送第二发射信号，所述第二发射信号通过所述接收天线得到第二接收信号，根据所述第二接收信号和所述第二发射信号确定所述第二接收信号和所述第二发射信号的所述第二相位变化量。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，根据所述第二接收信号和所述第二发射信号确定所述第二接收信号和所述第二发射信号的所述第二相位变化量，包括：

将所述第二发射信号与所述第二接收信号进行混频处理，以获得相应的第二基带信号；根据所述第二基带信号确定所述第二基带信号的相位，将所述第二基带信号的相位确定为所述第二相位变化量。