CN109975799A - 一种雷达识别材料的方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

一种雷达识别材料的方法及其系统，属于显示领域，该系统，包括一显示模块以及一主机，其特征在于：还包括一雷达识别系统通过主机与显示模块互动连接，主机依据不同材质的特征值而指导显示模块启动不同材质的显示互动。本发明通过雷达的发射端发射中心频率为60GHz的发射信号，在遇到交互体后反射，后雷达系统对接收的反射信号进行分析和处理，且可以根据反射信号的波形和幅值判断物体的材质，该种材质识别方式成本低且功耗低，准确度高，并且抗干扰能力强，不受光线、灰尘、温度等干扰。

Description

一种雷达识别材料的方法及其系统
技术领域
本发明涉及显示系统的材料识别技术领域，尤其是涉及一种显示系统的雷达识别材料的方法。
背景技术
目前在显示系统的材料识别技术领域，主要采用的技术有深度摄像头技术，深度摄像头技术在对材料进行识别时，其存在功耗高且准确度低的缺点，同时抗干扰能力弱，无法满足现有对材料识别的需求。
目前在显示行业做材料识别，还没有人想到过用雷达，通常做法红外是通过识别物体的形状大小，这个方法只能限定个别特殊物体，且误判率高，电容是通过测量电容值大小做判断，这个方法限定材料，且误判率也高，再有比较高端的就是机器视觉(这里属于人工智能范围)，本身并不是材料识别，而是提取大量的视觉数据模型归纳总结各种特征，然后通过视觉去识别特征然后比对后做判断。
因此，有必要提供一种新的技术方案以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可有效解决上述技术问题的利用雷达识别材料的方法。
为达到本发明之目的，采用如下技术方案：一种雷达材料识别方法，其特征在于：所述方法包括：雷达系统发射出一定频率的电磁波；预设一定的感应识别范围；当交互体置于感应识别范围内，雷达系统感应到交互体返回的信号，经过计算得到参数，形成距离/幅值图；所述雷达系统对其形成的距离/幅值图提取其特征值，雷达系统或与雷达系统连接的主机对不同材质特征值进行标定形成不同材质的标准特征值并存储；所述雷达系统或主机对提取的特征值和存储的不同材质的标准特征值进行分析和比较；判断相对应的材质；后启动不同材质的显示互动。
其中，优选方案为：所述存储的不同材质的标准特征值的获取包括：多次采集的波形数据，依据距离/幅值图提取不同的特征值来标定不同材质的标准特征值，然后存储，形成不同材质的标准特征值的数据库。
其中，优选方案为：所述存储的不同材质的标准特征值的获取包括：提取不同的特征值通过神经网络自学习算法来标定不同材质的标准特征值。
其中，优选方案为：所述雷达发射的中心频率60GHZ，频率范围为57-64GHZ频率的电磁波。
本发明还包括雷达材料识别的系统，包括一显示模块以及一主机，其特征在于：还包括一雷达识别系统通过主机与显示模块互动连接，主机依据不同材质的特征值而指导显示模块启动不同材质的显示互动。
其中，优选方案为：不同材质的交互体对应在显示模块里的不同画笔颜色或画笔的粗细或画笔的种类。
其中，优选方案为：不同材质的交互体在显示模块形成不同交互控制，书写/擦除/页面拖动/选择。
其中，优选方案为：不同材质的交互体在显示模块形成不同交互控制命令，开/关屏幕，打开/关闭设定的程序。
其中，优选方案为：所述雷达识别系统或主机根据雷达感应计算得到的特征值与存储的不同材质的标准的特征值做分析、比较及判断。
其中，优选方案为：不同材质的交互体对应在显示模块里可同时识别，启动不同材质的显示互动。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明利用雷达识别材料的方法通过雷达的发射端发射频率为60GHz的发射信号，在遇到被测物体后发射且被接收端接收，接收端对接收的反射信号进行分析和处理，且可以根据反射信号的波形和幅值判断物体的材质，该种材质识别方式成本低且功耗低，同时准确度高，处理方式简单，并且抗干扰能力强，不受光线、灰尘、温度等干扰。
附图说明
图1为本发明利用雷达识别材料的方法的雷达结构示意图；
图2为图1所示本发明利用雷达识别材料的方法的示意图；
图3为图1所示本发明利用雷达识别材料的方法的交互体为金属材质反射的波形幅值距离图；
图4为图1所示本发明利用雷达识别材料的方法的交互体为水材质反射的波形幅值距离图；
图5为图1所示本发明利用雷达识别材料的方法的交互体为木材质反射的波形幅值距离图；
图6为图1所示本发明利用雷达识别材料的方法的交互体为塑料材质反射的波形幅值距离图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明利用雷达识别材料的方法做出清楚完整的说明。
如图1及图2所示，本发明利用雷达识别材料的方法使用的雷达系统1包括雷达芯片11、所述雷达芯片11内部包括发射端12及接收端13，所述雷达芯片11为基于雷达频率应用的微型传感器，其为现有技术，故在此不再赘述，所述雷达芯片11与电源(未图示)电性连接，为其提供电能。所述发射端12可以发射中心频率60GHz的电磁波，其为现有技术，故在此不再赘述。所述接收端13可以接收交互体反射回来的60GHz的电磁波，本雷达系统1还包括一处理器14对接收的反射信号进行分析与处理，同时可以根据接收的反射信号波形和幅值确定分析出交互体的材质。
如图1及图2所示，所述接收端13在工作的过程中，由于周围存在不同的物体，其可以不断的接收到交互体的反射波，并且从众多的反射波中识别有用区域的有用物体的反射波，再通过雷达系统1的处理器14计算出雷达芯片11与交互体的实际距离。
如图1及图2所示，所述本发明利用雷达识别材料的方法主要包括以下步骤：
雷达芯片11发射出一定频率的电磁波；预设一定的感应识别范围；当交互体置于感应识别范围内，雷达系统1感应到交互体返回的信号，经过计算得到参数，形成距离/幅值图；所述雷达系统1对其形成的距离/幅值图提取其特征值，雷达系统1或与雷达系统1连接的主机(图中未示出)对交互体材质的特征值进行标定形成不同材质的标准特征值并存储；所述雷达系统1或主机对提取的特征值和存储的不同材质的标准特征值进行分析和比较；判断相对应的材质；后启动不同材质的显示互动。
如图3所示，其为使用本发明交互体为金属(铁片)时得出的波形幅值距离坐标图，其中横坐标为雷达系统1与交互体之间的距离，纵坐标为反射信号的强度值，由图3可知，其波峰最高幅值为7600，对应的横坐标为0.15m；而形成如图3的距离/幅值图，雷达系统1多次采集对图3中交互体(金属)的距离/幅值图进行神经网络算法的特征提取，后形成特点的特征值，其特征值与已经学习并存储的标准特征值相比较判断和交互体(金属)的标准特征值吻合；后启动交互体(金属)特有的显示互动。
如图4所示，其为使用本发明交互体为水时得出的波形幅值距离坐标图；其中横坐标为雷达系统1与交互体之间的距离，纵坐标为反射信号的强度值，由图4可知，反射信号波峰最高幅值为8800，对应的横坐标为0.13m；雷达系统1多次采集对图4中交互体(水)的距离/幅值图进行神经网络算法的特征提取，后形成特点的特征值，其特征值与已经学习并存储的标准特征值相比较判断和交互体为交互体(水)的标准特征值吻合；后启动交互体(水)特有的显示互动。
如图5所示，其为使用本发明检测木板时得出的波形幅值距离坐标图；其中横坐标为雷达系统1与交互体之间的距离，纵坐标为反射信号的强度值，由图5可知，反射信号波峰最高幅值为2550，对应的横坐标为0.18m；雷达系统1多次采集对图5中交互体(木板)的距离/幅值图进行神经网络算法的特征提取，后形成特点的特征值，其特征值与已经学习并存储的标准特征值相比较判断和交互体为交互体(木板)的标准特征值吻合；后启动交互体(木板)特有的显示互动。
如图6所示，其为使用本发明检测塑料时得出的波形幅值距离坐标图；其中横坐标为雷达系统1与交互体之间的距离，纵坐标为反射信号的强度值，由图6可知，反射信号波峰最高幅值为1650，对应的横坐标为0.14m，雷达系统1多次采集对图5中交互体(塑胶)的距离/幅值图进行神经网络算法的特征提取，后形成特点的特征值，其特征值与已经学习并存储的标准特征值相比较判断和交互体为交互体(塑胶)的标准特征值吻合；后启动交互体(塑胶)特有的显示互动。
由此可见，交互体材质对60GHz波的吸收特性不同，因此反射回来的信号强度会有差别，因此可以根据这一特性来区分不同的材料。
在其他实施例中，本发明亦可以同时对多个交互体材质进行识别，本发明对多个交互体材质同时进行识别时的步骤过程与上述相同，其区别仅在于步骤四中接收端13需要同时对多个反射信号同时进行处理，其属于现有技术，故在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种雷达识别材料的方法，其特征在于：所述方法包括：雷达系统发射出一定频率的电磁波；预设一定的感应识别范围；当交互体置于感应识别范围内，雷达系统感应到交互体返回的信号，经过计算得到参数，形成距离/幅值图；所述雷达系统对其形成的距离/幅值图提取其特征值，雷达系统或与雷达系统连接的主机对不同材质特征值进行标定形成不同材质的标准特征值并存储；所述雷达系统或主机对提取的特征值和存储的不同材质的标准特征值进行分析和比较；判断相对应的材质；后启动不同材质的显示互动。
2.如权利要求1所述的雷达识别材料的方法，其特征在于：所述存储的不同材质的标准特征值的获取包括：多次采集的波形数据，依据距离/幅值图提取不同的特征值来标定不同材质的标准特征值，然后存储，形成不同材质的标准特征值的数据库。
3.如权利要求2所述的雷达识别材料的方法，其特征在于：所述存储的不同材质的标准特征值的获取包括：提取不同的特征值通过神经网络自学习算法来标定不同材质的标准特征值。
4.如权利要求1所述的雷达识别材料的方法，其特征在于：所述雷达发射的中心频率60GHZ，频率范围为57-64GHZ频率的电磁波。
5.一种包括权利要求1识别方法的系统，包括一显示模块以及一主机，其特征在于：还包括一雷达识别系统通过主机与显示模块互动连接，主机依据不同材质的特征值而指导显示模块启动不同材质的显示互动。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于：不同材质的交互体对应在显示模块里的不同画笔颜色或画笔的粗细或画笔的种类。
7.如权利要求5所述的系统，其特征在于：不同材质的交互体在显示模块形成不同交互控制，书写/擦除/页面拖动/选择。
8.如权利要求5所述的系统，其特征在于：不同材质的交互体在显示模块形成不同交互控制命令，开/关屏幕，打开/关闭设定的程序。
9.如权利要求5所述的系统，其特征在于：所述雷达识别系统或主机根据雷达感应计算得到的特征值与存储的不同材质的标准的特征值做分析、比较及判断。
10.如权利要求5所述的系统，其特征在于：不同材质的交互体对应在显示模块里可同时识别，启动不同材质的显示互动。
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