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专利名称：有限空间边界和内部物体状态及变化的电磁波检测方法
技术领域：
本发明涉及一种有限空间边界和内部物体状态的检测方法，特别涉及到一种有限空间边界和内部物体状态及变化的电磁波检测方法。
背景技术：
对于有限空间边界和内部物体状态及变化状况的检测，传统的方法是对边界进行目测，根据目测判断的边界材料，几何形状和颜色来表征边界的状态特征，并根据以后每次目测判断的结果与记忆中过去的目测判断结果比较来对边界的状态特征的变化状况做出判断，对有限空间内物体，通过对物体的移动和目测，根据物体的材料，重量，几何形状和颜色来表征物体的状态特征，并根据以后每次目测判断的结果与记忆中过去的目测判断结果比较来对边界的状态特征的变化状况做出判断，这样的检测方法效率低，准确度较差，劳动强度高，而现有的其他各种检测方法都无法对有限空间边界和内部物体状态进行简便快速准确的状态及变化的检测。

发明内容
本发明的目的是克服背景技术的不足，实现有限空间边界和内部物体状态及变化的电磁波检测方法。
本发明的技术方案是一种有限空间边界和内部物体状态的电磁波检测方法。含有电磁波发射装置及发射天线，电磁波接收装置及接收天线，数据处理装置，数据储存装置和数据输出装置。在电磁波发射天线未发射激励电磁波状态下，电磁波接收装置通过安装在有限空间内确定位置上的接收天线接收经过有限空间的边界与内部物体反射的背景辐射电磁波的反射电磁波W0。然后电磁波发射装置激励一定模式的电磁波，通过安装在有限空间内确定位置上的发射天线发射，电磁波接收装置通过接收天线接收经过有限空间的边界与内部物体反射的激励电磁波和背景辐射电磁波的混合反射电磁波W1。或先接收W1，再接收W0。接收装置将在以上两种状态下接收到的两种反射电磁波W0，W1输入数据处理装置进行统一数据处理，得到激励电磁波经过有限空间的边界与内部物体反射后的反射电磁波Wi。以后每次操作都将按以上方式重复进行。数据处理装置将电磁波Wi的特征形成的一个具有唯一确定的图像表征输入数据储存装置储存，通过数据输出装置输出此图像表征来检测有限空间边界和内部物体状态。
电磁波发射装置的发射天线在有限空间内确定位置所发射的激励电磁波的频率可变，激励电磁波频段的选择应使激励电磁波在有限空间内有良好的弥散性。
电磁波发射装置的发射天线在有限空间内确定位置所发射的激励电磁波可加密，可调制，电磁波接收装置的接收可解密，可解调。
电磁波接收装置的接收天线既可在电磁波发射装置的发射天线发射状态下同时同步进行接收，亦可在电磁波发射装置的发射天线发射状态后经过一定时间间隔再进行接收。
一种对有限空间的边界与内部物体状态特征变化状况的电磁波检测方法。含有电磁波发射装置及发射天线，电磁波接收装置及接收天线，数据处理装置，数据储存装置和数据输出装置。在电磁波发射天线未发射激励电磁波状态下，电磁波接收装置通过安装在有限空间内确定位置上的电磁波接收天线接收经过有限空间的边界与内部物体反射的背景辐射电磁波的反射电磁波W0。然后电磁波发射装置激励一定模式的电磁波，并通过安装在有限空间内确定位置上的电磁波发射天线发射，电磁波接收装置通过接收天线接收经过有限空间的边界与内部物体反射的激励电磁波和背景辐射电磁波的混合反射电磁波W1。接收装置将在以上两种状态下接收到的两种反射电磁波W0，W1输入数据处理装置进行统一数据处理，得到激励电磁波经过有限空间的边界与内部物体反射后的反射电磁波Wi。以后每次操作都将按以上方式进行。数据处理装置将反射电磁波Wi的特征形成的一个具有唯一确定的图像表征输入数据储存装置储存。数据处理装置对数据储存装置储存的不同时刻的电磁波Wi，x的图像表征进行比对，通过数据输出装置输出图像表征的比对来检测有限空间的边界与内部物体状态特征的变化状况。若图像表征重合，表明有限空间的边界与内部物体状态特征无变化，若图像表征不重合，表明有限空间的边界与内部物体状态特征有变化。
众所周知，根据电磁场理论，电磁波在空间传播时，会在不同介质分界处的介质面发生反射和折射。通过电磁波发射装置的发射天线在有限空间内发射的电磁波，将在有限空间的边界和内部物体的表面发生反射和折射，反射和折射的特性由有限空间的边界的性质和几何形状与内部物体的性质、几何形状、数量和其在空间的相对位置决定，同时由电磁波接收装置的接收天线在有限空间内接收的电磁波的特性，与电磁波发射装置的发射天线在有限空间内的位置、电磁波发射装置的发射天线所发射的激励电磁波的模式、背景辐射电磁波、有限空间的边界性质和几何形状、有限空间的内部物体的性质、几何形状、数量和其在空间的相对位置、接收装置的接收天线在有限空间内的位置和发射与接收两个状态之间的时间间隔相关。通过测定在发射天线未发射激励电磁波状态下由电磁波接收装置的接收天线所接收的电磁波来确定背景辐射电磁波，并由数据处理装置根据背景辐射电磁波来对发射天线发射激励电磁波状态下由接收天线同时同步接受的电磁波进行修正，数据处理装置可根据修正后的电磁波的特征所形成的一个具有唯一确定的图像表征，通过数据输出装置输出，来检测有限空间的边界与内部物体状态特征，并将图像表征送数据储存装置储存。如果确定电磁波发射装置的发射天线在有限空间内的位置、电磁波发射装置所激励的电磁波模式、电磁波接收装置的接收天线在有空间内的位置、就可通过数据处理装置对数据储存装置储存的不同时刻的图像表征的比对，通过数据输出装置输出此比对，来检测有限空间的边界与内部物体状态特征的变化状况。
本发明的有益积极效果利用电磁波的反射特性，独辟蹊径地实现了对有限空间的边界与内部物体状态特征及其状态特征变化状况的检测，且检测方法简捷灵敏、形象直观、费用低廉，容易普及推广。


图1，是对有限空间的边界与内部物体状态特征及其状态特征变化状况的电磁波检测方法的方框示意图。
图2，是通过数据输出装置输出的电磁波发射装置的发射天线在有限空间内确定位置所发射激励电磁波的图像表征。
图3，是通过数据输出装置输出的电磁波接收装置的接收天线在有限空间内确定位置，在发射天线未发射激励电磁波状态下，所接收的经过有限空间的边界与内部物体反射的背景辐射电磁波的反射电磁波W0的图像表征。
图4，是通过数据输出装置输出的电磁波接收装置的接收天线在有限空间内确定位置，在电磁波发射装置的发射天线发射激励电磁波状态下，同时同步接收的经过有限空间的边界与内部物体反射的激励电磁波和背景电磁波的混合反射电磁波Wi的图像表征。
图5，是通过数据输出装置输出的图3、图4中的反射电磁波W0，W1经过数据处理装置统一处理后得到的反射电磁波Wi的图像表征。
图6，是通过数据输出装置输出的电磁波接收装置的接收天线在有限空间内确定位置，当空间的边界发生变化后，在发射天线未发射激励电磁波状态下，所接收的经过有限空间的边界与内部物体反射的背景辐射电磁波的反射电磁波W0，a的图像表征。
图7，是通过数据输出装置输出的电磁波接收装置的接收天线在有限空间内确定位置，当空间的边界发生变化后，在电磁波发射装置的发射天线发射激励电磁波状态下，同时同步接收的经过有限空间边界与内部物体反射的激励电磁波和背景辐射电磁波的混合反射电磁波W1，a的图像表征。
图8，是通过数据输出装置输出的图6、图7中的反射电磁波W0，a，W1，a经过数据处理装置统一处理后的反射电磁波Wi，a的图像表征。
图9，是通过数据输出装置输出的电磁波接收装置的接收天线在有限空间内确定位置，当空间内的物体发生位移后，在发射天线未发射激励电磁波状态下，所接收的经过有限空间的边界与内部物体反射的背景辐射电磁波反射电磁波W0，b的图像表征。
图10，是通过数据输出装置输出的电磁波接收装置的接收天线在有限空间内确定位置，当空间内的物体发生位移后，在电磁波发射装置的发射天线发射激励电磁波状态下，同时同步接收的经过有限空间的边界与内部物体反射的激励电磁波和背景辐射电磁波的混合反射电磁波W1，b的图像表征。
图11，是通过数据输出装置输出的图9、图10中反射电磁波W0，b，W1，b经过数据处理装置统一处理后的反射电磁波Wi，b的图像表征。
图12，是通过数据输出装置输出的图5、图8和图11的反射电磁波Wi，Wi，a，Wi，b的图像表征的比对图。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步说明对有限空间的边界与内部物体状态特征及其状态特征变化状况的电磁波检测方法。
参见图1至图12，在图1中，1代表有限空间，在本实施例中是一间房间，2代表有限空间的边界，在本实施例中是房间的墙体、门、窗，3代表有限空间的内部物体，在本实施例中是房间内部的桌子、椅子、仪器设备、人员，4是安装在有限空间内部确定位置的电磁波发射天线，在本实施例中，电磁波发射天线安装在房间中间桌子的右端，5是安装在有限空间内部确定位置的电磁波接收天线，在本实施例中，电磁波接收天线安装在房间中间桌子的左端，6是电磁波发射装置，在本实施例中是安捷伦矢量网络分析仪8753ES，7是电磁波接收装置，在本实施例中，是安捷伦矢量网络分析仪8753ES，8是数据处理装置，在本实施例中，是三星手提电脑NV5000，9是数据储存装置，在本实施例中，是三星手提电脑NV5000，10是数据输出装置，在本实施例中，是HPdeskjet 656c打印机，编号8、9、10一般可由计算机系统代替。
实施步骤1)连接电磁波发射天线、安捷伦矢量网络分析仪8753ES、电磁波接收天线、三星手提电脑NV5000、HPdeskjet656c打印机。
2)测量发射电磁波的图像表征并通过数据输出装置输出，见图2。
3)测量在发射天线未发射激励电磁波状态下，接收天线在有限空间内部确定位置接收的经过有限空间的边界与内部物体反射的背景辐射电磁波的反射电磁波W0的图像表征，并通过数据储存装置储存然后由数据输出装置输出，见图3。
4)测量在发射天线发射激励电磁波状态下，接收天线在有限空间内部确定位置所接收的经过有限空间的边界与内部物体反射的激励电磁波和背景电磁波的混合反射电磁波W1的图像表征，并通过数据储存装置储存然后由数据输出装置输出，见图4。
5)通过数据处理装置统一处理W0，W1，测量在电磁波发射天线发射激励电磁波状态下，接收天线所接收的经过有限空间的边界与内部物体反射的激励电磁波的反射电磁波Wi的图像表征，并通过数据储存装置储存然后由数据输出装置输出，见图5
6)打开门，使有限空间的边界发生变化，其他空间状态同上述3)中的初始状态，重复3)、4)、5)步骤，W0，a的图像表征见图6、W1，a的图像表征见图7、Wi，a的图像表征见图8。
7)人体在房间内变动位置，使有限空间的内部物体状态发生变化，其他空间状态同上述3)中的初始状态，重复3)、4)、5)步骤，W0，b的图像表征见图9、W1，b的图像表征见图10、Wi，a的图像表征见图11。
8)通过数据处理装置比对Wi，Wi，a和Wi，b在数据储存装置储存的图像表征，由数据输出装置输出图像表征比对的结果，见图12，可以明显地看出，当有限空间的边界或内部物体的状态发生变化后，有限空间的边界与内部物体状态特征的图像表征发生明显的变化。关于有限空间的边界与内部物体状态特征及其状态特征变化状况的电磁波检测方法，还可以给出其他形态的有限空间，不同的边界，不同的内部物体状态的多种图像表征，这里就不再一一表述了。
权利要求
1.一种对有限空间的边界与内部物体状态特征的电磁波检测方法，含有电磁波发射装置及发射天线，电磁波接收装置及接收天线，数据处理装置，数据储存装置和数据输出装置，其特征在于在发射天线未发射激励电磁波状态下，电磁波接收装置通过安装在有限空间内确定位置上的接收天线接收经过有限空间的边界与内部物体反射的背景辐射电磁波的反射电磁波W0，然后电磁波发射装置激励一定模式的电磁波，并通过安装在有限空间内确定位置上的发射天线发射，电磁波接收装置通过接收天线接收经过有限空间的边界与内部物体反射的激励电磁波和背景辐射电磁波的混合反射电磁波W1，或先接收W1，再接收W0，接收装置将在以上两种状态下接收到的两种反射电磁波W0，W1输入数据处理装置进行统一数据处理，得到激励电磁波经过有限空间的边界与内部物体反射后的反射电磁波Wi，以后每次操作都将按以上方式进行，数据处理装置将反射电磁波Wi的特征形成的一个具有唯一确定的图像表征输入数据储存装置储存，通过数据输出装置输出此图像表征来检测有限空间的边界与内部物体状态特征。
2.根据权利要求1所述的电磁波检测方法，其特征在于电磁波发射装置的发射天线在有限空间内确定位置所发射的激励电磁波的频率可变，激励电磁波频段的选择应使激励电磁波在有限空间内有良好的弥散性。
3.根据权利要求1所述的电磁波检测方法，其特征在于电磁波发射装置的发射天线在有限空间内确定位置所发射的激励电磁波可加密，可调制，电磁波接收装置的接收可解密，可解调。
4.根据权利要求1所述的电磁波检测方法，其特征在于电磁波接收装置既可通过接收天线在电磁波发射装置的发射天线发射状态下同时同步进行接收，亦可在电磁波发射装置的发射天线发射状态后经过一定时间间隔再进行接收。
5.一种含有权利要求1的对有限空间的边界与内部物体状态特征变化状况的电磁波检测方法，含有电磁波发射装置及发射天线，电磁波接收装置及接收天线，数据处理装置，数据储存装置和数据输出装置，其特征在于在电磁波发射天线未发射激励电磁波状态下，电磁波接收装置通过安装在有限空间内确定位置上的电磁波接收天线接收经过有限空间的边界与内部物体反射的背景辐射电磁波的反射电磁波W0，然后电磁波发射装置激励一定模式的电磁波，并通过安装在有限空间内确定位置上的发射天线发射，电磁波接收装置通过接收天线接收经过有限空间的边界与内部物体反射的激励电磁波和背景辐射电磁波的混合反射电磁波W1，或先接收W1，再接收W0，接收装置将在以上两种状态下接收到的两种反射电磁波W0，W1输入数据处理装置进行统一数据处理，得到激励电磁波经过有限空间的边界与内部物体反射后的反射电磁波Wi，以后每次操作都将按以上方式进行，数据处理装置将反射电磁波Wi的特征形成的一个具有唯一确定的图像表征输入数据储存装置储存，数据处理装置对数据储存装置储存的不同时刻的反射电磁波Wi，x的图像表征进行比对，通过数据输出装置输出图像表征的比对来检测有限空间的边界与内部物体状态特征的变化状况，若图像表征重合，表明有限空间的边界与内部物体状态特征特征无变化，若图像表征不重合，表明有限空间的边界与内部物体状态特征有变化。
6.根据权利要求5所述的电磁波测定方法，其特征在于电磁波发射装置的发射天线在有限空间内确定位置所发射的激励电磁波的频率可变，激励电磁波频段的选择应使激励电磁波在有限空间内有良好的弥散性。
7.根据权利要求5所述的电磁波检测方法，其特征在于电磁波发射装置的发射天线在有限空间内确定位置所发射的激励电磁波可加密，可调制，电磁波接收装置的接收可解密，可解调。
8.根据权利要求5所述的电磁波检测方法，其特征在于电磁波接收装置既可通过接收天线在电磁波发射装置的发射天线发射状态下同时同步进行接收，亦可在电磁波发射装置的发射天线发射状态后经过一定时间间隔再进行接收。
全文摘要
本发明涉及一种检测有限空间边界和内部物体状态的方法，特别涉及一种检测有限空间边界和内部物体状态及变化的电磁波方法。含有电磁波发射装置，和接收装置，数据处理、储存装置。发射天线和接收天线安装在有限空间内确定位置。当发射装置激励发射一定模式的电磁波时，接收装置接收反射电磁波W
文档编号G01S13/89GK1474197SQ0312619
公开日2004年2月11日 申请日期2003年5月29日 优先权日2003年5月29日
发明者梁铁鹰, 徐雄伟, 周冀中 申请人:北京联合正方智卫系统技术有限公司, 梁铁鹰, 周冀中