基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法和微波探测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于微波动态测距的抗干扰空间管理方法和微波探测装置，其中所述基于微波动态测距的抗干扰空间管理方法和微波探测装置能够于实际探测空间内划分具有确定边界的多个实际探测区域，和于所述实际探测区域中选择相应所述实际探测区域为有效探测区域以组合设定一有效探测空间，以基于相应所述有效探测区域的选择，依所述有效探测区域对所述有效探测空间的分区实现对所述有效探测空间的分区探测，如此以能够基于所述有效探测区域的组合定点排除实际探测空间的环境动作干扰，如窗帘飘动干扰、风扇转动和摇头干扰、空调出风口摆动干扰、排气扇干扰等定点环境动作干扰，进而基于对所述有效探测空间的空间管理实现智能化控制。现智能化控制。现智能化控制。

【技术实现步骤摘要】
基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法和微波探测装置


[0001]本专利技术涉及微波探测领域，尤其涉及一种基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法和微波探测装置。

技术介绍

[0002]随着物联网技术的发展，人工智能、智能家居、以及智能安防技术对于环境探测，特别是对于人体存在与否和人体存在状态下的行为状态探测的需求越来越广泛，其中基于多普勒效应原理的微波探测技术作为人与物，物与物之间相联的重要枢纽在存在探测和行为探测技术中具有独特的优势，其能够在不侵犯人体隐私的情况下，探测出活动物体，比如人的动作特征、移动特征、以及微动特征，甚至是人的心跳和呼吸特征信息，因而具有广泛的应用需求，例如基于探测结果智能化地调节相应电气设备的工作状态而实现人与物以及物与物之间的智能互联。
[0003]具体地，相应微波探测器以固定频率发射一微波波束，和接收该微波波束被相应物体反射形成的一反射回波，并在后续通过混频检波的方式生成对应于该微波波束和该反射回波之间的频率差异的一多普勒中频信号，则该多普勒中频信号的幅值波动对应于相应物体的运动产生的多普勒效应，如此以基于所述多普勒中频信号存在满足相应的阈值设定的有效幅值表征相应物体的运动，并在应用于对人体活动的探测时，能够实现人与物之间的智能互联而具有广泛的应用前景，然而一方面由于相应微波波束的边界为辐射能量衰减到一定程度的梯度边界而具有非确定性，另一方面由于缺乏对电磁辐射的有效控制手段，即对相应微波波束的梯度边界的整形手段，尤其是对梯度边界内的电磁辐射的约束手段，相应微波探测模块的实际探测空间呈以梯度边界为外边界而无法进行局部调整的固定空间，对应造成实际探测空间与相应目标探测空间不匹配的状况，如此以在实际探测空间之外的目标探测空间无法被有效探测的状态，和/或在目标探测空间之外的实际探测空间存在环境干扰的状态，包括动作干扰、电磁干扰以及因电磁屏蔽环境造成的自激干扰，造成现有的基于多普勒效应原理的微波探测技术精准度差和/或抗干扰性能差的问题，即由于微波波束的边界为辐射能量衰减到一定程度的梯度边界，同时缺乏对微波波束的梯度边界的整形手段，和对梯度边界内的电磁辐射的约束手段，现有的微波探测模块的实际探测空间呈以梯度边界为外边界并无法进行局部调整的固定空间而难以在实际应用中匹配相应的目标探测空间，造成现有的微波探测模块在实际应用中于不同应用场景的适应能力有限并具有较差的探测稳定性的缺陷。
[0004]为解决现有的微波探测模块的上述缺陷，目前主要通过调节所述微波探测模块的灵敏度的方式于所述微波探测模块的实际探测空间内界定一有效探测空间，具体以所述多普勒中频信号在幅值上的相应阈值设定实现对所述微波探测模块的相应灵敏度调节，以在所述微波探测模块的实际探测空间大于相应目标探测空间的场景，基于所述有效探测空间的界定使得所述有效探测空间能够与所述目标探测空间相匹配而排除所述目标探测空间之外的实际探测空间的环境干扰。然而，一方面由于所述多普勒中频信号的幅值关联于被
运动物体反射形成的所述反射回波的能量大小而同时关联于运动物体的反射面大小和运动速度以及与所述微波探测模块之间的距离，因此，基于所述微波探测模块的灵敏度调节对所述有效探测空间的边界的界定并不稳定和准确，例如，与所述微波探测模块距离相同的不同运动物体由于具有不同的反射面大小和/或运动速度而于所述多普勒中频信号中具有不同的幅值反馈，又如距离所述微波探测模块更远的运动物体由于具有更大的反射面和/或运动速度而于所述多普勒中频信号中可能具有更高的幅值反馈，即对所述微波探测模块的灵敏度调节无法形成具有确定边界的所述有效探测空间，以致所述微波探测模块在实际应用中的探测边界并不准确和稳定；另一方面，通过对所述微波探测模块的灵敏度调节界定所述有效探测空间的方式，同样无法形成对该有效探测空间内的局部空间的界定，即所述有效探测空间整体仍呈现为具有不稳定的外边界并无法进行局部调整的空间。
[0005]也就是说，由于微波波束的边界为辐射能量衰减到一定程度的梯度边界，和对微波波束的梯度边界的整形手段的缺乏，对梯度边界内的电磁辐射的约束手段的缺乏，以及基于所述多普勒中频信号在幅值上的相应阈值设定对所述微波探测模块的灵敏度调节并不能形成具有确定边界的所述有效探测空间，即所述有效探测空间整体仍呈现具有不稳定的外边界并无法进行局部调整的空间，目前的基于多普勒效应原理的微波探测技术而在实际应用中于不同应用场景的适应能力有限并具有较差的探测稳定性和准确性的缺陷。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目的在于提供一种基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法和微波探测装置，其中所述基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法和微波探测装置能够于实际探测空间内划分具有确定边界的多个实际探测区域，和于所述实际探测区域中选择相应所述实际探测区域为有效探测区域以组合设定具有确定边界的一有效探测空间，则所述基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法和微波探测装置对所述有效探测空间的活动探测能够获得准确稳定的探测结果。
[0007]本专利技术的一个目的在于提供一种基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法和微波探测装置，其中基于所述实际探测区域中有效探测区域的不同组合能够形成对所述有效探测空间的调整，即所述有效探测空间的边界能够基于相应所述有效探测区域的组合被调整至与相应目标探测空间相匹配，因而具有对不同应用场景的适应性。
[0008]本专利技术的一个目的在于提供一种基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法和微波探测装置，其中基于所述实际探测区域中有效探测区域的不同组合能够形成对所述有效探测空间的局部调整，即所述有效探测空间的外边界和/或内边界能够基于所述有效探测区域的组合被局部调整而与相应目标探测空间相匹配，包括具有不规则外边界和/或具有内边界的目标探测空间，如此以能够基于所述有效探测区域的组合定点排除实际探测空间的环境动作干扰，如窗帘飘动干扰、风扇转动和摇头干扰、空调出风口摆动干扰、排气扇干扰等定点环境动作干扰，因而能够获得准确稳定的探测结果。
[0009]本专利技术的一个目的在于提供一种基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法和微波探测装置，其中所述实际探测区域中有效探测区域的组合能够基于相应有效探测区域的探测结果被调整，以使得所述有效探测空间能够适应于依相应有效探测区域内的动作变化而变化的目标探测空间。
[0010]本专利技术的一个目的在于提供一种基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法和微波探测装置，其中所述实际探测空间中，各所述实际探测区域的探测结果能够被独立反馈，以基于相应所述有效探测区域的选择，依所述有效探测区域对所述有效探测空间的分区实现对所述有效探测空间的分区探测，进而基于对所述有效探测空间的空间管理实现智能化控制。
[0011]本专利技术的一个目的在于提供一种基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法和微波探测装置，其中依所述实际探测区域对所述实际探测空间的分区，各所述实际探测区域于所述实际探测空间的空间坐标集能够被建立，以基于相应空间坐标集的选择划分和设定所述有效探测空间。
[0012]本专利技术的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法，其特征在于，包括以下步骤：(A)分段线性调频一微波探测装置的至少一发射天线的激励信号以发射线性调频形态的一微波波束，其中以所述微波波束的覆盖空间为实际探测空间；(B)以所述微波探测装置的至少两接收天线分别接收所述微波波束被所述实际探测空间内的至少一物体反射形成的反射回波而分别生成对应所述反射回波的回波信号；(C)通过混频检波的方式以时域信号形态生成对应于所述激励信号和各所述回波信号之间频率和相位差异的至少两多普勒中频信号，则各所述多普勒中频信号具有至少一频率成分和对应各频率成分的初始相位，其中各所述多普勒中频信号的频率成分对应于所述实际探测空间内的物体与所述微波探测装置之间的距离变量，同一频率成分的任意两所述多普勒中频信号的初始相位之差对应于所述实际探测空间内同一位置的物体与相应两所述接收天线之间的距离之差；(D)以所述实际探测空间中各位置与所述微波探测装置之间的距离变量和与任意两所述接收天线之间的至少一距离之差为坐标元素，基于对相应坐标元素的选择建立多个空间坐标集，以形成与各所述空间坐标集相对应的实际探测区域于所述实际探测空间的划分，其中所述空间坐标集中的各个坐标元素对应于至少一所述多普勒中频信号在频域上的频率成分和该频率成分的至少两所述多普勒中频信号的初始相位而能够以至少一所述多普勒中频信号在频域上的频率成分和该频率成分的至少两所述多普勒中频信号的初始相位被等效表征；(E)于所述空间坐标集中选择相应所述空间坐标集设定为有效空间坐标集，以于所述实际探测区域中选择相应所述实际探测区域为有效探测区域而组合设定一有效探测空间，以使得所述有效探测空间能够基于所述实际探测区域中有效探测区域的不同组合被调整；以及(F)基于满足相应预设频值波动范围或预设相位波动范围的多普勒中频信号在频域上的频率成分和对应各频率成分的初始相位与相应所述有效空间坐标集的对应关系，判断活动物体所处的所述有效探测区域，以实现对所述有效探测空间的分区探测。2.根据权利要求1所述的基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法，其中在各所述有效探测区域的探测结果能够基于所述步骤(F)被独立反馈的状态，根据所述步骤(E)，依至少一所述有效探测区域的探测结果于所述空间坐标集中选择相应所述空间坐标集设定为所述有效空间坐标集，以使得所述实际探测区域中有效探测区域的组合能够基于相应有效探测区域的探测结果被调整，从而使得所述有效探测空间能够适应于依相应有效探测区域内物体活动的变化而变化的目标探测空间。3.根据权利要求1或2所述的基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法，所述基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法进一步包括步骤：(G)在依所述步骤(D)建立的坐标系中标定至少一电气设备的坐标，和依所述有效探测空间内活动物体或具有活动物体的所述有效探测区域与所述电气设备之间的位置关系控制所述电气设备的工作状态。4.根据权利要求3所述的基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法，其中在所述步骤(D)中，基于相应所述有效空间坐标集的选择于所述有效探测空间划分至少一场景空间，和在所述步骤(G)中，基于所述有效探测空间内活动物体或具有活动物体的所述有效探测区
域与所述电气设备之间的位置关系满足该活动物体或该所述有效探测区域位于相应所述场景空间，依与相应场景空间相对应的控制逻辑智能化控制相应所述电气设备。5.根据权利要求3所述的基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法，其中在所述步骤(G)中，设置相应预设距离，以基于所述有效探测空间内活动物体或具有活动物体的所述有效探测区域与所述电气设备之间的位置关系满足该活动物体或该所述有效探测区域与相应所述电气设备之间的距离小于等于所述预设距离，依相应控制逻辑智能化控制相应所述电气设备。6.根据权利要求3所述的基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法，其中在所述步骤(F)中，依所述有效探测区域对活动物体的响应顺序，判断该活动物体的移动方向，和在所述步骤(G)中，在所述电气设备的坐标被标定的状态，依该物体相对于所述电气设备的移动方向控制相应所述电气设备的工作状态。7.根据权利要求3所述的基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法，其中在所述步骤(F)中，依所述有效探测区域对活动物体的响应顺序，判断该活动物体的移动方向，和在所述步骤(G)中，设置相应预设距离，以在所述有效探测空间内活动物体或具有活动物体的所述有效探测区域与所述电气设备之间的位置关系满足该活动物体或该所述有效探测区域与相应所述电气设备之间的距离小于等于所述预设距离的状态，依该物体相对于所述电气设备的移动方向控制相应所述电气设备的工作状态。8.根据权利要求3所述的基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法，其中在所述步骤(F)中，顺序判断各所述多普勒中频信号是否满足相应预设频值波动范围或预设相位波动范围，和判断满足相应预设频值波动范围或预设相位波动范围的各所述多普勒中频信号在频域上的频率成分和对应各频率成分的初始相位与相应所述有效空间坐标集的对应关系，以实现对活动物体所处的所述有效探测区域的判断。9.根据权利要求3所述的基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法，其中在所述步骤(F)中，顺序判断各所述多普勒中频信号在频域上的频率成分和对应各频率成分的初始相位与相应所述有效空间坐标集的对应关系，和判断对应各所述有效空间坐标集的频率成分的所述多普勒中频信号是否满足相应预设频值波动范围或预设相位波动范围，以实现对活动物体所处的所述有效探测区域的判断。10.根据权利要求9所述的基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法，其中在所述步骤(F)中，基于对与至少一所述有效空间坐标集相对应的频率成分的所述多普勒中频信号的预设频值波动范围或预设相位波动范围的独立设置，实现对与该所述有效空间坐标集相对应的所述有效探测区域的探测灵敏度的独立设置，从而以独立探测灵敏度实现对所述有效探测空间的分区探测。11.根据权利要求3所述的基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法，其中在所述步骤(F)中，包括步骤：(F10)依各所述多普勒中频信号的频率随时间的变化转换所述多普勒中频信号为一频率波动信号，则各所述频率波动信号的幅值波动对应于相应所述多普勒中频信号的频值波动；和(F11)基于满足相应预设幅值波动范围的各所述频率波动信号的幅值所对应的多普勒中频信号在频域上的频率成分和对应各频率成分的初始相位与相应所述有效空间坐标集
的对应关系，判断活动物体处于与该所述有效空间坐标集相对应的所述有效探测区域。12.根据权利要求11所述的基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法，其中在所述步骤(F11)中，包括步骤：(F111)选频滤波处理各所述频率波动信号，以获取幅值波动频率小于等于10Hz的频率范围的各所述频率波动信号；和(F112)基于满足相应预设幅值波动范围的各所述频率波动信号的幅值所对应的多普勒中频信号在频域上的频率成分和对应各频率成分的初始相位与相应所述有效空间坐标集的对应关系，判断活动人体处于与该所述有效空间坐标集相对应的所述有效探测区域。13.根据权利要求3所述的基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法，其中在所述步骤(F)中，包括步骤：(F20)对各所述多普勒中频信号进行傅里叶变换以获取各频率成分的所述多普勒中频信号的频值在时间维度上的分布信息，则基于各频率成分和对应各频率成分的初始相位与相应所述有效空间坐标集的对应关系，各频率成分的所述多普勒中频信号的频值在时间维度上的分布信息对应于相应所述有效探测区域内基于距离分辨率界定的相应物体与所述微波探测装置之间的距离在时间维度上的波动信息；和(F21)基于相应频率成分的所述多普勒中频信号的频值在时间维度上的分布信息满足相应预设频值波动范围，依该频率成分和对应该频率成分的初始相位与相应所述有效空间坐标集的对应关系，判断活动物体所处的所述有效探测区域。14.根据权利要求13所述的基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法，其中在所述步骤(F21)中，基于相应频率成分的所述多普勒中频信号的频值在时间维度上的分布信息满足相应预设频值波动范围，且该频率成分的所述多普勒中频信号的频值在时间维度上的波动频率小于等于10Hz的频率范围而对应于动作频率处于10Hz的频率范围内的动作，依该频率成分和对应该频率成分的初始相位与相应所述有效空间坐标集的对应关系，判断活动人体所处的所述有效探测区域。15.根据权利要求3所述的基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法，其中在所述步骤(F)中，包括步骤：(F30)对各所述多普勒中频信号进行傅里叶变换以获取各频率成分的所述多普勒中频信号的初始相位在时间维度上的分布信息，则基于各频率成分和对应各频率成分的初始相位与相应所述有效空间坐标集的对应关系，则各频率成分的所述多普勒中频信号的初始相位在时间维度上的分布信息对应于相应所述有效探测区域内基于距离分辨率界定的相应物体与相应接收天线之间的距离在时间维度上的波动信息；和(F31)基于相应频率成分的所述多普勒中频信号的初始相位在时间维度上的分布信息满足相应预设相位波动范围，依该频率成分和对应该频率成分的初始相位与相应所述有效空间坐标集的对应关系，判断活动物体所处的所述有效探测区域。16.根据权利要求3所述的基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法，其中在所述步骤(F)中，包括步骤：(F40)对各所述多普勒中频信号进行傅里叶变换以获取各频率成分的所述多普勒中频信号的频值在时间维度上的分布信息，和获取各频率成分的所述多普勒中频信号的初始相位在时间维度上的分布信息；和
(F41)基于相应频率成分的所述多普勒中频信号的频值在时间维度上的分布信息不满足相应预设频值波动范围，且该频率成分的所述多普勒中频信号的初始相位在时间维度上的分布信息满足相应预设相位波动范围，依该频率成分和对应该频率成分的初始相位与相应所述有效空间坐标集的对应关系，判断活动物体所处的所述有效探测区域。17.根据权利要求3所述的基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法，其中在所述步骤(F)中，包括步骤：(F50)对各所述多普勒中频信号进行傅里叶变换以获取各频率成分的所述多普勒中频信号的频值在时间维度上的分布信息，和获取各频率成分的所述多普勒中频信号的初始相位在时间维度上的分布信息；和(F51)基于相应频率成分的所述多普勒中频信号的频值在时间维度上的分布信息满足相应预设频值波动范围，且该频率成分的所述多普勒中频信号的初始相位在时间维度上的分布信息满足相应预设相位波动范围，以及该频率成分的所述多普勒中频信号的初始相位在时间维度上的波动频率小于等于10Hz的频率范围而对应于动作频率处于10Hz的频率范围内的动作，依该频率成分和对应该频率成分的初始相位与相应所述有效空间坐标集的对应关系，判断活动人体所处的所述有效探测区域。18.微波探测...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹高迪，邹明志，
申请(专利权)人：深圳迈睿智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：