[发明专利]一种运动探测系统及探测方法

说明书

一种运动探测系统及探测方法，属于运动信号探测、智能采样、无线监控等领域。该运动探测系统包括发射模块、接收模块、第一天线、第二天线和含异质结的晶体管；发射模块控制第一天线发射电磁波覆盖运动探测区域，运动探测区域存在的运动物体使原有的电磁场分布受到扰动，第二天线接收到功率不同的电磁信号并馈入含异质结的晶体管，含异质结的晶体管将收到的功率信息转化为频率信息，经第二天线发射至第一天线并最终传输至接收模块，接收模块根据接收到的频率信息判断探测区域内有无运动物体。本发明不仅可以探测运动速度慢、体积小、高度低的物体，还可以利用含异质结模块的组网布阵提高检测的精准度，同时具有探测系统和算法简单、成本低的优点。

技术领域

本发明属于运动信号探测、智能采样、无线监控等领域，特别涉及一种运动探测系统及探测方法。

背景技术

运动探测技术通常应用于安防布控、无线监控、智能采样、物体运动分析等领域。传统的运动探测技术通常可分为两种：一种是基于多普勒效应的运动探测方法，另一种则是基于图像采集的运动探测方法。

基于多普勒效应的运动探测方法，其原理为物体反射的波长因为波源和观测者的相对运动速度而产生变化。当运动物体靠近探测者时，波被压缩，波长变短频率变高(蓝移)；相反的，当运动物体远离探测者时，波长变长频率变低(红移)。探测物体相对运动速度越高，蓝(红)移效应越明显，因此可通过探测电磁波的频率变化反推物体的运动情况。该探测方法在应用时首先发射固定频率电磁波，通过检测回波信号频率来获取被测物体的运动信息。该方法多用于高速运动物体的探测，对于运动速度慢、尺寸小、高度低的物体，由于蓝(红)移效应微弱或回波功率较小的原因，通常回波信号难以区分或被掩盖在噪声下，难以通过该方法精确探测。基于图像采集的运动探测方法，则是对所需探测的区域进行实时图像监控，将采集到的数字图像信号对比进行算法分析，从而得到区域内物体的运动状况。该探测方法具有探测目标多元、可实现区域探测的优点，然而该探测方法所需的探测环境苛刻，识别距离有限，且一般属于光学设备探测系统，成本通常较高，处理算法复杂。

在基于多普勒效应的运动探测领域，通常运用雷达发射电磁波进行物体探测，当物体运动时，其反射的电磁波发生蓝(红)移，通过检测反射电磁波频率的变化便可反演物体运动情况。基于这种设计思路，采用多普勒效应设计的运动探测系统通常如图1所示【Drone Detection and Tracking Based on Phase-Interferometric Doppler Radar,Michael Jian,IEEE,2018】，该探测系统通过对反射电磁波与原电磁波的干涉结果进行算法分析，得到反射电磁波的蓝(红)移信息，从而反推探测物体的运动情况。然而，对于运动速度慢、尺寸小、高度低的物体，由于蓝(红)移效应微弱或回波功率较小的原因，通常回波信号不易区分或被掩盖在噪声下，难以通过该方法精确探测。

2006年报道的基于数字图像识别的运动探测技术，原理如图2所示【SalientMotion Information Detection Technique Using Weighted Subtraction Image andMotion Vector,Yeon-sung Choi,IEEE 2006】，该探测方法将物体运动的图像信息采集至服务器，将该运动图像转化为离散的像素点矩阵，通过算法分析，得到物体的运动状态。然而该探测系统和算法较为复杂，且必须完整地采集到运动物体的图像信息。

发明内容

本发明的目的在于，针对背景技术存在的缺陷，提出了一种新型的运动探测系统及探测方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：