[发明专利]一种近程电容的高速目标识别系统及方法

权利要求书

1.一种近程电容的高速目标识别系统，其特征在于：包括：

多通道电容传感器检测电路，用于探测目标信息，对每个通道传感器信号进行隔离；

信号调理电路，用于对信号进行预处理，包括带通滤波器、信号放大、低通滤波；

AD采集电路，用于采集信号调理电路的输出信号；

主控制器，用于对所采集的数据进行信号处理，实现对高速目标的距离、方位的检测与目标识别；

指示灯电路，用于指示高速目标探测状态；

电源电路，用于对多通道电容传感器检测电路、信号调理电路、主控制器供电；

所述多个多通道电容传感器检测电路的输出端均与信号调理电路的输入端相连，信号调理电路的输出端与AD采集电路的输入端相连，AD采集电路与主控制器双向通讯，主控制器的第一信号输出端与指示灯电路的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的近程电容的高速目标识别系统，其特征在于：所述多通道电容传感器检测电路采用用于检测电场变化并将电场变化信号转化为电压变化信号的探测电极；所述信号调理电路采用LM7332芯片；所述主控制器采用XC7Z020芯片；所述指示灯电路采用LED灯。

3.根据权利要求1所述的近程电容的高速目标识别系统，其特征在于：所述AD采集电路包括：

ADG706模拟多路复用器，实现16路采集通道的设计；

AD9220模数转换器，实现对调理之后的信号采集；

RS2266模拟开关，用于处理模拟信号和数字信号，实现对虚拟地的切换，防止不同的采集通道因为共地而相互影响；

ADG706模拟多路复用器的输入端连接信号调理电路的输出端，ADG706模拟多路复用器的输出端连接AD9220模数转换器的输入端；AD9220模数转换器的输出端连接主控制器的信号输入端；

RS2266模拟开关的输入端连接多个多通道电容传感器检测电路的虚拟地，输出端接近程电容的高速目标识别系统的地线；

ADG706模拟多路复用器、AD9220模数转换器、RS2266模拟开关的控制端均与主控制器的第二输出端相连。

4.根据权利要求1所述的近程电容的高速目标识别系统，其特征在于：所述电源电路包括：

第一电源电路，采用TPS54335ADRCR模块，用于将28V直流电转24V直流电，为多通道电容传感器检测电路提供24V的电压，为XR12/24D15-15模块提供24V的输入电压；

第二电源电路，采用一个XR12/24D15-15模块，用于将24V直流电转±15V直流电，为信号调理电路提供±15V电压；

第三电源电路，采用两个XR12/24D15-15模块并联，用于将24V直流电转±5V直流电，用于为信号调理电路提供±5V电压，为主控制器提供5V的电压。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的近程电容的高速目标识别系统的识别方法，其特征在于：该方法包括下列顺序的步骤：

(1)多通道电容传感器检测电路检测多路传感器信号；

(2)信号调理电路对每一路电容的信号进行调理；

(3)AD采集电路对调理之后的信号进行采样处理、并储存；

(4)利用采样处理的信号训练目标识别深度学习模型，并得到训练好的权重和偏置；

(5)主控制器通过训练好的权重和偏置进行识别；

(6)指示灯电路通过串行接口显示高速目标探测状态。

6.根据权利要求5所述的识别方法，其特征在于：所述步骤(3)具体包括以下步骤：

(3a)依次选取最新采集的5个点的采样值，分别为D₁～D₅，其中D₁为最新采集的第一个点的采样值，D_i-1为D_i前一次采集的采样值；

(3b)对最新采集的5个点的采样值，求平均数，即：

(3c)将平均数D乘51，使采集的数据范围在0～255之间，然后转换成16进制帧格式存储在SD卡中。