一种微波相干三维经络探测方法、装置及终端设备

文档序号:448307 发布日期:2021-12-28 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 一种微波相干三维经络探测方法、装置及终端设备 (Microwave coherent three-dimensional meridian detection method and device and terminal equipment ) 是由 陈华政 于 2021-09-18 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种微波相干三维经络探测方法、装置及终端设备,所述方法包括:获取若干波束微波,并通过预设的相位控制器对每一波束微波的相位进行控制;对相位控制后的每一波束微波进行波束方向控制并投射至预设的目标体;控制预设的传感器接收目标体反射的若干波束微波,并将若干波束微波转换成电信号;将电信号结合预设的三维成像模型得到三维成像,并对三维成像进行显示。本申请可以多波束相干投射,能够提高定位精度,然后通过预设的相位控制器对每一波束微波的相位进行控制,提高多波束微波的中心频率的稳定性,将相位控制后的若干波束微波进行投射至目标体,最后通过接收目标体反射的微波进行三维成像,从而提高微波探测定位的准确性。(The invention discloses a microwave coherent three-dimensional meridian detection method, a device and terminal equipment, wherein the method comprises the following steps: acquiring a plurality of wave beam microwaves, and controlling the phase of each wave beam microwave through a preset phase controller; controlling the beam direction of each wave beam microwave after the phase control and projecting the wave beam to a preset target body; controlling a preset sensor to receive a plurality of wave beam microwaves reflected by a target body and converting the plurality of wave beam microwaves into electric signals; and combining the electric signal with a preset three-dimensional imaging model to obtain three-dimensional imaging, and displaying the three-dimensional imaging. According to the microwave detection positioning method and device, multi-beam coherent projection can be achieved, positioning accuracy can be improved, then the phase of each beam microwave is controlled through a preset phase controller, the stability of the center frequency of the multi-beam microwaves is improved, a plurality of beam microwaves subjected to phase control are projected to a target body, and finally three-dimensional imaging is carried out through receiving the microwaves reflected by the target body, so that the accuracy of microwave detection positioning is improved.)

一种微波相干三维经络探测方法、装置及终端设备

技术领域

本发明涉及微波探测技术领域,具体涉及一种微波相干三维经络探测方法、装置及终端设备。

背景技术

随着科技的发展,通过电磁波探测成像逐渐被应用于医学领域,但是单独一束微波或光波只能利用时间差测算出目标点的距离,在目标距离较近时这种手段的物理误差将无法满足精密测量的要求,从而导致微波探测无法准确进行定位。

因此,现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种微波相干三维经络探测方法、装置及终端设备,旨在通过获取若干波束微波,将若干波束定点投射至目标体,并通过接收目标体反射的成像,从而提高微波探测定位的准确性。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:

第一方面,本发明提供一种微波相干三维经络探测方法,其中,所述方法包括:

获取若干波束微波,并通过预设的相位控制器对每一波束微波的相位进行控制;

对相位控制后的每一波束微波进行波束方向控制并投射至预设的目标体;

控制预设的传感器接收所述目标体反射的若干波束微波,并将所述若干波束微波转换成电信号;

将所述电信号结合预设的三维成像模型得到三维成像,并对所述三维成像进行显示。

在一种实现方式中,所述获取若干波束微波,并通过预设的相位控制器对每一波束微波的相位进行控制包括:

通过若干振荡器产生若干波束微波;

通过预设的相移函数对所述每一波束微波进行相位控制。

在一种实现方式中,所述获取若干波束微波,并通过预设的相位控制器对每一波束微波的相位进行控制还包括:

对相位控制后的每一波束微波进行频率检测得到频率参数;

对相位控制后的每一波束微波进行相位检测得到相位参数;

将所述频率参数与相位参数输入预设的控制回路中,得到输出数据;

将所述输出数据输入所述振荡器中。

在一种实现方式中,所述对相位控制后的每一波束微波进行波束方向控制并投射至预设的目标体包括:

将所述每一波束微波通过预设的强度控制器进行微波强度调节;

将所述每一波束微波通过预设的角度控制器进行微波角度调节;

将调节后的每一波束微波进行聚焦,并将聚焦后的若干波束微波投射至所述目标体。

在一种实现方式中,所述控制预设的传感器接收所述目标体反射的若干波束微波,并将所述若干波束微波转换成电信号包括:

通过所述传感器接收所述目标体反射的若干波束微波,并将若干波束微波聚焦得到探测信号;

将所述探测信号与预设的参考信号进行耦合得到耦合信号;

将所述耦合信号通过光电转换转换为电信号。

在一种实现方式中,所述控制预设的传感器接收所述目标体反射的若干波束微波,并将所述若干波束微波转换成电信号之后包括:

对所述电信号进行模拟放大,得到模拟信号;

将所述模拟信号结合所述相位参数和模拟参数进行处理,得到处理信号;

对所述处理信号进行数模转换得到数字信号。

在一种实现方式中,所述将所述电信号结合预设的三维成像模型得到三维成像,并对所述三维成像进行显示包括:

对所述数字信号进行特征分解,并调用预设的指令根据分解的特征建立数据库;

根据预设的辅助参数对所述数据库进行数据分析,得到分析数据;

将所述分析数据输入所述三维成像模型得到三维成像;

通过预设的显示屏对所述三维成像进行显示。

第二方面,本发明实施例还提供一种微波相干三维经络探测装置,其中,所述装置包括:

微波获取模块,用于获取若干波束微波,并通过预设的相位控制器对每一波束微波的相位进行控制;

投射模块,用于对相位控制后的每一波束微波进行波束方向控制并投射至预设的目标体;

转换模块,用于控制预设的传感器接收所述目标体反射的若干波束微波,并将所述若干波束微波转换成电信号;

显示模块,用于将所述电信号结合预设的三维成像模型得到三维成像,并对所述三维成像进行显示。

第三方面,本发明实施例还提供一种终端设备,其特征在于,所述终端设备包括:处理器、与处理器通信连接的存储介质,所述存储介质适于存储多条指令;所述处理器适于调用所述存储介质中的指令,以执行实现上述方案中任一项所述的一种微波相干三维经络探测方法。

第四方面,本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序,所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行,以实现如上述方案中任意一项所述的一种微波相干三维经络探测方法。

本发明的有益效果:与现有技术相比,本发明提供了一种微波相干三维经络探测方法,所述方法包括获取若干波束微波,由于单独一束微波或光波只能利用时间差测算出目标点的距离,通过多波束相干投射,能够提高定位精度,然后通过预设的相位控制器对每一波束微波的相位进行控制,提高多波束微波的中心频率的稳定性,将相位控制后的若干波束微波进行投射至目标体,最后通过接收目标体反射的微波进行三维成像,从而提高微波探测定位的准确性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种微波相干三维经络探测方法的

具体实施方式

的流程图。

图2是本发明实施例提供的一种微波相干三维经络探测方法中产生微波的流程图。

图3是本发明实施例提供的一种微波相干三维经络探测方法中进行相位控制的流程图。

图4是本发明实施例提供的一种微波相干三维经络探测方法中进行接收反射的微波并转换成电信号的流程图。

图5是本发明实施例提供的一种微波相干三维经络探测方法中进行光电转换以及信号处理的流程图。

图6是本发明实施例提供的一种微波相干三维经络探测方法中获取三维成像并显示的流程图。

图7是本发明实施例提供的一种微波相干三维经络探测方法中数字信号处理的流程图。

图8是本发明实施例提供的一种微波相干三维经络探测方法的结构框图。

图9是本发明实施例提供的微波相干三维经络探测装置的原理框图。

图10是本发明实施例提供的终端设备的内部结构原理框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

数千年以来直至今日,无论是理论层面的人体经络、穴位、流注等辩证探讨,还是临床层面的中医研究与治疗,都只能从设想从经验甚至从哲学的角度,只能以病例、验方为非数据型基础,完全缺乏规范化、数字化、系统化、科技化的工具、手段、数据。其中最关键的因素就是缺乏实用仪器仪表系统。迄今,直接以经络穴位为对象的技术研究措施还基本缺乏,实用设备更是空白。只有零星的被动型电磁探测、光学传感以及皮下注射荧光物质等等一些手段,尚无任何可靠可重复的实验数据与参数积累,导致整个经穴理论仍然停留在猜想与推测阶段。本发明在大量实验反复测试基础上设计的系统,则能扫描出人体整体微波定点数据,在特定算法下形成形成精密三维动态立体模型,呈现出人体内电、磁、光物理特性参数多维图像,成为经络穴位研究、相关医疗、中医养生等等的强力技术支撑和基本工具设备。至少,对于“经络穴位是否存在”、“中医理论是否正确”这类问题,在本系统完备了探查检测数据之后,终会有明晰准确的结论。

经研究发现,主动型电磁波探测的设想曾经出现过,但因无法解决定点、定位及精确接收传感问题而未能走向可行。由于主动型电磁波探测是通过单独一束微波或光波只能利用时间差测算出目标点的距离,但众所周知在目标距离较近(10m数量级)时这种手段的物理误差将无法满足精密测量的要求。

为了解决现有技术的问题,本实施例提供一种微波相干三维经络探测方法,所述方法包括获取若干波束微波,由于单独一束微波或光波只能利用时间差测算出目标点的距离,通过多波束相干投射,能够提高定位精度,然后通过预设的相位控制器对每一波束微波的相位进行控制,提高多波束微波的中心频率的稳定性,将相位控制后的若干波束微波进行投射至目标体,最后通过接收目标体反射的微波进行三维成像,从而提高微波探测定位的准确性。

示例性方法

本实施例中的微波相干三维经络探测方法可应用于终端设备中,具体实施时,如图1中所示,本实施例中的微波相干三维经络探测方法包括如下步骤:

步骤S100、获取若干波束微波,并通过预设的相位控制器对每一波束微波的相位进行控制。

由于本实施例是通过发射多波束微波,并对发射的微波进行相位控制以提高定位精度,因此需要先获取若干波束微波,然后通过预设的相位控制器对每一束微波的相位进行控制。

在一种实现方式中,如图2所示,所述步骤S100包括如下步骤:

S101、通过若干振荡器产生若干波束微波;

S102、通过预设的相移函数对所述每一波束微波进行相位控制。

具体实施时,通过预设的若干振荡器产生若干波束微波,然后通过预设的相移函数对每一波束微波进行相位控制。具体地,本实施例中的若干波束微波为至少两束,由于单独一束微波或光波只能利用时间差测算出目标点的距离,但在目标距离较近(10m数量级)时这种手段的物理误差将无法满足精密测量的要求。而如果辅助以多波束相干投射技术,定位精度将提高1到2个数量级或者亚于探测波波长数量级(毫米级波段如D波段),进一步地,本实施例使若干振荡器与预设的目标体之间的距离为30cm-2m,并且按照国家国际标准限制微波辐射强度,即按所选波段的连续波标准发射微波,同时设置最少透射探测深度为4cm。进一步地,振荡器是以闭环负反馈晶闸管振荡回路位基础电路,平均输出功率为10W。具体地,如图3所示,在对每一波束微波进行相位控制的过程中,将每一波束微波通过预设在振荡器中的控制回环电路对微波中心频率进行控制,该控制回环电路的滤波电路传输函数中心频率与频谱带宽之比Q值高达60以上,而传统电路典型值为10,从而能够更好的控制微波中心频率。较佳的,本实施例的控制回环电路中代表电子电路输出波与输入波之间的相位关系的相移函数为

微波中心频率为:

在f0处,控制回环电路网络呈现δ特性,其中,δ特性呈现为极窄的钟形分布曲线,并通过转移函数呈现δ特性,进一步地,转移函数为:

(为复数)

在ω≠ω0时,较佳的,本实施例在通过相移函数对微波的相位进行控制后,将相位控制后的微波分别进行频率检测和相位检测,从而得到频率参数和相位参数,将频率参数和相位参数输入至控制回环电路中,得到输出数据,并将输出数据输入振荡器中对振荡器进行优化。

S200、对相位控制后的每一波束微波进行波束方向控制并投射至预设的目标体。

由于本实施例在得到相位控制后的若干波束微波后,需要将若干波束微波投射至预设的目标体,在投射的过程中,为了提高投射的准确性,需要对微波波束进行方向控制,配合对微波的相位控制实现将多波束微波以设定相位差做定点投射,从而使每一波束微波都能够准确的投射到目标体上。具体地,将每一波束微波通过预设的角度控制器进行微波角度调节,将每一波束微波通过预设的角度控制器进行微波角度调节,然后将调节后的每一波束微波进行聚焦,最后将聚焦后的若干波束微波投射至目标体上。较佳的,本实施例通过预设的大位移压电陶瓷驱动器(PZT)实现对微波的方向控制,进一步地,还可以相控阵技术实现对微波方向的控制。

S300、控制预设的传感器接收所述目标体反射的若干波束微波,并将所述若干波束微波转换成电信号。

由于若干波束微波在投射在目标体后,若干波束微波会在目标体表面发生反射,而本实施例中通过获取目标体反射的若干波束微波进行分析处理,从而得到三维成像。

在一种实现方式中,如图4所示,所述步骤S300包括如下步骤:

S301、通过所述传感器接收所述目标体反射的若干波束微波,并将若干波束微波聚焦得到探测信号;

S302、将所述探测信号与预设的参考信号进行耦合得到耦合信号;

S303、将所述耦合信号通过光电转换转换为电信号。

具体实施时,如图5所示,在传感器中预先组建相干微波信号传感检测系统,以探测相干反射谱为主,兼容受激波谱,当传感器接收到目标体反射的若干波束微波后,先对若干波束微波进行聚焦得到探测信号,然后将探测信号与预设的参考信号进行耦合得到耦合信号,最后将耦合信号转换为电信号。具体地,在传感器接收反射的微波时,对传感器的参数进行如下设置:将传感器的电磁探测灵敏度设置为≤1V/m,传感器传感器基线稳定性设置为≤1%/1分钟,相对平均传感误差设置为≤0.5%,从而有利于提高传感器的检测性能。进一步地,在将耦合信号转换为电信号的过程中,通过预设的光电转换器进行转换。较佳的,在得到电信号后,将电信号进行模拟放大,得到模拟信号,然后将模拟信号结合上述中的频率参数和相位参数进行处理,得到处理信号,最后对处理信号进行数模转换得到数字信号,其中在进行数模转化的过程中,数据数字化精度设置为32Bit。具体地,在将模拟信号结合频率参数和相位参数进行处理的过程中,通过预设的多通道光电转换信号实时处理电路进行处理,由于多通道光电转换信号实时处理电路具有针对性强、信噪比高、高速处理、A/D转换易行等特点,能够使模拟信号处理平均误差≤0.2%,从而能够提高对模拟信号处理的效果。

S400、将所述电信号结合预设的三维成像模型得到三维成像,并对所述三维成像进行显示。

由于本实施例是通过提高多波束微波在投射至目标体过程中的定位准确度,获取准确的反射微波,并根据反射的微波进行处理分析得到三维成像,因此在将电信号转换得到数字信号后,将数字信号结合预设的三维成像模型得到三维成像,并对三维成像进行显示。

在一种实现方式中,如图6所示,所述步骤S400包括如下步骤:

S401、对所述数字信号进行特征分解,并调用预设的指令根据分解的特征建立数据库;

S402、根据预设的辅助参数对所述数据库进行数据分析,得到分析数据;

S403、将所述分析数据输入所述三维成像模型得到三维成像;

S404、通过预设的显示屏对所述三维成像进行显示。

具体实施时,对数据信号进行特征分解,并调用预设的指令根据提取的特征建立数据库,具体地,如图7所示,根据数字信号确定强度信号和角度信号,然后结合强度信号和角度信号对数字信号进行预分析,然后根据预分析的结果对数字信号进行特征分解,调用预设的指令结合分解后得到的特征建立数据库,根据预设的辅助参数结合预设的历史数据库对数据库中的数据进行数据分析,得到分析数据,同时将分析数据存入历史数据库中以对历史数据库进行更新,从而对数据分析过程进行优化。最后将分析数据输入预设的三维成像模型中,结合预设的绘图模块得到三维成像,通过预设的显示屏对三维成像进行显示,还可以将三维成像发送至预设的人机界面,该人机界面能够实现多路多向实时控制与I/O。

综上,本实施例首先获取若干波束微波,由于单独一束微波或光波只能利用时间差测算出目标点的距离,通过多波束相干投射,能够提高定位精度,然后通过预设的相位控制器对每一波束微波的相位进行控制,提高多波束微波的中心频率的稳定性,将相位控制后的若干波束微波进行投射至目标体,最后通过接收目标体反射的微波进行三维成像,从而提高微波探测定位的准确性。比如,如图8所示,在对人体经络进行探测的过程中,通过若干个振荡器产生若干波束微波,然后通过对若干波束进行相位控制,并配合强度控制器和角度控制器,对微波的方向进行控制,从而提高多波束微波在投射至人体的过程中的准确性。通过传感器接收人体反射的若干波束微波,并对接收到的微波进行光电转换,将微波信号转换为电信号,通过对电信号进行分析处理,结合预设的三维成像模型得到三维成像,最后对三维成像进行显示,从而使能够扫描出人体整体微波定点数据形成精密三维动态立体模型,呈现出人体内电、磁、光物理特性参数多维图像,成为经络穴位研究、相关医疗、中医养生等等的强力技术支撑。

示例性装置

如图9中所示,本实施例还提供一种微波相干三维经络探测装置,该装置包括:微波获取模块10、投射模块20、转换模块30、显示模块40。具体地,所述微波获取模块10,用于用于获取若干波束微波,并通过预设的相位控制器对每一波束微波的相位进行控制。所述投射模块20,用于对相位控制后的每一波束微波进行波束方向控制并投射至预设的目标体。所述转换模块30,用于控制预设的传感器接收所述目标体反射的若干波束微波,并将所述若干波束微波转换成电信号。所述显示模块40,用于将所述电信号结合预设的三维成像模型得到三维成像,并对所述三维成像进行显示。

在一种实现方式中,所述微波获取模块10包括:

微波产生单元,用于通过若干振荡器产生若干波束微波;

相位控制单元,用于通过预设的相移函数对所述每一波束微波进行相位控制。

在一种实现方式中,所述投射模块20包括:

强度调节单元,用于将所述每一波束微波通过预设的强度控制器进行微波强度调节;

角度调节单元,用于将所述每一波束微波通过预设的角度控制器进行微波角度调节;

投射单元,用于将调节后的每一波束微波进行聚焦,并将聚焦后的若干波束微波投射至所述目标体。

在一种实现方式中,所述转换模块30包括:

接收单元,用于通过所述传感器接收所述目标体反射的若干波束微波,并将若干波束微波聚焦得到探测信号;

耦合单元,用于将所述探测信号与预设的参考信号进行耦合得到耦合信号;

光电转换单元,用于将所述探测信号与预设的参考信号进行耦合得到耦合信号。

在一种实现方式中,所述显示模块40包括:

特征分解单元,用于对所述数字信号进行特征分解,并调用预设的指令根据分解的特征建立数据库;

数据分析单元,用于根据预设的辅助参数对所述数据库进行数据分析,得到分析数据;

三维成像单元,用于将所述分析数据输入所述三维成像模型得到三维成像;

显示单元,用于通过预设的显示屏对所述三维成像进行显示。

基于上述实施例,本发明还提供一种终端设备,其原理框图可以如图10所示。该终端设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏、温度传感器。其中,该终端设备的处理器用于提供计算和控制能力。该终端设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该终端设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种微波相干三维经络探测方法。该终端设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该终端设备的温度传感器是预先在终端设备内部设置,用于检测内部设备的运行温度。

本领域技术人员可以理解,图10中示出的原理框图,仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图,并不构成对本发明方案所应用于其上的终端设备的限定,具体的终端设备以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中,提供了一种终端设备,终端设备包括存储器、处理器及存储在存储器中并可在处理器上运行的微波相干三维经络探测程序,处理器执行微波相干三维经络探测程序时,实现如下操作指令:

获取若干波束微波,并通过预设的相位控制器对每一波束微波的相位进行控制;

对相位控制后的每一波束微波进行波束方向控制并投射至预设的目标体;

控制预设的传感器接收所述目标体反射的若干波束微波,并将所述若干波束微波转换成电信号;

将所述电信号结合预设的三维成像模型得到三维成像,并对所述三维成像进行显示。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

综上,本发明提供了一种微波相干三维经络探测方法、装置及终端设备,所述方法包括:获取若干波束微波,并通过预设的相位控制器对每一波束微波的相位进行控制;对相位控制后的每一波束微波进行波束方向控制并投射至预设的目标体;控制预设的传感器接收目标体反射的若干波束微波,并将若干波束微波转换成电信号;将电信号结合预设的三维成像模型得到三维成像,并对三维成像进行显示。本申请可以多波束相干投射,能够提高定位精度,然后通过预设的相位控制器对每一波束微波的相位进行控制,提高多波束微波的中心频率的稳定性,将相位控制后的若干波束微波进行投射至目标体,最后通过接收目标体反射的微波进行三维成像,从而提高微波探测定位的准确性。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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