电磁波成像方法、装置及系统与流程

1.本技术实施例涉及电磁波成像领域，尤其涉及一种电磁波成像方法、装置及系统。


背景技术：

2.电磁波成像是一种以电磁波作为信息载体的成像手段，其原理是通过主动或者被动 检测拟成像目标及周围散射场的信号，重构物体的形状、特征或者介电常数分布，形成 图像。由于电磁波频段比光学频段更低，许多对光学频段无法穿透的物体，在电磁波频 段变得透明，实现对物体内部透视的能力，这使得电磁波成像在无损检测、安检、医学 检测等商业和科研领域有极高应用价值。
3.目前，电磁波成像的方式通常分为两种，一种为通过实阵列技术进行电磁波成像， 但是，为了实现较高成像性能，常需要设置较大的阵列孔径，导致实阵列装置的体积较 大，另一种为利用体积较小的基于合成孔径技术进行电磁波成像的装置，该方式需要较 高的轨迹定位精准度。为达到较高的轨迹定位精准度，已有技术通常采用机械臂或光学 追踪等通过机械精准控制的方式，以控制装置的移动轨迹，但是，该方式同样存在装置 体积较大，且不便携的问题。


技术实现要素：

4.本技术提供一种电磁波成像方法、装置及系统，能够满足电子设备的便携性和小型 化需求。
5.为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：
6.第一方面，本技术实施例提供一种电磁波成像系统。该电磁波成像系统包括电磁回 波信号采集模块、自定位模块和成像模块。具体的，电磁回波信号采集模块，用于采集 电磁回波信号，并向成像模块输出第一信息，第一信息包括目标对象的电磁波散射特征 信息。自定位模块，用于获取电磁回波信号的接收点的位置信息，并向成像模块输出位 置信息，位置信息用于指示接收点与定位标识的相对位置信息。成像模块，用于基于电 磁波散射特征信息和位置信息，对目标对象进行电磁波成像。这样，本技术可在保证电 子设备的自定位的精准度的同时，满足电子设备的便携性和小型化需求。
7.根据第一方面，电磁回波信号采集模块，用于采集多个时刻的电磁回波信号，并向 成像模块输出多个时刻中每个时刻对应的第一信息。自定位模块，用于获取多个时刻的 电磁回波信号的接收点的位置信息，并向成像模块输出多个时刻中每个时刻对应的位置 信息。成像模块，用于基于多个电磁波散射特征信息以及多个位置信息中的每个位置信 息与多个电磁波散射特征信息的对应关系，对目标对象进行电磁波成像。这样，成像模 块可基于获取到的多个电磁波散射特征信息和多个位置信息以及它们之间的对应关系， 对目标对象进行电磁波成像，从而保证电子设备的自定位的精准度。
8.根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，电磁回波信号采集模块采 集电磁回波信号的多个时刻符合第一周期，自定位模块获取位置信息的多个时刻符合
第 二周期；其中，第一周期与第二周期相同；或者，第一周期与第二周期为倍数关系。这 样，电磁回波信号采集模块以及自定位模块可按照各自的周期执行对应操作，以实现电 磁回波信号的采集与位置信息的获取同步，从而使成像模块能够获取到多个电磁波散射 特征信息和多个位置信息之间的对应关系。
9.根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，电磁波成像系统还包括至 少三个传感器；自定位模块，用于获取至少三个传感器中每个传感器与定位标识的相对 位置信息，根据至少三个传感器与定位标识的相对位置信息以及至少三个传感器与接收 点的相对位置信息，获得接收点与定位标识的相对位置信息。这样，本技术可通过至少 三个传感器所采集到的信息或参数，以实现对接收点的精准定位。示例性的，传感器的 数量越多，则定位越准确。
10.根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，传感器与定位标识的相对 位置信息是根据传感器与定位标识之间的距离信息得到的。这样，本技术可基于多个测 距传感器获取到与定位标识之间的距离信息，以对接收点进行精准定位。
11.根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，传感器与定位标识的相对 位置信息是根据传感器与定位标识之间的角度信息得到的。这样，本技术可基于多个测 角传感器获取到与定位标识之间的角度信息，以对接收点进行精准定位。
12.根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，定位标识为以下至少之一： 设置于目标对象上的标识点、设置于目标对象的指定范围内的标识点、目标对象上的任 一特征点。这样，本技术中的定位标识可以是虚拟的，还可以是实体的，以提升定位标 识的灵活性。
13.根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，系统还包括同步模块，用 于向电磁回波信号采集模块和自定位模块发送控制信号，控制信号用于同步电磁回波信 号采集模块的电磁回波信号采集与自定位模块的位置信息获取。这样，通过同步模块下 发控制信号，可使得电磁回波信号采集模块的采集电磁回波信号的动作与自定位模块获 取位置信息的动作同步，进而使得成像模块获得一一对应的电磁波散射特征信息与位置 信息。
14.根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，电磁回波信号采集模块， 具体用于发射电磁波，并接收经目标对象散射后的电磁回波信号。这样，电磁回波信号 采集模块可通过主动采集的方式，获取到电磁回波信号。
15.根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，电磁回波信号采集模块， 具体用于接收目标对象释放的电磁回波信号。这样，电磁回波信号采集模块可通过被动 采集的方式，获取到电磁回波信号。
16.第二方面，本技术实施例提供一种电磁波成像方法。该方法应用于电磁波成像装置， 方法包括：采集电磁回波信号，电磁回波信号用于指示目标对象的电磁波散射特征信息； 获取电磁回波信号的接收点的位置信息，位置信息用于指示接收点与定位标识的相对位 置信息；基于电磁波散射特征信息和位置信息，对目标对象进行电磁波成像。
17.根据第二方面，采集电磁回波信号包括：采集多个时刻的电磁回波信号；获取电磁 回波信号的接收点的位置信息，包括：获取多个时刻的电磁回波信号的接收点的位置信 息；基于电磁波散射特征信息和位置信息，对目标对象进行电磁波成像，包括：基于多 个电
相对位置信息，获得接收点与定位标识的相对位置信息。
31.根据第三方面，或者以上第三方面的任意一种实现方式，传感器与定位标识的相对 位置信息是根据传感器与定位标识之间的距离信息得到的。
32.根据第三方面，或者以上第三方面的任意一种实现方式，传感器与定位标识的相对 位置信息是根据传感器与定位标识之间的角度信息得到的。
33.根据第三方面，或者以上第三方面的任意一种实现方式，定位标识为以下至少之一： 设置于目标对象上的标识点、设置于目标对象的指定范围内的标识点、目标对象上的任 一特征点。
34.根据第三方面，或者以上第三方面的任意一种实现方式，收发器的电磁回波信号采 集与处理器的位置信息获取同步。
35.根据第三方面，或者以上第三方面的任意一种实现方式，收发器，具体用于发射电 磁波，并接收经目标对象散射后的电磁回波信号。
36.根据第三方面，或者以上第三方面的任意一种实现方式，收发器，具体用于接收目 标对象释放的电磁回波信号。
37.第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质。该介质包括计算机程序， 当计算机程序在装置上运行时，使得装置执行第二方面以及第二方面中任意一项的电磁 波成像方法。
38.第五方面，本技术实施例提供一种计算机程序，该计算机程序包括用于执行第二方 面以及第二方面中任意一项的电磁波成像方法。
39.第六方面，本技术实施例还提供了一种包括可执行指令的计算机程序产品，当该计 算机程序产品被运行时，使得上述第二方面及其任一种可能的实现中的方法的部分或全 部步骤被执行。
附图说明
40.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例的描述中所需 要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些 附图获得其他的附图。
41.图1为示例性示出的电磁波成像装置的示意图；
42.图2为本技术实施例提供的一种应用场景示意图；
43.图3为示例性示出的电子设备的结构示意图；
44.图4为示例性示出的电子设备的软件结构框图；
45.图5为本技术实施例提供的一种电磁波成像方法的流程示意图；
46.图6为示例性示出的同步方式示意图；
47.图7为示例性示出的运动轨迹示意图；
48.图8为本技术实施例提供的一种应用场景示意图；
49.图9为示例性示出的扫描方式示意图；
50.图10为本技术实施例提供的一种电磁波成像方法的流程示意图；
51.图11为示例性示出的运动轨迹示意图；
52.图12a为示例性示出的运动轨迹示意图；
53.图12b为示例性示出的运动轨迹示意图；
54.图13为本技术实施例提供的一种应用场景示意图；
55.图14为示例性示出的电子设备的软件结构框图；
56.图15为本技术实施例提供的一种电磁波成像方法的流程示意图；
57.图16为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
58.图17为本技术实施例提供的一种装置的结构示意图。
具体实施方式
59.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本技术保护的范围。
60.本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关 系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情 况。
61.本技术实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不 同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一目标对象和第二目标对象等是 用于区别不同的目标对象，而不是用于描述目标对象的特定顺序。
62.在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。 本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解 释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例 如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
63.在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例 如，多个处理单元是指两个或两个以上的处理单元；多个系统是指两个或两个以上的系 统。
64.为使本领域人员更好地理解本技术的技术方案，首先对可能涉及到的背景技术进行 简单介绍。
65.1)电磁波成像
66.电磁波成像是一种以电磁波作为信息载体的成像手段，其原理是通过主动或者被动 检测拟成像目标及周围散射场的信号，以重构物体的形状、特征或者介电常数分布，从 而形成图像。在本技术实施例的描述中，拟成像目标也可以称为目标对象或目标物体等， 本技术不做限定。
67.由于电磁波频段比光学频段更低，对于光学频段无法穿透的物体，在电磁波频段变 得透明，实现对物体内部透视的能力，这使得电磁波成像在无损检测、安检、医学检测 等商业和科研领域有极高应用价值。
68.2)成像效果衡量指标
69.空间分辨率是衡量电磁波成像效果的主要性能指标，具体包括：距离向分辨率和方 位向分辨率。
70.其中，距离向分辨率的理论计算公式为：
[0071][0072]
方位向分辨率的理论计算公式为：
[0073][0074]
式中，c表示光速，b表示信号带宽，d表示拟成像物体与成像装置的距离，fc表示电 磁波的载波中心频点，l表示成像装置的天线的有效孔径长度。
[0075]
显然，当d和fc固定时，即不改变成像环境条件下，为了提升方位向分辨率，需要增 加成像装置的天线有效孔径长度。举例说明，当成像装置工作在3ghz，拟成像物体与成 像装置的间距为0.5米，为实现厘米级方位向分辨率，需要的天线有效孔径长度为
[0076][0077]
由此可见，这样的天线尺寸使得成像装置体积庞大，无法便携使用。
[0078]
3)电磁成像装置便携化/小型化的技术途径
[0079]
从上文可知，将设备工作频点由3ghz提高到30ghz，在相同方位向分辨率需求下， 需要的天线有效孔径长度减至原来的1/10，即0.4425米。
[0080]
因此，提高电磁成像设备工作频点，比如让其工作在毫米波(30～100ghz)或者太 赫兹(100ghz～10thz)频段，是实现电磁成像装置小型化的有效技术途径之一。
[0081]
4)合成孔径电磁成像
[0082]
目前，成像装置通常采用阵列天线(antenna array)，即由若干个天线阵元(antennaelement)按一定规律，比如波长的1/2等间距排布成面阵/线阵等，如图1所示，参照图 1，阵列天线可通过阵列上的各天线对目标对象进行扫描，终端可基于天线的扫描结果进 行电磁波成像。
[0083]
但是，以目前器件水平，毫米波或太赫兹实阵列天线存在获取性和成本风险。因此， 一种等效技术手段是采用合成孔径电磁成像。即，将有限个天线阵元，通过成像平台在 空间的移动构成虚拟阵列，以时间换空间，从而达到等同于实阵列信号采集的效果。合 成孔径电磁成像技术有两个好处：第一、由实阵列减小至单天线或小规格阵列天线，降 低天线和装置的总体尺寸；第二，规避了实阵列的上述风险。
[0084]
但是，合成孔径成像存在新的技术挑战：实现合成孔径电磁成像对成像平台移动轨 迹的定位精度要求较高，定位误差需要控制在波长所在量级，只有这样才能实现不同空 间位置采集信号的相干处理。如果定位误差较大，则将会无法成像。举例说明，对于60ghz 工作频点的成像装置(即电子设备)，定位误差需控制在4毫米量级。而对于工作频点为 3ghz的装置，其定位误差只需要控制在8厘米量级即可。
[0085]
为解决误差问题，一个示例中，已有技术提出一种基于机械扫描架或机械扫描手臂 (简称机械臂)的合成孔径电磁成像方法，电磁成像模块被安置在一个机械扫描架或机 械臂上面，通过预置机械扫描架或机械臂的移动轨迹和电磁成像模块的采样时刻，以在 规定空间位置采集电磁信号，进而实现合成孔径电磁成像。
[0086]
由于机械扫描架或机械臂移动位置精确是可知的，因此该方式可保证定位精度。
[0087]
但是，机械扫描架或机械臂的体积通常较大，无法满足对设备的便携性及小型化的 需求。
或者用于协助完成计算处理任务，例如对图形图像处理或者音频处理等等；或者处理器 101用于实现上述功能中的一种或者多种。
[0099]
本技术实施例中的存储器，例如存储器102，可以包括如下至少一种类型：只读存储 器(read-only memory，rom)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随 机存取存储器(random access memory，ram)或者可存储信息和指令的其他类型的动态 存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmabler-onlymemory，eeprom)。在某些场景下，存储器还可以是只读光盘(compact disc read-onlymemory，cd-rom)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字 通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储 具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不 限于此。
[0100]
存储器102可以是独立存在，与处理器101相连。可选的，存储器102也可以和处 理器101集成在一起，例如集成在一个芯片之内。其中，存储器102能够存储执行本申 请实施例的技术方案的程序代码，并由处理器101来控制执行，被执行的各类计算机程 序代码也可被视为是处理器101的驱动程序。例如，处理器101用于执行存储器102中 存储的计算机程序代码，从而实现本技术实施例中的技术方案。可选的，存储器102还 可以在芯片之外，通过接口与处理器101相连。
[0101]
收发器103可以用于支持电磁波信号的接收或者发送，收发器103可以与天线107 相连。收发器103包括发射机tx和接收机rx。具体地，一个或多个天线107可以接收 电磁波信号，该收发器103的接收机rx用于从天线接收所述电磁波信号，并将电磁波信 号进行处理和转换后提供给所述处理器101，以便处理器101对转换后的电磁波信号做进 一步的处理，例如解调处理和译码处理。
[0102]
输出设备105和处理器101通信，可以以多种方式来显示信息。例如，输出设备105 可以是液晶显示器(liquid crystal display，lcd)、发光二级管(light emitting diode， led)显示设备、阴极射线管(cathode ray tube，crt)显示设备、或投影仪(projector) 等。输入设备106和处理器101通信，可以以多种方式接受用户的输入。例如，输入设 备106可以是鼠标、键盘、触摸屏设备或传感设备等。
[0103]
传感器104包括至少三个传感器，一个示例中，传感器104可以为测距传感器，用 于获得定位标识与传感器之间的距离信息或者用于间接表示传感器与目标对象之间的距 离信息的参数，示例性的，用于间接表示传感器与目标对象之间的距离信息的参数可以 为信号传输时长等参数。示例性的，测距传感器可以是飞秒传感器。另一个示例中，传 感器104还可以是光学相机中的传感器，用于采集目标对象的图像。又一个示例中，传 感器104可以为测角传感器，用于获得定位标识与目标对象之间的角度信息。需要说明 的是，本技术中涉及的传感器类型仅为示例性举例，除本技术中提及的飞秒传感器、测 角传感器与测角传感器之外，传感器还可以是任一一种可使得电子设备直接或间接获取 传感器与定位标识之间的距离的器件。在本技术的实施例中，多个传感器分布式设置于 电子设备中。
[0104]
图4为示例性示出的电子设备100的软件结构框图。参照图4，电子设备100包括但 不限于：电磁回波信号采集模块、自定位模块、成像模块。可选地，电子设备100还包 括同步模块。可选地，各模块可以由芯片或者电路实现，本技术不做限定。需要说明的 是，图4仅示出了电子设备100中的部分模块，本技术对模块的名称和数量不做限定。
[0105]
结合图4，如图5所示为本技术实施例提供的电磁波成像方法的流程示意图，在图5 中：
[0106]
步骤101a，电磁回波信号采集模块采集电磁回波信号。
[0107]
具体的，电磁回波信号采集模块可通过电子设备中的收发器，例如天线，采集电磁 回波信号。可选地，电磁回波信号用于指示目标对象的电磁波散射特征信息。需要说明 的是，本技术所指的天线为图4中的接收天线，下文中不再赘述。
[0108]
在一种可能的实现方式中，电磁回波信号采集模块可采用主动式方式采集电磁回波 信号，具体的，电磁回波信号采集模块发射电磁波，并接收经所述目标对象散射后的电 磁回波信号。
[0109]
另一种可能的实现方式中，电磁回波信号采集模块可采用被动方式采集电磁回波信 号，具体的，目标对象可释放电磁回波信号，电磁回波信号采集模块接收目标对象释放 的电磁回波信号。可选地，目标对象释放的电磁回波信号可以为热辐射信号。
[0110]
步骤102a，电磁回波信号采集模块向成像模块输出第一信息，第一信息包括目标对 象的电磁波散射特征信息。
[0111]
具体的，电磁回波信号采集模块获取到电磁回波信号后，向成像模块输入第一信息， 其中，第一信息用于指示目标对象的电磁波散射特征信息。
[0112]
一个示例中，第一信息可以为电磁回波信号，具体的，电磁回波信号采集模块将包 含目标对象的电磁波散射特征信息的电磁回波信号发送至成像模块，成像模块可对电磁 回波信号进行信号处理，以解析其中包含的目标对象的电磁波散射特征信息。另一个示 例中，第一信息可以为目标对象的电磁波散射特征信息，具体的，电磁回波信号采集模 块可对电磁回波信号进行信号处理，以获取目标对象的电磁波散射特征信息，并将目标 对象的电磁波散射特征信息输出至成像模块。
[0113]
步骤101b，自定位模块获取电磁回波信号的接收点的位置信息，位置信息用于指示 接收点与定位标识的相对位置信息。
[0114]
具体的，在本技术中可预先设置定位标识，并将该定位标识的位置作为空间中的锚 点，以在电子设备移动过程中，可获取到电子设备(具体为电磁波信号的接收点)与定 位标识的相对位置信息，从而实现精准自定位。
[0115]
下面对定位标识的概念进行说明，具体的，定位标识是一种在电磁波成像过程中位 置固定的标识。可选地，在对同一个目标对象进行多次电磁波成像，或者，对不同的目 标对象进行电磁波成像的过程中，定位标识的位置可以相同也可以不同，本技术不做限 定。
[0116]
在一种可能的实现方式中，定位标识可以是实体器件，设置于目标对象上或者目标 对象附近。一个示例中，定位标识可以是主动式的，即，主动释放光源或信号。另一个 示例中，定位标识可以是被动式的，可反射打在其上的光。本技术中以定位标识为被动 式的器件为例进行说明，具体示例可参照场景一。
[0117]
在另一种可能的实现方式中，定位标识可以是虚拟标识，例如可以为目标对象上或 目标对象附近的任一特征点，具体示例可参照场景二。
[0118]
继续参照图5，具体的，在本技术中，电子设备中设置有至少三个传感器，如上文所 述，各传感器可获取其与定位标识之间的距离信息，或者，用于间接标识传感器与定位 标
识之间的距离信息的相关参数。
[0119]
自定位模块可获取到至少三个传感器的距离信息或相关参数。可选地，若自定位模 块获取到的是用于间接标识传感器与定位标识之间的距离信息的相关参数，自定位模块 可基于相关参数，获取传感器与目标对象之间的距离信息。
[0120]
相应的，自定位模块可基于获取到的各传感器与定位标识之间的距离信息，得到各 传感器与定位标识之间的相对位置。
[0121]
接着，自定位模块可基于各传感器与定位标识之间的相对位置以及至少三个传感器 与电磁回波信号的接收点之间的相对位置，获得电磁回波信号的接收点与定位标识之间 的相对位置。示例性的，传感器与电磁回波信号的接收点之间的相对位置是固定的，具 体数值可以通过测量得到。
[0122]
需要说明的是，本技术实施例中所述的电磁回波信号的接收点可以是电子设备中的 收发器，例如电子设备中的天线。
[0123]
步骤102b，自定位模块向成像模块输出所述位置信息。
[0124]
具体的，自定位模块获取到位置信息，即电磁回波信号的接收点与定位标识之间的 相对位置后，将该位置信息输出至成像模块。
[0125]
需要说明的是，上文中均是以电磁回波信号采集模块与自定位模块的单次动作为例 进行说明的，实际上，电磁回波信号采集模块与自定位模块可在多个时刻执行上述动作， 即，电磁回波信号采集模块可采集到多个时刻的电磁回波信号，自定位模块可获取到多 个时刻的所述位置信息。
[0126]
可选地，电磁回波信号采集模块与自定位模块是按照一定时序(也可以理解为周期) 执行相应动作的。示例性的，电磁回波信号采集模块采集电磁回波信号的多个时刻符合 第一周期，即多个时刻之间的间隔符合第一周期，可以理解为，第一周期中的每个周期 触发时刻对应所述多个时刻中的时刻。示例性的，自定位模块获取位置信息的多个时刻 符合第二周期，即多个时刻之间的间隔符合第二周期，可以理解为，第二周期中的每个 周期触发时刻对应所述多个时刻中的时刻。举例说明，电磁回波信号采集模块可按照第 一周期，采集电磁回波信号，即电磁回波信号采集模块在第一周期的每个周期的触发时 刻，执行步骤101a，即采集电磁回波信号。自定位模块可按照第二周期，采集电磁回波 信号，具体的，自定位模在第二周期的每个周期的触发时刻，执行步骤101b，即获取所 述位置信息。
[0127]
一个示例中，第一周期可与第二周期相同，即，在每个周期触发时刻，步骤101a与 步骤101b同时执行。
[0128]
另一个示例中，第一周期可与第二周期为倍数关系。一个示例中，倍数关系可以为 整数呗，例如，第一周期是第二周期的3倍。另一个示例中，倍数关系也可以是非整数 倍，例如，第一周期是第二周期的1/3倍(也可以表示为第二周期是第一周期的3倍)， 或者，第一周期是第二周期的2/3倍，本技术不做限定。
[0129]
可选地，在第一周期与第二周期不相同的情况下，其周期触发时刻是对齐的，举例 说明，若第一周期的周期时长为1ms，第二周期的周期时长为3ms，即，电磁回波信号 每1ms采集一次电磁回波信号，自定位模块每3ms获取一次位置信息，其中，自定位模 块采集位置信息的同时，电磁回波信号采集模块采集电磁回波信号。为更好的理解该过 程，可引入时钟的概念，具体的，电子设备中具有时钟源，用于产生时钟信号，电磁回 波信号采集模块与
自定位模块均基于该时钟信号执行操作，如图6所示为周期不同的情 况下，自定位模块与电磁回波信号采集模块的执行流程，参照图6，电磁回波信号采集模 块在第一个时钟沿采集电磁回波信号，时钟信号的间隔为1ms，也就是说，电磁回波信 号采集模块在每个时钟沿触发，即执行采集电磁回波信号的动作。自定位模块则在第3 个以及3的倍数个时钟沿触发，即执行获取位置信息的动作。也就是说，在周期不同的 情况下，也可将电磁回波信号采集模块与自定位模块看做为同步执行相应动作的。
[0130]
可选地，在本技术中，为实现自定位模块与电磁回波信号采集模块的同步，同步模 块可向自定位模块与电磁回波信号模块发送控制信号，以指示自定位模块与电磁回波信 号模块同步执行响应操作。示例性的，同步模块可向电磁回波信号采集模块发送第一控 制信号，以指示触发电磁回波信号采集模块以及第一周期，并且，同步模块可向自定位 模块发送第二控制信号，以指示触发自定位模块以及第二周期。自定位模块与电磁回波 信号采集模块响应于接收到的控制信号，按照各自的周期以及时钟信号实现同步。可选 地，在不同的电磁波成像过程中，第一周期和/或第二周期可以为动态设置的，可通过第 一控制信号和/或第二控制信号向电磁回波信号采集模块和/或自定位模块指示当前的周 期。
[0131]
可选地，第一周期与第二周期也可以为预先配置的，即无需同步模块指示，自定位 模块与电磁回波信号采集模块可基于预先设置的周期，执行相应操作。
[0132]
步骤103，成像模块基于电磁波散射特征信息和位置信息，对目标对象进行电磁波成 像。
[0133]
具体的，成像模块接收到第一信息后，可获取第一信息中包含的电磁波散射特征信 息，并基于电磁波散射特征信息以及接收到的位置信息，对目标对象进行电磁波成像。 一个示例中，电子设备可通过屏幕显示电磁波成像后的结果，如图7所示，其中，图7 中的虚线为电子设备的运行轨迹的模拟示意图。另一个示例中，电子设备也可以通过其 它与其通信连接(可以有线连接，也可以无线连接)的电子设备显示电磁波成像后的结 果，例如，电子设备可将电磁波成像后的结果发送至另一电子设备，另一电子设备可显 示接收到的电磁波成像后的结果。
[0134]
如上文所述，电磁回波信号采集模块与自定位模块是周期性地执行相应动作的，也 就是说，电磁回波信号模块与自定位模块会按照其各自的周期，向成像模块输入对应的 参数(包括电磁波散射特征信息和位置信息)。成像模块可基于获取到的多个电磁波散射 特征信息和多个位置信息，及多个电磁波散射特征信息和多个位置信息之间的对应关系， 对目标对象进行电磁波成像。
[0135]
需要说明的是，所述对应关系是指多个电磁波散射特征信息和多个位置信息在时间 上的对应关系，如上文所述，自定位模块与电磁回波信号采集模块是周期性地获取相应 信息的，并且，自定位模块与电磁回波信号采集模块的执行动作是同步的，因此，各电 磁波散射特征信息与位置信息之间存在时间上的对应关系，例如，在t1时刻，电磁回波 信号采集模块采集第一电磁回波信号，并输出至成像模块，同时，自定位系统也在该时 刻获取到第一位置信息，并输出至成像模块，在t2时刻，电磁回波信号采集模块采集第 二电磁回波信号，并输出至成像模块，同时，自定位系统也在该时刻获取到第二位置信 息，并输出至成像模块，则，成像模块确定第一电磁回波信号与第一位置信息对应，第 二电磁回波信号与第二位置信息对应。
[0136]
可选地，成像模块可基于接收时刻确定多个电磁波散射特征信息和多个位置信息在 时间上的对应关系。
[0137]
可选地，电磁回波信号采集模块可将多个时刻的第一信息以及每个第一信息对应时 间戳输出至成像模块，以及，自定位模块可将多个时刻的位置信息以及每个位置信息对 应的时间戳输出至成像模块。相应的，成像模块可基于第一信息的时间戳和位置信息的 时间戳，确定多个第一信息与多个位置信息之间的对应关系。示例性的，时间戳可以是 系统时间也可以是相对时间(例如与控制信号触发时刻之间的相对时间)，本技术不做限 定。
[0138]
需要说明的是，如上文所述，电磁回波信号采集模块与自定位模块的执行周期可能 不相同，也就是说，成像模块获取到的多个位置信息与多个电磁波散射特征信息并不是 每个都对应的，示例性的，成像模块可基于插值算法，对运动轨迹进行估计，以使每个 电磁波散射特征信息均对应有相应的位置信息；另一方面，若成像模块获取到的位置信 息多于电磁波散射特征信息时，成像模块可以基于抽值算法，对运动轨迹进行降采样操 作，以使每个电磁波散射特征信息与定位位置信息一一对应。具体方式可参照已有技术， 本技术不做赘述。
[0139]
在本技术实施例的描述中，均是以自定位模块和电磁回波信号采集模块每获取到相 应数据或信号之后，即向成像模块输出响应数据或信号的方式为例进行说明，在其他实 施例中，自定位模块与电磁回波信号采集模块也可以在获取到多个数据或信号后，将数 据或信号以及对应的时间信息输出至成像模块，成像模块可基于各信号或数据的时间信 息，确定位置信息与电磁波散射特征信息的对应关系，并进行目标对象的电磁波成像过 程。
[0140]
在一种可能的实现方式中，成像模块可以在获取到电磁回波信号采集模块与自定位 模块输入的所有数据或信号后，再执行电磁波成像过程。
[0141]
在另一种可能的实现方式中，成像模块可以在获取到足够多的电磁回波信号采集模 块与自定位模块输入的数据或信号后，再执行电磁波成像过程。
[0142]
综上，在本技术中，电子设备基于接收点与定位标识之间的相对位置，实现自定位 的精准度，同时提高电子设备的灵活性，满足便携性和小型化的需求。
[0143]
场景一
[0144]
如图8所示为示例性示出的一种应用场景的示意图，参照图8，示例性的，电子设备 100为手机，手机上设置有传感器104，分别为104a、104b、104c和104d，手机上还设 置有收发器107，示例性的，收发器为天线。示例性的，本实施例中，以传感器为飞秒传 感器为例。需要说明的是，本实施例中以及下面的各实施例中示出的各传感器的数量及 位置，以及传感器与天线之间的相对位置均为示意性举例，本技术不做限定，下文不再 重复说明。
[0145]
仍参照图8，示例性的，定位标识300为外设标识器，在本实施例中，其设置于目标 对象200上。示例性的，目标对象为一纸盒，箱子中放置有剪刀。在本实施例中，传感 器是利用光学原理测距的，因此，传感器104与定位标识300之间需保证无遮挡。需要 说明的是，在成像过程中，定位标识的位置固定不变。
[0146]
示例性的，手机100响应于接收到的用户指令，启动电磁波成像流程，以对目标对 象200进行运动扫描，不失一般性，本技术对运动扫描过程中手机的移动轨迹不做特殊 约定，示例性的可采用如图9所示的扫描方式。需要说明的是，手机的移动速度以及方 向等可根据手机的性能进行约定，本技术对此不作限定。本领域人员需了解，手机的扫 描持续时
间越长，轨迹越丰富，则成像越精准。
[0147]
结合图8，如图10所示为本技术实施例提供的电磁波成像的流程示意图，在图10 中：
[0148]
步骤201，同步模块向电磁回波信号采集模块和自定位模块发送控制信号。
[0149]
示例性的，同步模块分别向电磁回波信号采集模块发送第一控制信号，并向自定位 模块发送第二控制信号。其中，第一控制信号用于指示触发电磁回波信号采集模块，并 指示第一周期。第二控制信号用于指示触发自定位模块，并指示第二周期。
[0150]
示例性的，在本实施例中，以第一周期与第二周期相同，周期时长为3ms为例进行 说明，时序可表示为ti,i＝1,2,
…
,m。
[0151]
步骤202a，电磁回波信号采集模块发射电磁波。
[0152]
示例性的，电磁回波采集模块响应于接收到的第一控制信号，在每个ti时刻，通过天 线107发送电磁波。
[0153]
步骤203a，电磁回波信号采集模块采集电磁回波信号。
[0154]
示例性的，电磁回波信号采集模块通过天线发射的电磁波碰撞到目标对象后，将产 生电磁回波信号，也可以称为电磁散射回波信号，电磁回波信号用于指示目标对象的电 磁散射特征信息。
[0155]
示例性的，在本实施例中，电磁回波信号采集模块按照同步模块下发的时序(即第 一周期)，在每个ti时刻进行电磁回波信号的采集。
[0156]
电磁回波信号采集模块对采集到的电磁回波信号进行信号处理，获取目标对象的电 磁散射特征信息。示例性的，假设电磁回波信号采集模块在不同时刻ti获取到的电磁散射 特征信息为ρi。
[0157]
步骤204a，电磁回波信号采集模块向成像模块输出目标对象的电磁散射特征信息。
[0158]
步骤202b，自定位模块接收传感器输入的数据。
[0159]
示例性的，本实施例中的传感器(例如包括传感器104a、104b、104c和104d)为飞 秒传感器，其可通过发射光信号，并接收经定位标识反射的光信号，得到发射光信号与 接收光信号之间的时间差δt，该数值也可以理解为上文所述的用于间接表示传感器与定 位标识之间的距离的参数。自定位模块可在不同时刻ti，读取各传感器获取到的时间差δti。 也就是说，自定位模块在ti时刻，可获取到至少三个δti。示例性的，在本实施例中，自 定位模块在ti时刻，可获取到传感器104a对应的δt
ai
、传感器104b对应的δt
bi
、传感器 104c对应的δt
ci
、以及传感器104d对应的δt
di
。
[0160]
步骤203b，自定位模块基于传感器输入的数据以及传感器与天线之间的相对位置， 确定天线与定位标识之间的相对位置。
[0161]
具体的，自定位模块基于各传感器与定位标识之间的时间差，获取至各传感器与定 位标识之间的距离信息，并进一步基于各传感器与定位标识之间的距离信息，确定定位 标识在空间中的位置信息。以及自定位模块可基于定位标识在空间中的位置信息，获取 各传感器与定位标识之间的相对位置。其中，由于各传感器与天线之间的相对位置是已 知的，因此，自定位模块可基于各传感器与定位标识之间的相对位置与各传感器与天线 之间的相对位置，获取天线与定位标识之间的相对位置。
[0162]
下面对上述获取天线与定位标识之间相对位置的方式进行详细说明，具体的，如图 11所示为传感器与天线随手机运动时的运动轨迹示意图。参照图11，具体的，假设天线 在ti时刻的坐标值为(xi，yi，zi)，记定位标识为坐标原点(0，0，0)。此外，各传感器 (包括传感器104a、104b、104c和104d)与天线之间的相对位置是已知的，分别记为 offset
ai
＝(δx
ai
，δy
ai
，δz
ai
)、offset
bi
＝(δx
bi
，δy
bi
，δz
bi
)、 offset
ci
＝(δx
ci
，δy
ci
，δz
ci
)、、offset
di
＝(δx
di
，δy
di
，δz
di
)，则传感器104a、104b、 104c和104d在ti时刻的位置，可以分别表示为：(xi δx
ai
，yi δy
ai
，zi δz
ai
)、 (xi δx
bi
，yi δy
bi
，zi δz
bi
)、(xi δx
ci
，yi δy
ci
，zi δz
ci
)、(xi δx
di
，yi δy
di
，zi δz
di
)。
[0163]
示例性的，自定位模块可基于到达时间算法(time of arrival，toa)，得到天线在ti时 刻的位置(即坐标)。
[0164]
示例性的，自定位模块可基于下述公式，计算出pi＝(xi，yi，zi)：
[0165][0166]
需要说明的是，上述实施例中的计算方式仅为示意性举例，自定位模块在获取到各 传感器与定位标识之间的相对位置以及各传感器与天线之间的相对位置之后，可基于任 一可行的方式计算出天线与定位标识之间的相对位置，例如，还可以基于到达时间差算 法(time difference of arrival，tdoa)等，本技术不做限定。
[0167]
步骤204b，自定位模块向成像模块输出天线的位置信息，位置信息用于指示天线与 定位标识之间的相对位置。
[0168]
示例性的，自定位模块获取到天线与定位标识之间的相对位置后，即可向成像模块 输出该相对位置信息。
[0169]
需要说明的是，本技术中各模块的处理时延和传输时延均是已知的，各模块可基于 已知的时延进行纠偏，从而在起始步骤(即步骤202a和步骤202b)同步的情况下，输入 步骤(即步骤204a和步骤204b)也同步，具体纠偏方式可参照已有技术，本技术不做限 定。
[0170]
步骤205，成像模块基于位置信息和电磁散射特征信息，对目标对象进行电磁波成像。
[0171]
示意性的，成像模块在某一采样时刻集合{ti}，可同步获取到电磁回波采集模块输入 的电磁散射特征信息的集合{ρi}以及自定位模块输入的天线的位置信息的集合{pi}。成像 模块可对上述两组信息进行合成孔径电磁成像的操作。具体地，成像模块可基于自定位 模块在上述时刻集合{ti}输入的位置信息，确定电磁回波采集模块的天线在该时刻集合的 运动轨迹，如图12a所示，需要说明的是，天线的运动轨迹可以是二维平面上的轨迹， 也可以是三维空间上的轨迹。为方便计，图12a中仅以二维平面上的运动轨迹为例进行 示意。图中x和y分别表示二维平面的两个轴，例如x表示水平轴，y表示垂直轴。
[0172]
接着，成像模块可确定电磁散射特征信息的集合{ρi}中的任一电磁散射特征信息ρi， 与运动轨迹上的点的对应关系，如图12b所示。如上文所述，电磁散射特征信息与运动 轨迹上的点(即位置信息)的对应关系是指时刻上的对应关系，也可以理解为电磁散射 特
征信息的对应关系，对目标对象进行电磁波成像。
[0194]
在上述技术方案的基础上，采集电磁回波信号的多个时刻符合第一周期，获取位置 信息的多个时刻符合第二周期；其中，第一周期与第二周期相同；或者，第一周期与第 二周期为倍数关系。
[0195]
在上述技术方案的基础上，电磁波成像装置包括至少三个传感器，获取模块402，用 于获取至少三个传感器中每个传感器与定位标识的相对位置信息，根据至少三个传感器 与定位标识的相对位置信息以及至少三个传感器与接收点的相对位置信息，获得接收点 与定位标识的相对位置信息。
[0196]
在上述技术方案的基础上，传感器与定位标识的相对位置信息是根据传感器与定位 标识之间的距离信息得到的。
[0197]
在上述技术方案的基础上，传感器与定位标识的相对位置信息是根据传感器与定位 标识之间的角度信息得到的。
[0198]
在上述技术方案的基础上，定位标识为以下至少之一：设置于目标对象上的标识点、 设置于目标对象的指定范围内的标识点、目标对象上的任一特征点。
[0199]
在上述技术方案的基础上，采集模块301的电磁回波信号的采集与获取模块302的 位置信息的获取同步。
[0200]
在上述技术方案的基础上，采集模块301，用于发射电磁波，并接收经目标对象散射 后的电磁回波信号。
[0201]
在上述技术方案的基础上，采集模块301，用于接收目标对象释放的电磁回波信号。
[0202]
下面介绍本技术实施例提供的一种装置。如图17所示：
[0203]
该装置包括处理模块501、通信模块502和传感器503。可选的，该装置还包括存储 模块504。处理模块501、通信模块502、传感器503和存储模块504通过通信总线相连。
[0204]
通信模块502可以是具有收发功能的装置，用于发送或接收信号。
[0205]
存储模块504可以包括一个或者多个存储器，存储器可以是一个或者多个设备、电 路中用于存储程序或者数据的器件。
[0206]
存储模块504可以独立存在，通过通信总线与处理模块501相连。存储模块也可以 与处理模块501集成在一起。
[0207]
装置500可以用于电子设备、电路、硬件组件或者芯片中。
[0208]
装置500可以是本技术实施例中的电子设备。电子设备的示意图可以如图3所示。 可选的，装置500的通信模块502可以包括电子设备的天线和收发机，例如图3中的天 线105和收发机103。
[0209]
装置500可以是本技术实施例中的电子设备中的芯片。通信模块502可以是输入或 者输出接口、管脚或者电路等。可选的，存储模块可以存储网络设备侧的方法的计算机 执行指令，以使处理模块501执行上述实施例中网络设备侧的方法。存储模块504可以 是寄存器、缓存或者ram等，存储模块504可以和处理模块501集成在一起；存储模 块504可以是rom或者可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，存储模块 504可以与处理模块501相独立。可选的，随着无线通信技术的发展，收发机可以被集成 在装置500上，例如通信模块502集成了收发机103。
[0210]
当装置500是本技术实施例中的电子设备或者电子设备中的芯片时，可以实现上述 实施例中电子设备执行的方法。
[0211]
对于通信装置的实现形式是芯片或芯片系统的情况，可参见图17所示的芯片的结构 示意图。图17所示的芯片包括处理器501和接口502。其中，处理器501的数量可以是 一个或多个，接口502的数量可以是多个。可选的，该芯片或芯片系统可以包括存储器503。
[0212]
本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质。上述实施例中描述的方法可以全 部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。如果在软件中实现，则功能 可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或者在计算机可读介质上传输。 计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质，还可以包括任何可以将计算机程 序从一个地方传送到另一个地方的介质。存储介质可以是可由计算机访问的任何可用介 质。
[0213]
作为一种可选的设计，计算机可读介质可以包括ram，rom，eeprom，cd-rom 或其它光盘存储器，磁盘存储器或其它磁存储设备，或可用于承载的任何其它介质或以 指令或数据结构的形式存储所需的程序代码，并且可由计算机访问。而且，任何连接被 适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆，光纤电缆，双绞线，数字用户 线(dsl)或无线技术(如红外，无线电和微波)从网站，服务器或其它远程源传输软 件，则同轴电缆，光纤电缆，双绞线，dsl或诸如红外，无线电和微波之类的无线技术 包括在介质的定义中。如本文所使用的磁盘和光盘包括光盘(cd)，激光盘，光盘，数 字通用光盘(dvd)，软盘和蓝光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘利用激 光光学地再现数据。上述的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。
[0214]
本技术实施例还提供了一种计算机程序产品。上述实施例中描述的方法可以全部或 部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。如果在软件中实现，可以全部或 者部分得通过计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。 在计算机上加载和执行上述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照上述方法实施例 中描述的流程或功能。上述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、网络 设备、用户设备或者其它可编程装置。
[0215]
上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实 施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人 员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出 很多形式，均属于本技术的保护之内。