[发明专利]一种基于WIFI的可疑物品材质安全检测方法

权利要求书

1.一种基于WIFI的可疑物品材质安全检测方法，其特征在于，所述基于WIFI的可疑物品材质安全检测方法包括：

利用WIFI设备获取信道状态信息CSI数据，并通过Hampel滤波和线性变换方法分别对信道状态信息CSI数据的幅度和相位进行去噪处理；

通过基于校正相位的方差来选择子载波的方法，选出受多径影响小的子载波；

利用选择的子载波，提取能高效区分金属和液体的代表性特征，并组成特征向量；

利用得到的特征向量，采用传统多层神经网络对金属和液体进行分类；

利用WIFI设备获取信道状态信息CSI数据，具体过程为：利用WIFI设备建立发射端与接收端之间的通信并采集信道状态信息CSI数据：发射端的天线数目为T，接收端的天线数目为R，每对收发天线之间传输一个数据包可以得到M个子载波的信道状态信息，因此每个信道状态信息CSI数据包可以表示为一个T×R×M的三维复数矩阵，采集的N个信道状态信息CSI数据包表示为：

HS＝[H₁,H₂,...,H_n,...,H_N],n∈[1,N]；

其中H_n表示当有T根发射天线与R根接收天线建立通信时采集的第n个信道状态信息CSI数据包；

第n个信道状态信息CSI数据包中，发射 天线t∈[1,T]与接收天线r∈[1,R]之间采集的信道状态信息CSI数据H_n,t,r表示为：

其中，|H_n,t,r,m|和分别表示该信道状态信息CSI数据包中第m个子载波的幅值和相位；M表示每个收发天线对之间传输的信道状态信息CSI数据包中所包含的子载波总数；

采集发射天线t与接收天线r这条链路的第m个子载波的连续N个信道状态信息CSI数据，表示为：

其中|H_n,t,r,m|和分别表示在发射天线t与接收天线r这条链路上的第m个子载波上连续采集的信道状态信息CSI中，第n个信道状态信息CSI数据包中的幅值和相位；

利用选择的子载波，提取能高效区分金属和液体的代表性特征，并组成特征向量方法，包括：利用WIFI设备采集每个收发天线对之间的信道状态信息CSI数据，对每个收发天线对之间所有子载波上信道状态信息CSI数据的幅度进行Hampel滤波处理；

对每个收发天线对之间所有子载波上信道状态信息CSI数据的相位进行线性处理，求出每一个子载波上线性处理后的相位的方差；

根据每个子载波上的相位方差大小，选择最小方差对应的子载波；在此子载波上，利用处理后的幅度和相位计算区分可疑物品材质的特征值；

将特征值组合成特征向量；

利用选择的子载波，提取能高效区分金属和液体的代表性特征，并组成特征向量方法，具体过程为：

第α个子载波上的连续的去噪以后的信道状态信息CSI数据记作计算的幅度方差和相位方差：

；

其中分别表示发射天线t与接收天线r这条链路上第α个子载波上第n个信道状态信息CSI数据去噪处理以后的幅度和相位；

选择与接收天线r位置相邻的另一根接收天线r′，计算发射天线为t，接收天线分别为r和r′时，这两个链路在第α个子载波上测量相位差的方差

其中即发射天线为t，接收天线分别为r和r′时，这两个链路在第α个子载波上的测量相位差，和分别表示发射天线为t，接收天线分别为r和r′时，这两个链路在第α个子载波上的测量相位；

将相位与幅度融合得到ρ：

其中表示发射天线为t，接收天线分别为r和r′时，这两个链路在第m个子载波上的测量相位差的方差，和分别表示当发射天线为t，接收天线分别为r和r′时这两条链路上第m个子载波上采集的第n个信道状态信息CSI数据去噪处理以后的幅度；

获得的代表性特征组成特征向量F：