[发明专利]非接触式物品材质和形状识别方法、存储介质及计算设备

权利要求书

1.非接触式物品材质和形状识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采用被动式RFID标签阵列平面构建感知平面，对待测物品进行检测，通过计算机采集RFID阅读器和标签通信过程中各标签的ID、RSS值及相位参数，识别待测物品的形状和材质；

S2、根据步骤S1采集的各标签的ID、RSS及相位参数，对各标签数据及参照数据进行相似度计算，将相似度结果与经验阈值进行比较，根据所得结果判定待测物品所属的分类为见过的物品和未见过的物品；

S3、若为见过的物品，将采集到的RSS和相位信号进行特征提取得到最优特征，采用卷积神经网络结合全连接层对待测物品进行分类，识别待测物品的材质和形状；

若为未见过的物品，引入零样本学习思想构造公共隐空间，同时将文本特征和RF信号特征映射到隐空间，在隐空间中寻找与待测物品RF特征相似度最接近的文本特征，将文本特征相似度最高的对应文本作为待测物品的识别类别，识别待测物品的材质和形状，具体如下：

若为未见过的物品，建立公共的隐空间寻找最近邻的文本作为预测结果，对于待测物品的RF特征x^L和文本特征z^L，隐空间中采用余弦相似度拉近RF特征x^L和文本特征z^L的距离L_alg；引入三元组损失函数，使得RF特征x^L和文本特征z^L间的距离比RF特征x^L和其他种类之间的距离更小，通过零样本训练使得整体损失最小，采用IOU算法计算形状准确率，若两个图像完全重合，则IOU为1。

2.根据权利要求1所述的非接触式物品材质和形状识别方法，其特征在于，步骤S1中，被动式RFID标签阵列中两个相邻标签相互垂直排列，标签阵列规格为7×7，两个相邻标签的方向为面对RFID阅读器天线且相互垂直，RFID阅读器天线与标签阵列平行放置且同时垂直于地面。

3.根据权利要求1所述的非接触式物品材质和形状识别方法，其特征在于，各标签的RSS和相位信号phase表示为：

RSS＝20·log|S_Tag|

phase＝θ_T+θ_path+θ_tag

其中，S_Tag为阅读器天线最终接收到的反射信号，θ_T为天线所发射的信号的相位值，θ_path为信号从天线到标签再从标签返回阅读器天线所产生的相位偏移，即路径所产生的相位偏移，θ_tag为标签自身硬件产生的相位偏移。

4.根据权利要求1所述的非接触式物品材质和形状识别方法，其特征在于，步骤S2中，采集6种功率下的物品信号；采用多通道方式对不同物品在不同频率下的数据进行分析；并通过注意力机制挑选最优的通道数据实现跨环境识别，计算采集数据特征和已见过物品数据特征的余弦相似度，确定物品属于见过的物品或是未见过的物品。

5.根据权利要求4所述的非接触式物品材质和形状识别方法，其特征在于，判断待测物品分类的计算公式如下：

其中，ΔR为标签阵列感知见过的物品时两两相邻标签的RSS信号差值，ΔP为标签阵列感知见过的物品时两两相邻标签的相位信号差值，S是为见过的物品种类集合，D为余弦相似度，为标签阵列感知见过的物品时两两相邻标签的RSS信号的理论差值，为标签阵列感知见过的物品时两两相邻标签的相位信号的理论差值，t_R，t_P分别为两个经验阈值。

6.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至5所述的方法中的任一方法。

7.一种计算设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至5所述的方法中的任一方法的指令。