CN108204787A - 射频成像设备的基于光学传感器的位置感测 - Google Patents

Abstract

本发明题为“射频成像设备的基于光学传感器的位置感测”。本发明提供了一种用于进行基于光学传感器的位置感测的方法和装置。在该方法和装置中，由位于射频(RF)成像设备上的光学位置传感器组件中的第一光学位置传感器来检测第一位移并且由第二光学位置传感器来检测第二位移。耦接至光学位置传感器组件的处理器至少部分地基于所检测到的第一位移和第二位移来确定RF成像设备的位置。该处理器至少部分地基于所检测到的第一位移和第二位移来确定RF成像设备的倾斜度，并且在存储器中使RF成像设备的位置和倾斜度与表示被设置在表面后方的空间的一部分的由RF成像设备捕获的RF图像的数据相关联。

Description

射频成像设备的基于光学传感器的位置感测

技术领域

本专利申请涉及射频(RF)成像设备，并且更具体地涉及具有用于进行位置感测的光学位置传感器组件的RF成像设备。

背景技术

除了别的之外，各种结构诸如住宅和办公大楼使用嵌板诸如干砌墙或板条和石膏来将住所空间与被设置在嵌板后方的电气布线***、结构***和管道***分隔开。其他结构可使用其他构造材料诸如煤渣砌块，其中布线、管道等可延展到建筑材料内部。例如，在一些情况下，将管道和布线直接嵌入水泥中或用灰泥涂抹成具有各种结构的砖石。在维护、修理或重建项目期间，往往切割或挖掘嵌板或建筑材料以接近这些***，并且然后修补该嵌板。例如，可切割干砌墙，以接近干砌墙后方的感兴趣的金属管道或木制立柱。准确地识别后方定位有感兴趣对象的表面上的位置的能力使得与建筑物维护、修理和重建相关的劳动力和设备成本降低。

可商购获取的设备诸如立柱查找工具不能准确地识别后方设置有感兴趣对象的墙壁上的位置。此外，这些设备并不执行墙壁后方的空间的成像或不表征对象诸如塑料管或金属管的材料组成，以使得施工人员能够精确地找到挖掘区域。

发明内容

在一个实施方案中，射频(RF)成像设备包括接收用于捕获被设置在表面后方的空间的一部分的RF图像的RF信号并输出用于表示RF信号的数据的RF传感器组件。该RF成像设备还包括光学位置传感器组件，该光学位置传感器组件至少包括第一光学位置传感器和第二光学位置传感器。每个光学位置传感器被设置在RF成像设备上的不同位置处。每个光学位置传感器被配置为检测相应光学位置传感器的位移并输出用于表示所检测到的位移的相应数据。

在一个实施方案中，该RF成像设备包括存储器和处理器。该处理器被配置为接收用于表示RF信号的数据并且至少部分地基于表示RF信号的数据来确定RF图像。该处理器被配置为：接收用于表示第一光学位置传感器和第二光学位置传感器的所检测到的位移的数据；至少部分地基于表示所检测到的位移的数据来确定RF成像设备的位置和倾斜度；并且在存储器中使RF成像设备的位置和倾斜度与所确定的RF图像相关联。

在一个实施方案中，该处理器被配置为通过以下操作来确定RF成像设备的位置：识别RF成像设备的先前位置；识别第一光学位置传感器的第一位移和第二光学位置传感器的第二位移；以及通过基于所识别的第一位移和第二位移使先前位置偏移来确定RF成像设备的位置。

在一个实施方案中，该处理器被配置为通过以下操作来确定RF成像设备的倾斜度：识别第一光学位置传感器和第二光学位置传感器中的每一者的先前位置；通过使光学位置传感器的先前位置偏移光学位置传感器的相应的所检测到的位移针对第一光学位置传感器和第二光学位置传感器中的每一者来确定相应光学位置传感器的当前位置；以及基于第一光学位置传感器和第二光学位置传感器中的每一者的当前位置和先前位置之间的差异来确定RF成像设备的倾斜度。

在一个实施方案中，倾斜度为相对于位于由表面限定的平面中的轴的角度。在一个实施方案中，该处理器被配置为确定在相应多个位置处并且以RF成像设备的相应多个倾斜度捕获的多个RF图像；并且基于多个RF图像、相应多个位置、以及相应多个倾斜度来组合表面后方的空间的全景RF图像。

在一个实施方案中，该处理器被配置为通过以下操作来组合全景RF图像：使多个RF图像分别倾斜多个倾斜度；以及根据多个位置分别对多个倾斜的RF图像进行整理。

在一个实施方案中，该处理器被配置为将第一光学位置传感器和第二光学位置传感器的所检测到的位移缩放某个缩放系数。在一个实施方案中，缩放系数至少部分地基于表面的表面类型和由第一光学位置传感器或第二光学位置传感器报告的表面的图像的信噪比(SNR)中的至少一者。

在一个实施方案中，第一光学位置传感器或第二光学位置传感器包括被配置为在不使用透镜的情况下捕获光学传感器的感测场中的对象的图像的光学传感器。

在一个实施方案中，一种方法包括由位于射频(RF)成像设备上的光学位置传感器组件中的第一光学位置传感器来检测第一位移并且由第二光学位置传感器来检测第二位移。该方法还包括由耦接至光学位置传感器组件的处理器至少部分地基于所检测到的第一位移和第二位移来确定RF成像设备的位置。该方法包括由处理器至少部分地基于所检测到的第一位移和第二位移来确定RF成像设备的倾斜度。该方法还包括在存储器中使RF成像设备的位置和倾斜度与表示被设置在表面后方的空间的一部分的由RF成像设备捕获的RF图像的数据相关联。

在一个实施方案中，至少部分基于所检测到的第一位移和第二位移来确定RF成像设备的位置包括：选择所检测到的第一位移或所检测到的第二位移；以及至少部分地基于所选择的第一位移或所选择的第二位移来确定RF成像设备的位置。

在一个实施方案中，选择所检测到的第一位移或所检测到的第二位移包括选择所检测到的第一位移和第二位移中的最大位移、所检测到的第一位移和第二位移中的最小位移，以及所检测到的第一位移和第二位移的中值中的至少一者。

在一个实施方案中，确定RF成像设备的位置包括：识别RF成像设备的先前位置；以及至少部分地基于所检测到的第一位移和第二位移通过使先前位置偏移来确定相对位置。

在一个实施方案中，确定RF成像设备的倾斜度包括：识别第一光学位置传感器和第二光学位置传感器的先前位置；以及针对第一光学位置传感器和第二光学位置传感器通过使先前位置分别偏移第一位移和第二位移来确定当前位置。在一个实施方案中，确定RF成像设备的倾斜度包括基于第一光学位置传感器和第二光学位置传感器的当前位置和先前位置之间的差异来确定该倾斜度。

在一个实施方案中，确定在相应多个位置处并且以RF成像设备的相应多个倾斜度捕获的多个RF图像。在一个实施方案中，基于多个RF图像、相应多个位置、以及相应多个倾斜度来组合表面后方的空间的全景RF图像。

在一个实施方案中，组合表面后方的空间的全景RF图像包括：使多个RF图像分别倾斜多个倾斜度；以及根据多个位置分别对多个倾斜的RF图像进行整理。在一个实施方案中，将所检测到的第一位移和第二位移缩放某个缩放系数。在一个实施方案中，缩放系数至少部分地基于表面的表面类型和由第一光学位置传感器或第二光学位置传感器报告的表面的图像的信噪比中的至少一者。

附图说明

图1示出了根据至少一个实施方案的射频(RF)成像设备的框图。

图2示出了相对于具有被设置在其上的多个位置标记件的表面而定位的RF成像设备。

图3示出了存储用于表示图像的数据和RF成像设备的相关联的位置和取向数据的示例。

图4示出了用于组合表面后方的空间的全景RF图像的方法的流程图。

图5示出了用于基于到达角度来确定RF成像设备的位置的方法的流程图。

图6示出了用于基于到达时间来确定RF成像设备的位置的方法的流程图。

图7示出了相对于具有被设置在其上的参考标记件的表面而定位的RF成像设备。

图8示出了参考标记件的各种非限制性示例。

图9示出了捕获表面后方的空间的RF图像和表面的光学图像两者的RF成像设备。

图10示出了参考图9所述的RF成像设备扫描表面。

图11示出了存储用于表示图像的数据以及相关联的相对位置和位移数据的示例。

图12示出了用于使表示RF图像和光学图像的数据与表示图像相对于表面的位置的位置数据相关联的方法的流程图。

图13示出了用于生成和显示全景RF图像的方法的流程图。

图14示出了根据至少一个实施方案的包括具有视场的RF传感器组件的RF成像设备的实施方案。

图15示出了在图14中所示的RF成像设备的实施方案的后侧。

图16示出了由RF成像设备进行的表面扫描。

图17至图21、图23和图24示出了RF成像设备的各种操作方法。

图22示出了使用投影仪投影到表面上的全景RF图像。

图25示出了形成作为多个图像的加权组合的复合图像的示例。

图26示出了根据一个实施方案的RF成像设备的前透视图和后透视图。

图27示出了根据至少一个实施方案的RF成像设备的显示器。

图28示出了具有作为输出设备的墨水标记器的RF成像设备的透视图。

图29示出了具有作为输出设备的标签制作器的RF成像设备的透视图。

图30示出了用于操纵由RF成像设备显示的3D图像的方法的流程图。

图31示出了用于在RF成像设备的显示器上呈现用户界面的方法的流程图。

图32示出了用于产生用于通过RF成像设备来标记表面的物理输出的方法的流程图。

图33和图34示出了RF成像设备的实施方案的后侧的透视图。

图35A示出了根据一个实施方案的复合图像的示例。

图35B示出了根据一个实施方案的复合图像的另一示例。

图36A示出了根据一个实施方案的复合图像的另一示例。

图36B示出了根据一个实施方案的复合图像的另一示例。

图37示出了根据一个实施方案的RF成像设备。

图38和图39示出了RF成像设备的实施方案的后侧的透视图。

图40示出了根据一个实施方案的复合图像。

图41示出了根据至少一个实施方案的RF成像设备的框图。

图42示出了RF成像设备的实施方案的后侧。

图43示出了根据至少一个实施方案的光学位置传感器的示例。

图44示出当RF成像设备抵靠表面定位时通过第二光学位置传感器制成的RF成像设备的横截面的侧视图。

图45示出了RF成像设备在平面中的移动的表示。

图46示出了如图45所示移动的RF成像设备的所捕获的图像和位置跟踪的示例。

具体实施方式

图1示出了根据至少一个实施方案的射频(RF)成像设备100的框图。如图1中所配置的，RF成像设备100包括处理器102以及可操作地耦接至处理器102的成像传感器104、定位传感器106、位移传感器108、倾斜传感器110、电压或电流传感器111、湿度传感器113、通信接口112、存储器114、输入设备116、输出设备118、和显示器120。该成像传感器104包括RF传感器组件122和光学传感器124。在图1中所示的光学传感器124可包括被配置为在红外波长下捕获图像的红外(IR)传感器126和被配置为在可见光波长下捕获图像的可见光(VL)传感器128。在各种实施方案中，光学传感器124可仅包括IR传感器126或VL传感器128，或者可包括被配置为在电磁谱的其他波长下捕获图像的传感器。

RF成像设备100可用于执行对被设置在表面诸如墙壁后方的空间的成像。在典型情况下，表面是不透明的并且表面后方的空间中的对象受到遮挡。在一些情况下，墙壁的表面后方的空间中的对象可延伸到形成墙壁的建筑材料的内部或嵌入在建筑材料中。通过使用RF谱中的信号，RF成像设备100可在相对于表面的不同位置处捕获空间中的对象的RF图像。除了捕获RF图像外，RF成像设备100还可捕获表面的光学图像，该光学图像可包括IR图像和VL图像。在其他实施方案中，RF成像设备100可访问其他源诸如另一个RF成像设备或者单独的计算机或远程服务器中的数据储存库，以获取表面后方的空间的RF图像，并且单独地或连同表面的光学图像一起显示那些RF图像。

表面诸如墙壁后方的对象可包括例如结构对象诸如立柱和横梁、以及电气布线诸如位于形成墙壁表面的建筑材料内或后方的电线、电缆和固定物。另外，空间可包括用于管道***的对象诸如管道、排水管和阀门、以及温度绝缘体(诸如玻璃棉和聚氨酯泡沫体)。这些对象可由包括塑料(例如，聚氯乙烯(PVC))、木材和金属(例如，铜、铁和铅)的多种材料制成。每种类型的材料可以不同的方式反射所入射的RF波，并且因此可具有唯一的RF签名。可由RF成像设备利用不同材料的唯一的RF签名来区分在表面后方所检测到的对象的材料。

此外，表面后方的不同的对象可具有不同的温度。两个对象之间的温度差可使用IR成像来识别。例如，具有不同温度的热水管和冷水管经由对表面的IR成像而为可识别/可见的。此外，由于立柱具有比周围绝缘体更高的导热性，因此当墙壁围住的结构的外部和内部之间存在温差时，可很容易使用IR成像来识别立柱。

RF传感器组件122包括一个或多个RF传感器(例如，天线)。在RF传感器组件122具有多个RF传感器的情况下，这些传感器可被布置成一维阵列(例如，布置成一行)，在这些传感器之间具有传感器内间距。该布置和传感器内间距可为均匀的。另选地，RF传感器组件122可包括被布置成具有传感器的行和列的平面阵列的多个RF传感器。在一些情况下，RF传感器组件122可包括被布置成三维(3D)阵列的多个RF传感器，该三维阵列的传感器被布置成3D矩阵。值得注意的是，在各种情况下，RF传感器组件122的传感器之间的间距可为不均匀的，并且针对各个传感器对，传感器内间距可不同。

RF传感器组件122感测由被设置在表面后方的对象所反射的RF波并且捕获用于表示RF波的所感测到的反射的反射数据。入射在对象上的RF波可由RF传感器组件122发射，或另选地，另一个RF发射器(图1中未示出)可发射RF波。

RF传感器组件122向处理器102输出反射数据。处理器102利用反射数据来生成表面后方的空间的RF图像。例如，美国专利No.8,494,615、美国专利No.8,077,072、美国授权前公布No.2015/0311591和国际专利申请公布No.WO/2011/068887描述了可用于RF传感器组件122以对墙壁后方的空间中的对象进行穿过墙壁的RF成像的，这些专利的内容据此以引用方式并入本文。所得的RF图像可为三维(3D)图像或二维(2D)图像。

如本文更详细描述的，处理器102可生成复合图像，该复合图像将RF图像与另一个图像诸如光学图像组合。在一些情况下，复合图像将某个位置处的表面后方的空间的RF图像与同一位置处的表面的IR图像和/或同一位置处的表面的可见光图像叠加。例如，可由施工或维修人员使用包括表面的可见光图像的复合图像，以准确地识别后方定位有感兴趣对象诸如PVC管道或电布线的表面上的位置。

当复合图像包括IR图像时，IR图像进一步增强复合图像。例如，虽然热水金属管和冷水金属管可能不能基于用于生成RF图像的所反射的RF波进行区分，但在复合图像的IR分量中可见的两个管道的不同的热签名可有助于区分这两个管道。

除了复合图像之外，处理器102还可通过将RF图像与在相对于表面的其他位置处捕获的其他RF图像进行整理来生成全景RF图像。全景RF图像可提供被设置在表面后方的较大空间或甚至整个空间的扫描视图，这与空间的各个部分的局部RF图像形成对比。

在一些实施方案中，可包括一个或多个RF天线的定位传感器106接收分别由多个位置标记件发射的多个信号(例如，参看图2和图7)。多个位置标记件可为无线发射器并且可分别发射(无源地或有源地)多个信号。多个位置标记件可具有相对于表面的已知位置，或具有通过RF成像设备100与位置标记件的相互作用而变得已知的位置。例如，可将多个位置标记件放置在表面上或结构诸如房间的区域中的其他已知位置处。

在一些实施方案中，多个信号可用于通过如本文所述的三角测量来确定RF成像设备100的位置。其他实施方案可涉及由位置标记件所发射并由定位传感器106所接收的信号的到达时间估计或到达角度估计。三角测量通常使用从中可确定从RF成像设备到位置标记件的角度和距离两者的信息。在其中位置标记件为有源发射器的情况下，可确定设备和位置标记件之间的角度，并且如果位置标记件和RF成像设备100两者以足够的分辨率同步到共同时间，则也可确定设备和位置标记件之间的距离。在位置标记件通过反射由RF成像设备所发射的信号而“发射”信号的情况下，可测量RF成像设备和位置标记件之间的信号渡越时间，并且可使用该信号渡越时间来确定设备和位置标记件之间的距离。

定位传感器106向处理器102输出用于表示多个信号的数据。处理器102继而基于多个信号来确定RF成像设备100的位置。该位置可为绝对位置或相对于参考位置的相对位置。

如果通过对由具有已知位置的位置标记件所发射的信号进行三角测量、到达时间估计或到达角度估计来确定RF成像设备100的位置，则所确定的位置为绝对位置。然而，如果相对于具有未知位置的位置标记件来确定位置，则该位置可被认为是相对位置。该处理器可使RF成像设备100的绝对位置或相对位置与用于生成RF图像或光学图像的所捕获的图像数据相关联，并使得该位置与所捕获的RF图像或光学图像一起被存储在存储器114中。然后可使用所捕获和所存储的RF图像或光学图像和位置数据来产生全景图像或复合图像。

在一些实施方案中，定位传感器106可为具有视场的光学传感器诸如可见光传感器或IR传感器。因此，定位传感器106可捕获定位传感器106的视场的光学图像。光学图像可用于检测存在于光学图像中的光学位置参考标记件的光学签名(例如，唯一的光学签名)。在各种实施方案中，光学图像中的光学签名的存在使得处理器102认为在光学图像被捕获时定位传感器106的位置为参考位置。

如果定位传感器106确定相对位置，则RF成像设备100可包括用于在RF成像设备围绕表面移动时检测RF成像设备100相对于参考位置的位移的位移传感器108。在一些情况下，位移传感器108可为光电传感器或惯性传感器。位移传感器108可感测RF成像设备100相对于位置诸如参考位置的位移。位移传感器108向处理器102输出用于表示位移的数据。

倾斜传感器110(在一些情况下，该倾斜传感器可为陀螺仪或加速度计)检测RF成像设备100的取向并向处理器102输出用于表示所检测到的取向的数据。该取向可为RF成像设备100的轴相对于位于由表面所限定的平面中的轴(例如，垂直轴或水平轴)而形成的角度。该处理器102可使得表示所检测到的取向的数据与所捕获的RF图像或光学图像数据一起存储在存储器中。该处理器102可使用该取向来确在RF图像或光学图像被捕获时，RF成像设备100是否倾斜。如果RF成像设备被确定为在RF图像或光学图像被捕获时与其他RF图像或光学图像被捕获时设备100的取向相比以不同的方式倾斜，则处理器102可对RF图像或光学图像进行调整或重新取向，使得其所得的取向与其他RF图像或光学图像的取向匹配。因此，用于产生全景图像的所有RF图像或光学图像将具有相同的取向。也可执行所捕获的RF图像或光学图像的缩放，以确保用于产生全景图像的所有RF图像或光学图像具有相同的比例。

在一些实施方案中，可通过比较来自设备内的任何成像器的后续图像并使用已知的图像处理技术跟踪后续图像内的对象的位移来确定RF成像设备100的运动。可利用任何类型的图像(IR、VL、RF等)来执行该过程。在一些实施方案中，可通过将上述数据类型中的一个或多个数据类型(即，从定位传感器106、位移传感器108、倾斜传感器110所获取的数据和/或从图像处理导出的数据)组合来确定RF成像设备100的相对运动和/或绝对运动。

电压或电流传感器111可为能够测量运行穿过电线(或其他输电对象)的电流或电线电压(例如，相对于参考电压诸如地面)的任何类型的传感器。电压或电流传感器111可进一步为通常能够通过检测由电线中的电流诱导的电磁场的存在来检测输电线的存在的任何类型的传感器。需注意，在很多情况下，执行电压或电流测量必然导致检测到输电线的存在。被设置在结构(诸如，住宅和办公大楼)中的嵌板后方的大多数对象为电中性的。这可能是由于对象具有相对较高的电阻率并且很大程度上不导电(诸如木框架和塑料管道)。这些对象阻止电流的流动，除非施加了显著高的电压，否则不携带电荷。其他对象为电中性的，因为它们接地。例如，钢梁、金属管道管或供水管为导电的。但是，在建筑结构中，此类对象通常接地。因此，它们为电中性的。

相应地，当电压或电流传感器111测量非标称电压或电流时，测量被记录的事实可被认为是存在输电线的证据。例如，非标称电压可为高于5伏(V)的任何电压。

电压或电流传感器111可为非接触传感器。作为非接触传感器，电压或电流传感器111可位于墙壁的表面附近，并且可测量被设置在墙壁的表面后方的电线的电流或电压。电压或电流传感器111可具有感测场。感测场可为其中可得到电压或电流测量的区域或体积。例如，电压或电流传感器111可测量被设置在由感测场所限定的区域或体积内的电线的电压或电流。如果电线位于感测场的区域或体积外部，则电压或电流传感器111可能不能检测或测量到电线的电压或电流。

如本文所述的，电压或电流传感器111可操作地耦接至处理器102。电压或电流传感器111输出用于指示感测场中的输电线的存在的数据。在一些实施方案中，指示输电线的存在的数据可为包括电线的电流和电压测量的数据。处理器102接收用于指示输电线的存在的数据，并且处理器102基于该数据和电压或电流传感器111(作为RF成像设备100的一部分)的所确定的位置来确定输电线的存在和位置。处理器102生成其中标记输电线的复合图像。复合图像可为基于RF图像的。例如，处理器102可调整RF图像，以显示RF图像中的某个位置处的输电线的存在的指示，该位置对应于电压或电流传感器111的感测场中的输电线的检测位置。复合图像还可包括由电压或电流传感器111得到的电压或电流测量。

尽管本文描述了电压或电流传感器111，但另选地可使用测量电线的电特性的其他类型的传感器。例如，RF成像设备100另选地可包括电流频率传感器，该电流频率传感器测量运行穿过输电线的交流电的频率。电流频率传感器输出用于表示运行穿过输电线的交流电的频率的数据。处理器102接收用于表示交流电的频率的数据并且处理器102基于该数据和电流频率传感器(作为RF成像设备100的一部分)的所确定的位置来确定输电线的存在和位置。处理器102基于RF图像来生成用于标记输电线的位置的复合图像。另选地或除此之外，复合图像可显示输电线的所测量的频率。

湿度传感器113可为能够测量对象或体积的湿度水平的任何类型的传感器并且输出用于表示所测量的湿度水平的数据。在一些实施方案中，湿度传感器113可为接触传感器。例如，湿度传感器113可包括可彼此分开一定距离的两个探针。这两个探针可操作为与墙壁的表面形成接触。另外，湿度传感器113可为电阻湿度传感器，该电阻湿度传感器基于两个探针之间的电阻来进行湿度测量。主体诸如墙壁嵌板或干砌墙的电阻与主体的湿度水平成反比。水为导电的。随着墙壁中的湿度或水量增加，可流过墙壁的电流量也增大。当电阻湿度传感器的两个探针与表面接触时，向这两个探针施加电压。可测量在探针之间流动的电流的量。可基于所测量的电流量来获取墙壁(或更精确地，墙壁的位于两个探针之间的区域)的湿度水平。湿度传感器113还可为非接触湿度传感器诸如电容传感器。在墙壁和对象诸如墙壁后方的携带冷水的管道之间存在温差时，发生冷凝，这可能会导致在墙壁的某一区域中存在湿度。所检测到的湿度水平可指示对象或归因于对象，诸如被定位在墙壁的表面后方的冷水管。

湿度传感器113向处理器102输出用于表示湿度水平的数据。处理器102接收用于表示湿度水平的数据，并且处理器102基于该数据和湿度传感器(作为RF成像设备100的一部分)的所确定的位置来确定位于墙壁后方的较冷对象诸如冷水管的存在和位置。如本文所述，处理器102还从RF传感器组件122接收用于表示来自墙壁后方的空间中的一个或多个对象的RF波的反射的反射数据。处理器102基于表示RF波的反射的数据来确定墙壁后方的空间中的一个或多个对象的RF图像。处理器102基于RF图像来生成复合图像，该复合图像包括图像中的用于指示较冷温度对象的存在和位置的一个或多个标记。在复合图像中还可显示湿度水平的指示。生成复合图像可包括调整RF图像，使得在RF图像上显示湿度水平。例如，湿度水平的指示可叠加在RF图像上。然后，处理器输出复合图像以供存储(例如，被存储在存储器上)或显示(例如，经由投影设备的投影进行显示或直接显示在任何类型的显示器上)。

处理器102可生成包括多个传感器数据的复合图像。复合图像可为对以下各项的描绘：如通过RF成像所检测到的墙壁后方的对象；以及如通过湿度传感器和/或电压或电流传感器所检测的墙壁后方的对象。复合图像还可包括对以下各项的指示：墙壁的湿度水平；以及墙壁后方的输电线的电压电平、电流电平、或其他电特性。

通信接口112(其可为任何类型的通信端口或收发器)在RF成像设备100和另一设备之间传送数据。通信接口112可用于向另一设备发送数据诸如RF图像、光学图像、全影图像或复合图像，该另一设备可为显示设备诸如投影仪、计算机、平板计算机、服务器、智能电话等。通信接口112还可用于接收数据诸如固件更新和图像数据并向处理器102提供此类数据。

通信接口112可为有线接口或无线接口并且可根据任何有线或无线通信协议进行通信。例如，通信接口112可为通用串行总线(USB)端口或以太网端口。另外，通信接口112可为能够通过蜂窝无线网络进行通信的蜂窝通信端口。通信接口112也可根据任何电气和电子工程师协会(IEEE)802通信协议或较低功率的蓝牙或ZigBee协议等进行通信。

除了别的之外，存储器114可为任何类型的非暂态计算机可读介质诸如静态或动态随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)或者存储介质诸如盘驱动器或闪存存储器。存储器114可存储可执行指令，该可执行指令当由处理器102执行时使得处理器102执行本文所述的技术和动作。

此外，存储器114可存储用于表示RF图像或光学图像的数据以及相关联的数据。如本文所述的相关联的数据可包括例如在RF图像或光学图像被捕获时RF成像设备100(或其成像传感器104)的位置。另选地或除此之外，相关联的数据可包括RF成像设备100或其成像传感器104的取向或位移。存储器114还可存储复合图像、全景RF图像、全景IR图像、和/或全景光学图像。

输入设备116接收用于指定命令的用户输入并向处理器102输出用于表示该命令的数据。除了别的之外，输入设备116可为例如操纵杆、按钮、键盘、或滚轮。在一些实施方案中，输入设备116可用于操纵对在显示器120上所显示的图像(诸如RF图像)的显示。例如，输入设备116可包括多个操纵杆，由此使用第一操纵杆来指定平移越过图像的平移命令并且使用第二操纵杆来指定旋转图像的旋转命令。此外，输入设备116可包括用于放大或缩小图像的按钮。

输出设备118(其在一些实施方案中可为墨水标记器或标签标记器)从处理器102接收数据，该数据指示在表面后方的空间中检测到的对象，这可包括指示制造对象的一种材料，并且产生可被放置在表面上的物理输出。例如，物理输出可为指定所检测到的材料的类型的标签。标签可在检测到对象的位置处可移除地附接到表面。又如，物理输出可为经颜色编码的墨水标记，所述墨水标记指示所检测到的对象的材料的类型(例如，使用分配到这种材料的特定色彩)。可将经颜色编码的墨水标记放置在检测到对象的位置处的表面上。在其中没有确定或无法确定对象的材料的类型的情况下，输出设备118仍可产生物理输出，该物理输出可被放置在检测点处的表面上，以指示所检测到的对象的位置。在一些实施方案中，输出设备118可自动地产生并放置物理输出，而无需用户交互或指导。

显示器120从处理器102接收用于表示图像(诸如RF图像、光学图像、全景图像和复合图像)的数据并显示图像。此外，显示器120可接收用于表示用户界面的数据并显示用户界面。用户界面可为如本文所述的图形用户界面。

需注意，RF成像设备100的不同实施方案可能不包括图1所示的全部特征和设备。在一些实施方案中，RF成像设备100可包括比图1所示更多的特征和设备。另外，RF成像设备100可具有不同形式的内部和外部构造。RF成像设备100可具有不同形式的壳体等。

图2示出了相对于具有被设置在其上的多个位置标记件130表面而定位的RF成像设备100。为了进行说明，图2还示出了全景RF图像的一部分或全部，该全景RF图像描绘了在表面后方的空间中已检测到的对象，包括多个立柱、管道、电接头和电线。RF成像设备100可与表面接触(例如，抵靠表面)或远离表面定位。尽管图2中的多个位置标记件130(本文中简称为位置标记件130)示为被设置在表面上，但多个位置标记件130可不必位于一个平面上并且可被放置在3D空间中的任何地方。

位置标记件130可为有源RF发射器或无源RF发射器。有源RF发射器的示例包括有源地发射RF信号的电池驱动的传输天线。另一方面，无源发射器可为可具有也可以不具有电池或其他独立电源的射频识别(RFID)标签。可响应于接收到激活信号而诱导无源发射器传输RF信号。

无源RF发射器的其他示例包括反射传入RF信号的一种或多种材料。此类无源RF发射器或反射器可能不以传统意义生成或传输RF信号，相反通过反射而使传入RF信号变成传出RF信号，该传出RF信号看起来从反射器的位置发出或“发射”。反射器可由具有已知的RF反射特性的材料构成，并且此类材料可被布置成预先确定的图案，以便使得当所反射的信号由RF成像设备100接收并处理时，所反射的RF信号具有用于识别反射器的一个或多个特定可检测特性。

多个位置标记件130位于通常相对于表面所限定的对于RF成像设备100或与位置标记件130相互作用的其他设备来说是已知的或变得已知的地方或位置处。在一些情况下，可将位置标记件130随机定位，并且然后通过RF成像设备100或其他设备与位置标记件130的相互作用或通过针对RF成像设备100或其他设备的指示位置标记件130的位置的用户输入来确定位置标记件130的位置。如先前所述，多个位置标记件130发射相应多个信号。在各种实施方案中，由RF成像设备100的定位传感器106接收多个信号。定位传感器106向处理器102输出用于表示多个信号的数据。处理器102基于到达角度(AOA)(也笨哦称为到达方向(DOA))、到达时间(TOA)或其他位置确定或三角测量技术相对于多个位置标记件130的已知位置来确定定位传感器106的位置(扩展开来讲，RF成像设备100及其传感器的位置)。

根据到达方向定位，定位传感器106可包括在它们之间具有已知的传感器内间距的多个传感器(或天线)。多个传感器中的每个传感器接收由相应位置标记件130所发射的信号。可使用定位传感器106的不同传感器接收到信号之间的时间差来确定信号到达定位传感器106的角度(或到达角度)。到达角度为位置标记件130相对于定位传感器106的方向。对于多个信号中的其余信号来说，重复到达角度确定。因此，确定分别与多个位置标记件130对应的多个到达角度。对到达角度进行三角测量，以识别RF成像设备100的空间中的位置。尽管在图2中示出了三个位置标记件，但应当认识到，可使用更多的位置标记件来增大位置确定的精确度。此外，在一些实施方案中，可使用两个位置标记件来确定RF成像设备100在二维(2D)平面而不是3D空间中的位置。例如，可将位置标记件放置在2D平面的区域中(例如，放置在该区域的两个拐角的每个拐角中)并且可使用来自位置标记件的信号的到达角度来识别RF成像设备100在所限定的区域中的位置。由于附加约束诸如相对于位置标记件具有已知尺寸和位置的区域，可使用单个位置标记件(例如，被放置在该区域的拐角中)来确定RF成像设备的位置。在一些实施方案中，由定位传感器106从位置标记件130所接收的RF信号的所感测到的强度可被用作定位传感器106和一个或多个位置标记件130之间的距离的指示。

根据到达时间定位技术，多个位置标记件130可同时发射相应多个信号。因为多个信号以相同的速度(光速)穿过空间，因此定位传感器106处的信号的到达时间为定位传感器106和发射信号的相应位置标记件130之间的距离的函数(并与其成比例)。可由处理器102来确定相应多个位置标记件130的到达时间并进行三角测量，以确定RF成像设备100相对于多个位置标记件130的位置。在位置标记件130相对于表面的位置已知的情况下，确定RF成像设备100相对于多个位置标记件130的位置还能够确定RF成像设备100相对于表面的位置。

图3示出了存储用于表示RF成像设备100的图像的数据和相关联的位置和取向数据的示例。由处理器102来提供用于表示图像的数据和RF成像设备100的相关联的位置和取向数据并将这些数据存储在存储器114中。在该示例中，表示图像的数据包括表示RF图像202的数据和表示光学图像204的数据。表示光学图像204的数据可包括表示IR图像206的数据和/或表示VL图像208的数据。

相关联的数据包括表示RF图像或光学图像被捕获时RF成像设备100的位置210的数据，以及表示RF图像或光学图像被捕获时RF成像设备100的取向212的数据。RF图像可为相关联的位置处的位于表面后方的空间的3D或2D图像。光学图像可为也在相关联位置处所捕获的表面的光学图像。可同时或在不同的时间捕获RF图像和光学图像。可基于分别由多个位置标记件130所发射的多个信号的三角测量来确定用于表示RF成像设备100的位置210的数据。

在图3中所示的坐标系至少适用于单墙壁环境。考虑到多个墙壁，可例如通过为图像(RF图像、IR图像和VL图像)提供三维坐标(x,y,z)并将附加数据包含在内以针对每个墙壁指示面向墙壁的方向(例如，0度至360度，这通过相对于地球的磁北极的罗盘方向来检测)来扩展根据图3所生成和存储的数据。图3中的数据也可(或另选地)被扩展为包括出于识别和参考目的而被分配到每个墙壁的预先确定的数字。

RF图像202的三维数据集可被扩展为包括指示墙壁表面后方的深度的坐标数据，该数据指定由RF信号所检测到的表面后方的对象的边缘或其他方面。例如，在图3中所示的RF图像(x,y,z)坐标可被扩展为(x,y,z1,z2)，其中z1表示从墙壁的表面到RF图像数据集中的最近RF数据的深度，并且z2表示到RF图像数据集中最远的RF数据的深度。在其中RF数据的二维平面被捕获的情况下，z1等于z2。

如图3所示，可认为第一RF图像或光学图像被捕获时RF成像设备100在3D空间中的位置为原点。可在后续的RF图像或光学图像被捕获时，相对于所认为的原点来确定RF成像设备100的位置并进行存储。然而，在其他实施方案中，可认为任何其他RF图像被捕获时RF成像设备100的位置为原点，并且在包含第一RF图像的其他RF图像被捕获时，可相对于所认为的原点来确定RF成像设备100的位置并进行存储。

可在整理多个RF图像或光学图像时使用表示位置210的数据来产生全景RF图像或全景光学图像。例如，为了产生全景RF图像，考虑到相邻图像之间的任何重叠，可在RF图像被分别捕获时在每种情况下根据RF成像设备100的位置来整理多个RF图像(或“拼接在一起”)。表示位置210的数据在稍后从存储器检索先前所捕获的RF图像或光学图像数据以在RF成像设备的当前位置再现RF图像或光学图像时也是有用的，该RF成像设备用于显示先前所捕获的RF图像和光学图像。

在RF图像被捕获时RF成像设备100相对于垂直轴(例如，y轴)的取向也可用于产生全景RF图像。应当认识到，使用RF成像设备100来在多个相应位置捕获多个RF图像的人可能不能确保RF成像设备100在多个位置处具有相同的取向(例如，垂直取向)。由于每个图像的取向的变化，一些所捕获到的RF图像可能会倾斜(例如，相对于垂直轴的左侧或右侧倾斜任何度数)。在该示例中，为了抵消倾斜度，由处理器使用用于表示取向212的数据来将所捕获的RF图像重新取向到期望取向(例如，垂直取向)。在将RF图像重新取向之后，将RF图像与具有相同取向的其他RF图像一起整理，以产生全景RF图像。

虽然图3示出了其中根据单轴来确定RF成像设备的倾斜度或取向的实施方案，但应当理解，RF成像设备100可具有在多于一个轴上检测RF成像设备的取向的多轴倾斜传感器，并且如图3所示的与图像数据相关联地存储的倾斜度数据可指示在多于一个轴上所测量的倾斜度参数。考虑到多个轴上的倾斜度差，在将图像数据整理成全景图像之前将图像重新取向可包括调整每个图像中的图像数据。

图4示出了用于组合表面后方的空间的全景RF图像的方法400的流程图。在方法400中，在402处，RF成像设备的RF传感器组件诸如参考图1所述的RF传感器组件122或单独的RF发射器朝向表面发射RF波。在发射了RF波之后，在404处，RF传感器组件感测来自被设置在表面后方的一个或多个对象的RF波的一个或多个反射。如本文所述，RF传感器组件向处理器诸如参考图1所述的处理器102输出用于表示RF波的反射的数据。处理器102基于RF波的反射来确定表面后方的空间的RF图像。

在408处，定位传感器诸如参考图1所述的定位传感器106接收由相应多个位置标记件所发射的多个信号。定位传感器向处理器输出用于表示多个信号的数据。在410处，处理器基于多个信号来确定RF成像设备的位置。在412处，处理器还基于由倾斜传感器得到的测量来确定RF成像设备围绕由表面所限定的平面上的轴的取向。

在414处，处理器将RF图像、位置和取向数据存储在存储器诸如参考图1所述的存储器114中。在416处，处理器确定是否在相对于表面的另一位置处执行RF成像。如果作出肯定的确定，则方法返回到框402，在框402处，在表面上在另一位置处发射另一RF波。方法继续进行到框414，在框414处，将在另一位置处获取的RF图像连同RF成像设备的另一位置和取向一起存储。这重复进行直到在框416处作出否定的确定。

如果作出否定的确定，则在框418处，处理器通过在其相应的位置处整理RF图像来组合表面后方的空间的全景RF图像。全景RF图像的组合为可选的。在必要时，处理器调整一个或多个RF图像中的数据，使得RF图像具有匹配取向。

图5示出了用于基于从有源或无源位置标记件发出的RF信号的到达角度来确定RF成像设备的位置的方法500的流程图。在方法500的一个示例中，在框502处，包括多个天线的定位传感器(诸如参考图1所述的定位传感器106)接收分别由多个位置标记件所发射的多个RF信号。RF信号中的每个RF信号携带信息或以其他方式被配置为识别从中发射RF信号的相应位置标记件。定位传感器向处理器输出用于表示多个RF信号的数据。在框504处，处理器确定多个RF信号中的每个RF信号入射在定位传感器的多个天线上的角度。

在框506处，处理器确定RF成像设备相对于多个位置标记件的位置。如本文所述，多个位置标记件可具有已知位置。另外，在该实施方案中，通过对多个RF信号分别入射在定位传感器的多个天线上的所确定的多个角度进行三角测量来执行对RF成像设备相对于多个位置标记件的位置的确定。在框508处，处理器存储位置以及由RF成像设备在该位置处所捕获的RF图像。如本文所述，由处理器基于表示由表面后方的对象所反射的RF波的数据来确定RF图像。

图6示出了用于基于到达时间来确定RF成像设备的位置的方法600的流程图。在方法600中，在框602处，定位传感器(诸如参考图1所述的定位传感器106)接收由多个位置标记件分别发射的多个RF信号(有源的、无源的或反射的)。RF信号中的每个RF信号携带信息或以其他方式被配置为识别从中发射RF信号的相应位置标记件。在该实施方案中，定位传感器可仅包括一个天线，这与要求定位传感器包括两个或更多个传感器的基于到达角度的位置确定形成对比。定位传感器向处理器诸如参考图1所述的处理器102输出用于表示多个RF信号的数据。

在框604处，处理器针对多个RF信号中的每个RF信号来确定在定位传感器处的到达时间。多个位置标记件可被配置为同时发射多个信号。如果定位传感器与多个位置标记件等距，则多个信号将同时到达该定位传感器。如果定位传感器和位置标记件中的每个位置标记件之间的距离不同，则多个信号将在不同的时间到达定位传感器。

在框606处，处理器基于每个到达时间来确定RF成像设备和相应位置标记件之间的距离。由于多个位置标记件具有已知位置，因此在框608处，处理器基于RF成像设备和多个位置标记件之间的距离来确定RF成像设备的位置。RF成像设备的所确定的位置为绝对位置。在框610处，该处理器存储位置和由RF成像设备在该位置处所捕获的相关联的RF图像。

在一个实施方案中，仅可使用一个位置标记件，而不是多个位置标记件。一个位置标记件可具有已知位置。当使用一个位置标记件时，定位传感器106可包括传感器的2D或3D阵列。传感器的2D或3D阵列可用于确定阵列和位置标记件之间的范围(即，距离)，以及由位置标记件所发射的信号入射在阵列上的角度。可基于该范围和角度来确定定位传感器106，并且因此确定RF成像设备的绝对位置。

图7示出了相对于具有被设置在其上的参考标记件132的表面而定位的RF成像设备100。图7还示出了RF成像设备能够进行成像的表面的一部分后方的空间的样例剖面图。参考标记件132可以可移除地附连到表面。除了别的之外，参考标记件132可包括例如用于将参考标记件132可移除地附连到表面的磁体、粘合剂或拇指插片。

在一些实施方案中，参考标记件132可具有提供参考标记件132的光学签名的已知形状、色彩、图案、反射、材料组成、或它们的任何组合。可使用在视觉图像中所检测到的光学签名来唯一地识别参考标记件132。参考标记件132的光学签名使参考标记件132区别于某个环境中的其他对象。

在一些实施方案中，参考标记件132可为在表面上利用墨笔、铅笔、或标记笔诸如毡尖笔或粘附于表面的标签制成的标记件。该标记可为特定形状或符号并且可具有特定色彩或色彩的组合，该特定色彩或色彩的组合另选地提供参考标记件132的光学签名并且可用于使参考标记件132区别于某个环境中的其他对象。

RF成像设备100的定位传感器106可为光学传感器。光学传感器可为例如可见光传感器、IR传感器、或紫外(UV)传感器。在这些实施方案中，定位传感器106捕获表面的光学图像并向处理器102输出用于表示光学图像的数据。处理器102评估光学图像并确定参考标记件132的光学签名是否存在于光学图像中。例如，参考标记件132可为圆柱体，该圆柱体的弯曲表面具有可通过已知图像处理技术检测的在红色和蓝色之间交替的纵向条纹。又如，如果定位传感器106包括IR传感器，则可由处理器102使用由参考标记件132输出的对特定热签名或其他IR的检测来确定光学图像中的标记132的存在。

在操作中，RF成像设备100位于相对于表面的第一位置处。RF成像设备100的RF传感器组件122在第一位置处感测来自被设置在表面后方的对象的RF波的一个或多个反射。如本文先前所述的，对RF波的反射进行处理，以在第一位置处获取表面后方的空间(包括被设置在该空间中的对象)的第一RF图像。连同感测RF波的反射，RF成像设备的定位传感器106捕获包括参考标记件132的表面的一部分的光学图像。定位传感器106向处理器102示出用于表示光学图像的数据。

处理器102知道参考标记件132的光学签名，由此例如可将光学签名的属性或特征存储在存储器114中。处理器102从存储器114接收光学签名的特征并评估光学图像，以确定光学签名是否存在于光学图像中。如果在光学图像中发现光学签名，则在这种情况下，处理器102可认为第一位置为参考位置。参考位置可为原点并且如本文所述被用作其他位置的基线或参考点。处理器102随后可将与表示参考位置的数据相关联的表示第一RF图像的数据存储在存储器114中。

在一些实施方案中，另选地(或除此之外)，参考标记件132中的一个或多个参考标记件可被配置为与先前参考图2所述的“反射器”位置标记件130类似地反射RF信号。此类参考标记件132可具有已知的形状、图案、材料组成等、或它们的任何组合，这影响了标记件对RF信号的反射并提供具有可检测RF签名的向外反射的RF信号，该可检测RF签名优选唯一地识别相应参考标记件132。例如，参考标记件132可由具有已知RF反射特性的材料构成。在一些情况下，此类材料可被布置成预先确定的图案(例如，交替的木材和金属)，以便使得当由RF成像设备100接收并处理由参考标记件132所反射的RF信号时，所反射的RF信号具有识别相应参考标记件132的特定可检测特性。参考标记件132的RF签名使参考标记件132区别于位于墙壁表面上方或附近的其他对象或参考标记件132。

回到图7，在第一位置处获取RF图像和光学图像之后，可将RF成像设备100移动到相对于表面的第二位置。在第二位置处，RF传感器组件122在第二位置处感测来自被设置在表面后方的对象的另一个RF波的一个或多个反射。其他RF波用于在第二位置处获取表面后方的空间(包括空间中的对象)的第二RF图像。在至少一个实施方案中，RF成像设备100基于表示RF成像设备100与第一位置的位移的数据来将第二位置确定为相对位置。

如本文所述，RF成像设备100包括位移传感器108，该位移传感器可为光电传感器、惯性传感器、或能够检测RF成像设备100相对于表面的相对位置位移的其他传感器。位移传感器108检测RF成像设备100相对于表面的位移并向处理器102输出用于表示该位移的数据。该位移可为相对于由表面所限定的平面的移动。在至少一个示例中，该位移具有距离量值和单位(例如，3英寸)和方向(例如，上/下和左/右，或相对于平面内的限定轴的角度测量)。另外，又如，该位移可为3D空间中的位移，其中3D空间的附加轴为远离或朝向表面的位移的距离。

当位移传感器108为光电传感器时，可将其引向或指向表面，使得其可基于表面的特征的所检测到的移动来检测RF成像设备100的位移，诸如RF成像设备100下方的表面上的轮廓、纹理或图案。然而，如果位移传感器108我i惯性传感器，则可基于RF成像设备的所检测到的加速和减速来感测RF成像设备100的位移。例如，位移传感器108可包括由驻留在真空中的质量弹簧***组成的一个或多个惯性加速度计。在加速度计上施加加速力导致弹簧***中的质量发生位移，并且所检测到的加速度和减速度使得位移传感器108能够确定RF成像设备100从一个位置到另一个位置的移动方向和移动距离。

在这种情况下，处理器102基于RF成像设备100与参考位置的所感测到的位移来将第二位置确定为相对位置。处理器102存储与表示所确定的第二位置的位置数据相关联的表示第二RF图像的数据。通过存储与其中捕获了RF图像的相应多个相对位置相关联的多个RF图像(或表示RF图像的数据)，处理器102可产生表面后方的空间的全景RF图像。在这种情况下，全景RF图像包括参考位置。

图8示出了参考标记件的各种非限制性示例。在图8中示出三个参考标记件132a至132c。第一参考标记件132a为可移除地附连到表面的圆柱形磁体。第一参考标记件132a的圆柱形状以及其弯曲表面和其平坦表面两者的色彩图案被用作有区别地识别第一参考标记件132a的光学签名。第二参考标记件132b为被设置在图钉的顶部的球体。图钉用于将第二参考标记件132b可移除地附连到表面。第二参考标记件132b的球体的形状和/或色彩被用作有区别地识别第二参考标记件132b的光学签名。第三参考标记件132c为粘附在第一侧上而在第二侧上具有不同图案的贴片或标签。第三参考标记件132c可通过粘合剂而可移除地附连到表面。第三参考标记件132c的第二暴露侧提供其光学签名并且有区别地识别第三参考标记件132c。在其他实施方案中，由参考标记件132a至132c示出的图案可表示不同的物理材料，该不同的物理材料反射传入RF信号，该传入RF信号具有可用于基于所反射的RF信号来识别相应参考标记件132的可检测特性。

在至少一个实施方案中，定位传感器106可使用RF感测设备100的可见光传感器128来捕获用于感测RF成像设备的表面的光学图像。然后使用光学图像来识别参考标记件132的光学签名的存在。根据该实施方案，定位传感器106可能不一定包括其自身的光学传感器。相反，可见光传感器128可用于以下双重目的：捕获表面的光学图像(例如，用于生成表面的全景光学图像或复合图像)；以及用于基于参考标记件132来进行定位感测。如先前所提及的，参考标记件132甚至可能为例如表面上的标记。在其他实施方案中，定位传感器106可另选地(或除此之外)使用RF成像设备100的RF发射器来传输RF信号。由具有唯一RF特性的参考标记件132中的一个或多个参考标记件来反射所传输的RF信号，这些唯一RF特性可用于识别一个或多个相应参考标记件132的存在和位置。

图9示出了捕获表面106后方的空间的RF图像232和表面的光学图像234两者的RF成像设备100。表面106具有被设置在其上的参考标记件132。RF成像设备100包括RF传感器组件122和包括可见光传感器128的光学传感器124。

在操作中，RF成像设备100相对于表面106定位，以考虑RF传感器组件122的增益的方向性。可认识到，RF传感器组件122的增益可为各向同性的，或者也可不是各向同性的。如果RF传感器组件122的增益不是各向同性的，则RF成像设备100可相对于表面进行定位，使得RF传感器组件122的增益在相对于表面的方向上最大化。因此，RF传感器组件122感测从被设置在表面之后的对象反射的RF波，此时的RF波的损失最小。这使得对表面后方的空间的RF成像得到改善。图9示出了远离表面定位的RF成像设备100的实施方案，而图7则示出了直接位于表面上或表面附近的RF成像设备100的实施方案。

如图9所示，RF成像设备100被定位在第一位置，使得RF传感器组件122或其传感器的宽边与该表面的第一部分(被记为第一部分230)基本平行。在朝向表面106发射RF波之后，RF传感器组件122感测当从被设置在该表面第一部分230后方的对象反射时的RF波的反射波。由于光学传感器124的视场包含该表面的第一部分230的至少一部分，因此光学传感器124的视场的主轴可垂直于由该表面所限定的平面。

该表面的第一部分230具有被设置在其上的参考标记件132。光学传感器124捕获包括参考标记件的表面的光学图像234，由此参考标记件132具有已知的光学签名。RF成像设备100识别到参考标记件132的光学签名存在于光学图像234中。基于识别到该光学签名，第一位置被视为参考位置。此外，表面后方的空间的RF图像和表面的光学图像两者与参考位置相关联。

在捕获到RF图像232和光学图像234之后，两个图像可被组合以产生如图9所示的复合图像236。在一些实施方案中，复合图像为光学图像上的RF图像的叠加，或者反之亦然。作为在光学图像234中捕获的特征，参考标记件132将出现在复合图像236中。参考标记件132的存在用于识别表面后方的各种对象(如在RF图像232中所捕获的)相对于表面106的外部上的参考标记件132的位置的位置。

图10示出了参照图9描述的用于扫描表面的RF成像设备100。如参考图9所述，RF成像设备100包括RF传感器组件122和作为可见光传感器的光学传感器128。此外，该表面包括参考标记件132。RF成像设备100使用RF传感器组件122来捕获被设置在表面后方的空间的多个RF图像。如图10所示，在相对表面的相应多个位置从例如沿扫描图案或轨迹238捕获该多个RF图像。RF成像设备100还在相应多个位置处捕获该表面的多个光学图像。图10中示出了由RF成像设备100在第一位置230捕获的第一RF图像和第一光学图像，由此第一光学图像包括具有已知光学签名的参考标记件132。

在所示的实施方案中，RF成像设备100检测到第一光学图像中的光学签名的存在，并且将第一位置230视为参考位置。当RF成像设备100被用于扫描表面(例如，如图所示的之字形方式)时，针对RF成像设备100捕获RF图像和光学图像的每个位置来确定RF成像设备100的位移。基于从位置到位置的所感测到的位移，初始参考位置之后的其余多个位置相对于参考位置而确定。

RF成像设备100然后基于多个RF图像和多个光学图像来生成全景复合图像239。为了生成全景复合图像239，生成全景RF图像和全景光学图像。全景RF图像为通过将多个RF图像在捕获它们的相应多个位置处进行整理来生成的。类似地，通过将相应多个位置处的多个光学图像进行整理来生成全景光学图像。全景RF图像和全景光学图像被组合(例如，混合或叠加)，以产生全景复合图像239。作为另外一种选择，可针对每个位置通过从每个位置的相应RF图像和光学图像产生复合图像来生成全景复合图像239。然后对该多个复合图像进行整理，以生成全景复合图像239。

图11示出了存储用于表示图像的数据以及相关联的相对位置和位移数据的示例。表示图像的数据和相关联的相对位置和位移数据可被存储在存储器114中。表示图像的数据包括表示RF图像202的数据和表示光学图像204的数据，例如前面参考图3所讨论的。表示光学图像204的数据可包括表示IR图像206的数据和/或表示可见光图像208的数据。

相关联的数据包括表示RF图像或光学图像被捕获时的RF成像设备100的相对位置214的数据，以及表示RF图像或光学图像被捕获时的RF成像设备100的位移216的数据。

如图11所示，当检测到参考标记件132的签名时，RF成像设备100的位置被认为是参考位置。参考标记件132可由定位传感器106使用其自身的光学传感器或使用RF成像设备100的另一光学成像传感器(诸如光学传感器124)来检测。RF成像设备100使表示在参考位置处捕获的RF图像202的数据与参考位置相关联。类似地，RF成像设备100使表示在参考位置处捕获的光学图像204的数据与参考位置相关联。

当RF成像设备100移动到其他位置以捕获其他RF和光学图像时，RF成像设备100获取用于表示RF成像设备100的位移216的数据。该位移被用于确定RF成像设备100相对于参考位置的位置。表示位置214的数据与表示在其他位置处捕获的RF图像202的数据和表示在其他位置处捕获的光学图像204的数据一起被存储。如本文所述，表示图像202,204的存储数据连同表示RF成像设备100的位置214的数据被用于产生全景图像和/或复合图像。

类似于图3中存储的数据，通过针对图像(RF图像、IR图像、和VL图像)提供三维坐标(x,y,z)和/或通过包括附加数据来指示每个墙壁的面向墙的方向(例如，0度到360度，通过相对于地球磁北极的罗盘方向测得)，可扩展图11中存储的数据以考虑多个墙壁的情况。图11中的数据还可(或另选地)被扩展为包括被分配给每个墙壁的预先确定的数字，以用于识别和参考目的。此外，RF图像202的三维数据集可被扩展为包括指示墙壁表面后方的深度的坐标数据，该坐标数据用于指定由RF信号检测到的表面后方的对象的边缘或其他特征部的位置。例如，图11中所示的坐标(x,y,z)可被扩展为(x,y,z1,z2)，其中z1的值表示到RF图像数据集中的最近RF数据的墙壁的表面后方的深度，并且z2的值表示到RF图像数据集中的最远RF数据的深度。当捕获RF数据的二维平面时，z1和z2相等。

图12示出了一种用于使表示RF图像和光学图像的数据与表示图像相对于表面的位置的位置数据相关联的方法的流程图。在该方法中，在框1202处，RF成像设备诸如RF成像设备100捕获光学传感器的视场的光学图像。在框1204处，RF成像设备100确定至少一个参考标记件的光学签名存在于光学图像中。

在框1206处，RF成像设备100在第一位置处接收第一RF信号(即朝向表面发射的第一RF波的反射)，以捕获该表面后方的空间的一部分的第一RF图像。响应于确定光学签名存在于在框1202处捕获的光学图像中，在框1208处，RF成像设备100将RF成像设备的第一位置定义为参考位置。在框1210处，RF成像设备100使表示第一RF图像和第一光学图像的数据与参考位置相关联。表示与参考位置相关联的第一RF图像和光学图像的数据可被存储在存储器诸如存储器114中。

在框1212处，RF成像设备100检测RF成像设备从参考位置的位移。在框1214处，RF成像设备100接收第二RF信号(即朝向表面发射的第二RF波的反射)，以捕获表面后方的空间的一部分的第二RF图像。在框1216处，RF成像设备100确定第二RF信号被捕获的第二位置。第二位置基于参考位置和位移来确定。RF成像设备也可捕获表面的光学图像。在框1218处，RF成像设备100然后使表示第二RF图像的数据和表示第二光学图像的数据与第二位置相关联。表示第二RF图像和光学图像的数据可与表示第二位置的位置数据相关联地被存储在存储器中。

图13示出了一种用于生成和显示全景RF图像的方法的流程图。在所示的方法中，在框1302处，RF成像设备诸如RF成像设备100存储用于表示由RF成像设备所捕获的多个RF图像的数据。在框1304处，RF成像设备存储相关联的数据，该相关联的数据包括表示分别与多个RF图像相对应的多个位置的位置数据。该多个位置包括参考位置和相对该参考位置限定的附加位置。基于检测被设置在表面上的位置标记件的光学签名来识别该实施方案中的参考位置。

在框1306处，RF成像设备通过在其相应多个位置处整理该多个RF图像来生成全景RF图像。与部分空间的局部RF图像相比，在捕获多个RF图像的相应多个位置处对其进行整理可提供被设置在表面后方的更大空间或甚至整个空间的大范围视图。例如，整理多个图像可包括根据相应多个图像捕获位置来将图像“拼接在一起”。全景RF图像和全景光学图像被组合(例如，混合或叠加)，以产生全景复合图像。

在框1308处，RF成像设备显示全景RF图像，包括对位置标记件的指示。需注意，在各种实施方案中，RF成像设备可将全景RF图像发送到显示设备诸如投影仪或显示屏，并且该显示设备可显示全景RF图像。另选地或除此之外，RF成像设备可例如通过有线或无线传输来将全景RF图像发送到另一设备，以用于显示该全景RF图像。

在各种实施方案中，参考标记件132可具有在可见光范围、IR范围、UV范围或RF范围中可检测到的签名。此外，定位传感器106可为感测参考标记件132的签名的可见光、IR、UV、或RF传感器。

在各种实施方案中，定位传感器106可为RF传感器。参考标记件132可包括在RF范围中的反射信号中产生可识别签名的材料。参考标记件132可包括主动发射具有RF范围中的签名的RF信标的无线发射器。在其他实施方案中，参考标记件132可为响应于接收到发射诱导激活信号而被动地传输具有RF范围中的签名的RF信标的标签诸如RFID标签。

定位传感器106将表示一个或多个所捕获的RF信号的数据输出到处理器102。处理器102评估数据，以确定RF信标的签名是否存在于表示一个或多个捕获的RF信号的数据中。如果确定RF信标存在于数据中，则可将RF成像设备100的位置视为参考位置。

在一个实施方案中，RF成像设备100可包括感测RF成像设备100与天花板、地板和/或侧墙之间的距离的超声波传感器(或换能器)。例如，可基于RF成像设备100与地板或天花板之间的距离以及RF成像设备100与一个或多个侧墙之间的距离来确定RF成像设备100相对于表面诸如墙壁的位置。作为另外一种选择，RF成像设备100可包括感测RF成像设备100与侧墙、天花板或地板之间的一个或多个距离的激光传感器(或换能器)。该一个或多个距离可用于确定RF成像设备100相对于表面的位置。

由RF成像设备100捕获的RF图像通常为描绘表面后方的3D空间(包括在该3D空间中检测到的对象)的三维(3D)图像，但也可产生空间的二维横面以供显示。从下面的描述中可看出，RF成像设备100的实施方案包括用于提供进一步的技术的部件，该进一步的技术旨在增强对表面后方的空间的RF 3D成像的可视化和理解。在各种实施方案中，通过将RF成像与由RF成像设备内的另外一个辅助成像器所捕获的一个或多个附加图像组合来增强3D RF成像的可视化。辅助成像器的一个示例为使用光学传感器(诸如上面相对于图1所述的IR传感器126和/或VL传感器128)来捕获用于表示表面的光学图像的光学数据的成像器。

在一些实施方案中，如图9所示，RF成像设备100可具有RF传感器组件122，该RF传感器组件具有与VL传感器128的视场重叠的视场。换句话说，VL传感器128在位置230处对表面的一部分进行成像，而RF传感器组件122在相同位置230处对表面后方的空间进行成像。对于RF成像设备100被配置为在RF成像设备远离表面定位的情况下捕获RF图像数据的实施方案，这是可能的。

RF成像设备100的其他实施方案被配置为在RF成像设备被定位在表面上或表面附近的情况下捕获表面后方空间的RF图像。RF成像设备100接触或几乎接触表面进行操作的实施方案使得难以同时捕获该表的面相同部分的RF图像和辅助(例如，光学)图像。事实上，在一些情况下，RF传感器组件122本身可能阻挡辅助成像器的视场。为了解决这个问题，RF成像设备100可被构造成使得辅助成像器相对于RF传感器组件122发生偏移，使得辅助成像器(例如，VL传感器128)的视场和RF传感器组件122的视场不同时指向该表面的相同部分。

例如，图14示出了其中RF传感器组件122(参见图15)具有朝向表面的视场(例如，如箭头1402所示)并且捕获用于表示位于RF成像设备100下方的表面后方的空间的RF图像的RF图像数据的RF成像设备100的实施方案。RF成像设备100包括位于RF成像设备的侧面上的VL传感器128。在该实施方案中，VL传感器128具有例如如箭头1404所示的视场，并且捕获用于表示RF成像设备100的侧面上的表面的一部分的图像数据，如由虚线1406所圈定的。因此，RF传感器组件122和VL传感器128具有指向表面的不同部分的相应视场。

如之前所讨论的，当RF成像设备在表面上的不同位置处扫描表面并从RF传感器组件122和VL传感器128捕获图像数据时，在RF成像设备100内操作的定位传感器106和/或位移传感器108追踪RF成像设备的位置和/或移动。由RF传感器组件122和VL传感器128两者捕获的图像数据可与用于指示相对表面的位置的数据相关联地被存储在存储器114中，例如如相对于图3和图11所示和所述的，该位置为捕获相应图像数据的位置。对于如图14所示的RF成像设备100的实施方案，由于所捕获的RF图像数据表示位于RF成像设备正后方的空间，因此该RF图像数据与指示RF成像设备100的位置的位置数据相关联地被存储在存储器114中。由VL传感器128捕获的光学图像数据也被存储在存储器114中，但该光学图像数据与指示由虚线1406所圈定的表面区域的位置的位置数据相关联地被存储。可通过将RF成像设备100的位置数据调整已知的偏移量来快速计算由虚线1406所圈定的区域的位置。该偏移表示由RF传感器组件122成像的表面区域和由VL传感器128成像的表面区域之间的差异。

最终，随着RF成像设备100扫描表面并且在相对表面的各个位置处捕获RF图像数据和光学图像数据，该RF图像数据和光学图像数据可分别使用相关联的位置数据而被组合成全景RF图像和全景光学图像。另外，通过匹配具有相同相关联的位置的RF图像数据和光学图像数据可针对表面上的任意位置或整个表面来产生RF图像数据和光学图像数据的复合图像。

图14中的RF成像设备100的实施方案包括显示由虚线1406所圈定的RF成像设备的侧面上的表面的一部分的复合图像的显示屏120。假定RF成像设备100一直从右向左扫描表面，由虚线1406所圈定的表面的一部分先前由RF传感器组件122成像并被存储在存储器114中。在如图14所示的RF成像设备100的当前位置处，由虚线1406所圈定的表面的一部分现在处于VL传感器128的视场内。因此，在显示屏120上所显示的复合图像为先前捕获的区域1406的RF图像和通过VL传感器128所捕获的区域1406的光学图像的组合。

图15示出了图14所示RF成像设备100的实施方案的后侧。如之前所描述的，RF成像设备100的RF传感器组件122可包括以矩阵布置的多个RF传感器，例如如图15所示的二维矩阵。RF传感器组件100还包括图15所示作为光电传感器的位移传感器108。光电传感器108可包括类似于在光学计算机鼠标中使用的光电传感器的发光部分和光接收部分。当RF成像设备100靠近表面或与表面接触并沿表面移动时，发光部分照射表面的一小部分。对该光的反射由光接收部分来感测，并且当检测到表面照亮部分内的表面纹理或其他表面特征部移动通过光电传感器108的视场时，检测RF成像设备100沿表面的移动。

图15中所示的RF成像设备100还包括在各种实施方案中可为单轴或多轴陀螺仪或加速度计的倾斜传感器110。如前所述，倾斜传感器110检测RF成像设备100的取向，并将表示所检测到的取向的数据输出到在RF成像设备内操作的处理器102。如果从倾斜传感器110接收到的数据指示RF成像设备针对不同RF图像或光学图像的倾斜不同，则处理器102可调整RF图像或光学图像中的图像数据，使得所有图像具有共同的取向。

因此，利用图14和图15中的RF成像设备100的实施方案，随着设备在表面上移动并获取RF和光学图像数据，只要知道RF和光学图像随时间的相对位置和取向，则可产生包括相同表面区域的RF图像和光学图像的复合图像。分别与RF图像数据和光学图像数据相关联的位置数据用于将RF图像和光学图像映射到公共坐标平面上。利用所映射的数据，包括所获取的RF数据和光学数据的全景复合图像可在扫描表面时随时间推移而被建立。由于在最终复合图像中与相同位置对应的光学图像叠加在RF图像上(或者反之亦然)，因此RF成像设备100的用户直观地理解表面上的任何位置处的RF图像的含义。

此外，在图14所示的实施方案中，在显示屏120上显示的复合图像中包括的辅助(VL)图像可为RF成像设备100的侧面区域的实时图像。因此，如图16所示，RF成像设备100的用户可在由虚线1406所圈定的区域内的表面上放置标记(例如，贴纸、铅笔标记、带条等)，并在应用标记时实时地观察该区域的标记表面与RF图像的叠加。因此，用户能够标记表面，从而指示如在RF图像中检测到的被设置在表面后方的空间中的感兴趣对象(诸如管道、电缆等)的位置。

在图16所示的RF成像设备100的实施方案中，假定RF成像设备100沿箭头1602所指示的方向扫描该表面。在扫描表面的过程中，在沿箭头1602的各个位置处，RF成像设备100捕获表面后方空间的RF图像，并将其与表示获取RF图像时RF成像设备100的各个位置和取向的位置和倾斜数据1604相关联地存储在一起。如之前在图14和图15中的实施方案所述的，RF成像设备100还捕获RF成像设备侧面的表面的光学图像。RF成像设备100以由设备100中的RF传感器组件122和VL传感器128所确定的帧速率来获取RF图像和光学图像。此后，显示屏120能够显示复合图像，该复合图像包括与来自一个或多个先前捕获的RF图像的RF图像数据叠加的RF成像设备的侧面的区域的光学图像(可为实时光学图像)，该一个或多个先前捕获的RF图像对应于在光学图像中所显示的相同表面区域。

如图16所示，显示屏120上的复合图像包括对表面后方的对象1606(诸如管道、导管、螺柱等)的RF成像，在该对象之间设置有另一个对象1608，诸如电线。对于上下文，VL传感器128的视场中预先存在的表面标记1610在复合图像中也是可见的。随着用户的手1612进入VL传感器128的视场，用户的手在显示屏120上的复合图像中也同样变得可见。用户能够看到他们的手1612位于表面上的与被设置在表面后方的空间中的对象1608相同的位置处。利用该实时视觉反馈，用户能够在与表面后的对象1608的位置大致相符的位置处利用线1614来标记表面。用户然后能够相对于表面在特定位置处采取动作(例如，在表面上切割孔)，并且知道在该位置处的表面后的空间中设置了哪些对象。

在图16中所示的RF成像设备包括可帮助RF成像设备的用户识别和估计在表面后方的3D空间中所检测到的对象的相对深度的附加特征部。在图16中，显示屏120为主显示屏。RF成像设备100还包括被设置在设备侧表面(诸如设备的顶侧表面)上的辅助显示屏1616。在RF成像设备100的这个实施方案中，RF成像设备中的处理器被进一步被配置为产生位于表面的区域后方的空间中的平面的RF横截面图像。RF横截面图像相对于RF图像以一定角度进行取向，该RF图像由主显示屏120显示的复合图像中的RF图像数据来表示。在辅助显示屏1616中所显示的RF横截面图像包括在主显示屏120中以其他方式示出的对象1606的横截面视图1618。在辅助显示屏1616中提供的横截面视图的优点在于，由辅助显示屏1616中的横截面视图1618的相对位置来描绘位于表面后方的3D空间中的每个对象1606的相对深度。

在一些实施方案中，辅助显示屏1616相对于主显示屏120以一定角度在RF成像设备100上以物理方式进行取向，该角度近似于由辅助显示屏1616显示的RF横截面图像与主显示屏120所显示的复合图像中的RF图像之间的角度。通过以这种方式相对于主显示屏120以一定角度对辅助显示屏1616以物理方式进行取向，RF成像设备的用户能够更好地估计辅助显示屏1616中的RF横截面图像和主显示屏120中的RF图像之间的相对角度。在图16所示的实施方案中，辅助显示屏1616以物理方式被取向成与主显示屏120成直角。因此，在本实施方案中，辅助显示屏1616中的RF横截面图像与主显示屏120中所示的复合图像所包含的RF图像正交。

尽管图16示出了辅助显示屏1616位于RF成像设备顶侧上的实施方案，但在其他实施方案中，辅助显示屏1616可位于RF成像设备的左侧、右侧或底侧。在RF成像设备的用户将设备保持在高于他或她头顶上的墙壁表面上的情况中，将辅助显示屏1616定位在左侧、右侧或底侧表面可能为有利的。RF成像设备100的另外的实施方案可包括位于RF成像设备的多个侧表面上的多个辅助显示屏1616，其中每个辅助显示屏1616示出墙壁表面后方的空间中的平面的RF横截面图像。在另外的实施方案中，一个或多个辅助显示屏1616可优选地以某个取向来描绘表面后方的空间的三维图像，该取向与辅助显示屏1616相对于主显示屏120的取向匹配。

RF成像设备100的其他实施方案可被配置为：当在辅助显示屏1616上显示RF横截面图像时，在主显示屏120上仅显示RF图像(而不是复合图像)。与之前的实施方案一样，辅助显示屏1616上的RF横截面图像可与在主显示屏120中显示的RF图像的平面成一定角度，诸如直角。

在又一些实施方案中，RF成像设备100可具有其中显示屏的第一区域或部分可描绘表面后方的空间的图像(例如，如上针对主显示屏所述的)并且显示屏的第二区域或部分可描绘横截面图像(例如，如上面针对辅助显示屏所描述的)的单个物理显示屏。换句话说，RF图像的不同视图可由被实现为相同物理显示屏的不同区域或部分的主“显示屏”和副“显示屏”来显示。

如本文所述的RF成像设备100的实施方案使得RF成像设备能够按照图17至图21所示各种操作方法进行操作。图17所示的方法1700从起始块1702开始。在框1704处，RF成像设备中的位置传感器确定RF成像设备相对于表面的位置。如前所述，位置感测可使用技术诸如由位置传感器在已知位置处发射的RF信号的三角测量或飞行时间或到达时间来实现，或通过检测被放置在表面上的位置标记件的光学签名来实现。

在框1706处，RF成像设备中的RF传感器组件捕获用于表示RF成像设备的所确定的位置处的表面后方的空间的一部分的RF图像的RF数据。在框1708处，RF成像设备中的光学传感器捕获用于表示RF成像设备的所确定的位置处的表面的光学图像的光学图像数据。所确定的位置处的RF图像和所确定的位置处的光学图像可在不同的时间被捕获。因此，可在捕获RF图像之前、同时或之后捕获光学图像。

还应认识到，在捕获RF图像数据和捕获光学图像数据之间，RF成像设备可相对于表面而移动到不同的位置。例如，当RF传感器组件的视场不同于RF成像设备中的光学传感器的视场时，可发生该情况。

在框1710处，RF成像设备中的处理器产生其中可同时查看与(相对该表面的)相同位置对应的RF图像的至少一个或多个部分和光学图像的一个或多个部分的复合图像。该复合图像可被显示在RF成像设备的显示屏上，或者可由RF成像设备传输到另一个设备上以供显示。通常，尽管为可选的，但RF成像设备将RF图像数据和光学图像数据与从RF成像设备的所确定的位置得出的位置数据相关联地存储在存储器中，如框1712所示。方法1700在框1714处结束。

图18示出了在起始块1802处开始的方法1800。在框1804处，RF成像设备的RF传感器组件在相对于表面的相应多个位置处捕获多个RF图像。如此捕获的每个RF图像为在相应多个位置处捕获的表面后方的空间的一部分的RF图像。

在框1806处，RF成像设备的光学传感器在相应多个位置处捕获该表面的多个光学图像。可在捕获所述多个RF图像之前、同时或之后捕获该多个光学图像。

在框1808处，RF成像设备中的处理器被配置为基于所捕获的多个RF图像来组合表面后方的空间的全景RF图像。在框1810处，处理器还被配置为基于所捕获的多个光学图像来组合该表面的全景光学图像。可在组合全景RF图像之前、同时或之后组合全景光学图像。

可通过将表面后方的空间在多个位置处的多个RF图像进行整理来组合全景RF图像。整理该多个RF图像可包括：例如在相对于表面的不同位置处的多个RF图像中识别RF图像数据，并将表面的每个位置处的RF图像数据组合形成全景RF图像。

类似地，可通过将相应多个位置处的多个光学图像进行整理来组合全景光学图像。整理多个光学图像可包括：例如在相对于表面的不同位置处的多个光学图像中识别光学图像数据，并将表面的每个位置处的光学图像数据组合形成全景光学图像。

在框1812处，处理器产生其中可同时查看与(相对该表面的)相同位置对应的RF图像的至少一个或多个部分和全景光学图像的一个或多个部分的复合图像。任选地，但预期处理器可将形成全景RF图像的RF图像数据与位置数据相关联地存储，该位置数据用于指示RF图像数据相对于该表面的相应位置，如框1814所示。同样地，处理器可将形成全景光学图像的光学图像数据与位置数据相关联地存储，该位置数据用于指示光学图像数据相对于该表面的相应位置，如方框1816所示。在方框1818，方法1800结束。

如图15所示，RF成像设备100可包括用于确定捕获RF图像数据和光学图像数据时RF成像设备相对于表面的取向的倾斜传感器110。在各种实施方案中，所确定的取向指定相应RF图像和光学图像相对于表面围绕轴线的旋转。之后，基于所指定的旋转来调整RF图像数据和光学图像数据，使得RF图像和光学图像相对于表面具有共同的取向。

图19示出了在起始块1902处开始的方法1900。在框1904处，方法包括由位置传感器来捕获用于表示由相对于表面的已知位置处的多个位置标记件分别发射的多个信号的信号数据。一个或多个位置标记件可包括具有电源并且被配置为将该多个信号中的信号发射到位置传感器的有源发射器。另选地或除此之外，一个或多个位置标记件可包括响应于接收到激活信号而被诱导发射该多个信号中的信号的无源发射器。可基于位置标记件的已知位置、信号数据的三角测量，或从相应位置标记件传输的每个信号的确定飞行时间或到达时间来确定位置传感器相对于表面的位置。在框1906处，表示表面光学图像的光学图像数据由光学传感器来捕获。

在框1908处，RF成像设备中的处理器接收用于表示由位置传感器捕获的多个信号的信号数据。在框1910处，处理器基于位置标记件的已知位置和对信号数据的分析来确定位置传感器相对于表面的位置。此后，处理器使光学图像数据与从位置传感器的所确定的位置得出的位置数据相关联，如框1912所示。

利用可供使用的光学图像数据和相关联的位置数据，如框1914所示，处理器产生其中可同时查看光学图像数据的一个或多个部分以及RF图像数据的复合图像，该RF图像数据用于表示相对于表面与光学图像数据相同位置处的表面后方的空间的三维(3D)RF图像。3D RF图像数据可能先前已由RF成像设备捕获并与相关联的位置数据一起被存储，或者由RF成像设备从另一RF成像设备或数据源接收。如框1916所示，光学图像数据和RF图像数据也可和从位置传感器的所确定的位置得出的位置数据相关联地存储存储器中。此外，RF成像设备可包括被配置为将复合图像传输到接收设备的通信接口。

在一些情况下，光学传感器在相应多个位置处捕获用于表示表面的多个光学图像的光学图像数据。RF成像设备的处理器被配置为基于表示多个光学图像的光学图像数据来组合表面的全景光学图像。全景光学图像中的光学图像数据与从与光学图像数据被捕获的时间对应的位置传感器的所确定的位置得出的位置数据相关联。可基于与光学图像数据的一个或多个部分相关联的位置数据来产生其中可同时查看全景光学图像中的光学图像数据的至少一个或多个部分以及RF图像数据的复合图像，该RF图像数据表示在与光学图像数据相同位置处所捕获的表面后方的空间的3D RF图像。

图20示出了在起始块2002处开始的方法2000。在框2004处，RF成像设备中的位置传感器捕获用于表示定位图像的数据，并且在框2006处，光学传感器捕获用于表示表面的光学图像的数据。如在框2008处所示的，可操作地耦接至位置传感器和光学传感器的处理器接收用于表示定位图像的数据；并且如在框2010处所示的，基于表示定位图像的数据来确定位置参考标记件存在于定位图像中。在框2012处，当确定位置参考标记件存在于定位图像中之后，处理器确定RF成像设备的参考位置。在框2014处，表示表面的光学图像的数据与从RF成像设备的所确定的参考位置得出的位置数据相关联。如同本文所描述的先前的方法一样，在框2016处，其后可基于与表示光学图像的数据的一个或多个部分相关联的位置数据来产生其中可同时查看表示光学图像的数据的一个或多个部分和与表示光学图像的数据的一个或多个部分处于相同位置处的表面后方的空间的3D RF图像的数据的复合图像。其后方法2000在框2018处结束。

图21示出了在起始块2102处开始的方法2100。在框2104处，RF成像设备使用位移传感器来检测RF成像设备相对于参考位置(例如，如图20中的框2012所确定的)的位移并且输出用于表示该位移的数据。在框2106处，光学传感器捕获用于表示RF成像设备发生位移(即RF成像设备已经移动)之后的表面的后续光学图像的数据。在框2108处，RF成像设备中的处理器被配置为接收用于表示位移的数据；并且在框2110处，处理器基于表示位移的数据和参考位置来确定RF成像设备的后续位置。之后，在框2112处，处理器使表示后续光学图像的数据与从RF成像设备的所确定的后续位置得出的位置数据相关联。

如框2114所示，RF成像设备还可被进一步配置为，基于表示RF成像设备在参考位置和每个后续位置处的光学图像的数据来组合表面的全景光学图像。全景光学图像中的数据与从与捕获用于表示光学图像或后续光学图像的数据的时间对应的RF成像设备的参考位置或后续位置得出的位置数据相关联。如框2116所示，之后可产生其中可同时查看全景光学图像中的数据的至少一个或多个部分以及RF图像数据的复合图像，该RF图像数据表示与全景光学图像中的数据相同位置处的表面后方的空间的3D RF图像。这是基于与全景光学图像中的数据的一个或多个部分相关联的位置数据来实现的。

应该认识到，RF成像设备的其他变型和实施方案为可行的。例如，虽然图14至图16所示的RF成像设备100具有视场指向表面的位于设备的右侧上的VL传感器128(例如，VL相机)，但是RF成像设备的其他实施方案可使VL相机从任何方向(RF成像设备的顶部、左侧、右侧或底部)对准表面。而且，RF成像设备可包括具有在不同的方向上同时指向表面的视场的多个VL相机。多个显示屏可基于来自各个VL相机的RF图像数据和光学图像数据的组合来显示多个复合图像。

以上相对于图15描述的RF成像设备100利用位移传感器108，该传感器使用光电设备来检测沿表面的运动。RF成像设备的其他实施方案可使用其他运动跟踪设备诸如惯性传感器来检测设备的位移。在这些实施方案和其他实施方案中，可使用多个外部发射器和内部接收器来确定RF成像设备位置的三角测量。

此外，上述RF成像设备100的实施方案采用从RF传感器组件122偏移且不共享相同视场的VL传感器128。作为另外一种选择，VL传感器128可被布置成与RF传感器组件122重合(并且共享相同的视场)。

RF成像设备100的附加实施方案可通过将RF成像投影到捕获RF图像的表面上而包括或提供表面后方的空间的RF成像的可视化。在此类实施方案中，从使用RF成像设备对表面进行的一次或多次先前扫描捕获的RF图像数据来生成全景RF图像。在扫描表面时，由RF成像设备100获取用于表示表面后方的空间的三维(3D)RF图像的RF图像数据。RF图像数据被组合成全景RF图像。利用与RF成像设备相关的对应位置和取向数据以及RF图像数据被捕获的条件，当产生复合图像时，可执行对RF图像数据的适当映射、移位和/或缩放。

如图22所示，可使用投影仪2200来将全景RF图像投影到表面上。如果存在没有被RF成像设备扫描的表面的部分，则全景RF图像可因此在表面未被扫描的特定部分中由一个或多个符号2202来指示。所投影的全景RF图像向用户提供被设置在表面后方的空间中的对象的直观表示。如果需要，用户可在显示投影图像时在表面上直接进行标记(例如，使用铅笔、带条、贴纸等)，以指示表面后方的空间中的对象(例如，管道、电线等)的位置。

为了将全景RF图像正确地投射到表面上，RF图像数据应当与表面正确配准(即根据需要定位、移位和缩放)，使得RF图像中的投影对象与被设置在表面后方的3D空间中的实际对象对准。一种用于正确配准图像数据的方法包括：利用位置和取向信息来捕获RF图像数据和VL图像数据，并从RF成像设备的RF成像器和光学成像器两者提供经配准的全景图像。投影仪2200中还结合VL成像器。使用已知图像处理技术来将先前捕获的VL全景图像数据与由投影仪2200中的VL成像器所获取的实时VL图像进行配准(即关联)。由于所存储的RF图像数据已被配准以匹配所存储的VL图像数据，因此全景RF图像将被适当地配准(即定位、移位和缩放)，以用于投影到表面上。

用于正确配准图像数据的另一种方法包括：利用位置和取向信息来捕获RF和VL图像数据，并从RF成像设备的RF成像器和光学成像器两者提供经配准的全景图像。同先前方法一样，在投影仪2200中同样结合VL成像器。先前捕获的全景VL图像从投影仪投射到表面上。随后，用户使用参考标记件或在经投影的VL图像中同样显示的表面上的其他特征部，手动调整经投影的VL图像(即投影VL图像的位置、偏移和/或缩放)，直到经投影的VL图像与实际参考标记件或表面上的其他可见特征部对准。然后用户可选择RF图像或复合RF/光学图像，以供投影仪2200投影。由于所存储的RF图像已配准以匹配(手动调整的)所存储的VL图像，因此所投影的RF图像或复合图像也将被自动调整，并在与实际表面配准之后出现。

用于正确配准图像数据的另一种方法包括获取绝对定位数据以及先前捕获的RF图像数据。使用投影仪2200内的传感器的组合来确定投影仪相对于表面的位置和取向(例如，使用一个或多个激光测距仪、倾斜传感器、来自已知位置处的位置参考标记件的三角测量等)，并且根据所确定的投影仪的位置和取向来自动调整(即定位、缩放和/或移位)先前捕获的RF图像数据，以将RF图像或复合图像正确投影到表面上。

图23示出了包括与本文先前描述的其他方法元素类似的一些元素的方法2300。方法2300在起始框2302处开始。在框2304处，RF成像设备中的位置传感器确定RF成像设备相对于表面的位置。在框2306处，光学传感器捕获用于表示表面区域的光学图像的光学图像数据。在框2308处，所捕获的光学图像数据与表示相对于表面的位置的从RF成像设备的所确定的位置得出的位置数据相关联。所获取的位置数据对应于由光学传感器成像的表面的区域。在框2310处，RF成像设备获取用于表示表面后方的空间的3D图像的RF图像数据。RF成像设备可通过使用其自身的RF传感器组件扫描表面来获取RF图像数据，或者如果RF成像设备不具有RF传感器组件(即RF成像设备能够显示RF图像数据但不能生成RF图像数据)，则RF成像设备可从具有RF传感器组件的另一个RF成像设备或远程数据源获取RF图像数据。在一些情况下，没有RF传感器的RF成像设备通过使用RF成像设备中的通信接口进行无线通信来从另一个RF成像设备或远程数据源获取RF图像数据。

RF成像设备中的处理器被配置为产生其中可同时查看光学图像数据的一个或多个部分以及RF图像数据的复合图像，该RF图像数据用于表示与光学图像数据相同位置的表面后方的空间的3D RF图像，如在框2312处所示。之后，在框2314处，显示复合图像。例如，复合图像可被显示在RF成像设备的显示屏上。另选地或除此之外，复合图像可由投影仪(诸如相对于图22描述的投影仪2200)投影到表面上(诸如由RF成像设备扫描的表面)。方法2300在框2316处结束。

如同在本文描述的先前实施方案一样，RF成像设备还可包括被配置为捕获用于表示表面后方的空间的3D RF图像的RF图像数据的RF传感器组件。在给定时间，RF传感器组件可对表面区域后方的空间进行成像，该区域不同于由光学传感器成像的表面的区域。在一些情况下，光学传感器可被设置在RF成像设备的侧面上，并且由光学传感器成像的表面区域为RF成像设备的侧面的表面的区域，如相对于图14所述的。RF成像设备还可包括存储器，其中RF图像数据与位置数据相关联地被存储在该存储器中，该位置数据表示相对于表面的一个或多个位置，其中该表面后方的空间由RF传感器组件成像。

在一些实施方案中，复合图像中的光学图像数据可为由光学传感器捕获的实时光学图像数据，而复合图像中的RF图像数据包括先前捕获的RF图像数据。如相对于图16所描述的，表面区域的光学图像可包括表面区域中的表面的实时物理标记的图像。

与光学图像数据相关联的位置数据可表示相对于表面的与RF成像设备的所确定的位置相同的位置。在其他实施方案中，与光学图像数据相关联的位置数据表示相对于表面的不同于RF成像设备的所确定的位置的位置。

复合图像中的RF图像数据可从表面后方空间的全景RF图像获取，该全景RF图像由被组装成全景RF图像的先前捕获的RF图像数据构成。

另选地或除此之外，RF成像设备可包括被配置为捕获用于表示表面的不同区域的光学图像的光学图像数据的多个光学传感器。表面的每个区域的光学图像数据与表示相对于表面的位置的从RF成像设备的所确定的位置得出的位置数据相关联。所得出的位置数据对应于由多个光学传感器成像的表面的每个相应区域。

根据RF成像设备的又一个实施方案，RF成像设备可包括存储光学图像数据和RF图像数据的存储器，其中光学图像数据表示表面的光学图像，并且RF图像数据表示表面后方的空间的RF图像，并且其中光学图像数据和RF图像数据分别在存储器中与表示相对于该表面的一个或多个位置的位置数据相关联。在本实施方案中，RF成像设备还可包括被配置为提供图像显示的输出端以及可操作地耦接至存储器和输出端的处理器。处理器被配置为基于RF图像数据的一个或多个部分来产生至少一个图像以用于显示，并将所产生的图像提供至输出以用于显示，该RF图像数据的一个或多个部分基于相对于表面的指定位置而从存储器选择和检索。

如上所述，该输出端可包括将所产生的图像投影在表面上以用于显示的投影仪(例如，如图22中所示)。用于选择RF图像数据的指定位置可基于投影仪在表面上的投影来确定，该投影基于存储器中的光学图像数据和投影仪相对于表面的所确定的投影范围。调整光学图像的投影，使得经投影的光学图像中的表面特征部与表面上的当前的相同特征部对准，然后至少部分地基于RF成像设备相对于表面的位置和取向来确定投影仪的投影范围。RF成像设备的位置和取向至少部分地基于投影的光学图像的已知缩放比例来确定，该经投影的光学图像在图像中具有与表面上的当前相同特征部对准的特征部。

RF成像设备还可包括被配置为捕获用于表示表面的实时光学图像的光学图像数据的光学传感器，其中由投影仪投影的光学图像基于光学传感器实时捕获的光学图像数据。可基于确定位置参考标记件存在于由投影仪投影的实时光学图像中，确定RF成像设备相对于表面的位置。位置参考标记件用于指示表面上的唯一位置，RF成像设备可使用该标记来确定RF成像设备相对于表面的位置。可基于从距离传感器获取的至少一个距离参数和从倾斜传感器获取的至少一个倾斜参数来确定RF成像设备相对于表面的取向，该位置传感器和倾斜传感器可操作地耦接至或结合到RF成像设备中。

作为另外一种选择，可基于投影仪相对于表面的所确定的投影范围来确定用于选择RF图像数据的指定位置，其中投影仪的投影范围至少部分地基于RF成像设备相对于表面的位置和取向来确定，并且其中RF成像设备相对于表面的位置基于多个信号的三角测量来确定，该多个信号由RF成像设备从相对于表面的已知位置处的多个位置标记件接收。可基于从距离传感器获取的至少一个距离参数和从倾斜传感器获取的至少一个倾斜参数来确定RF成像设备相对于表面的取向，该位置传感器和倾斜传感器可操作地耦接至或结合到RF成像设备中。

在另一个实施方案中，可基于所确定的投影仪相对于表面的投影范围来确定用于选择RF图像数据的指定位置，其中投影仪的投影范围至少部分地基于RF成像设备相对于表面的位置和取向来确定，并且其中RF成像设备相对于表面的位置基于多个信号的飞行时间来确定，该多个信号由RF成像设备从相对于表面的已知位置处的多个位置标记件接收。同之前的替代方案一样，可基于从距离传感器获取的至少一个距离参数和从倾斜传感器获取的至少一个倾斜参数来确定RF成像设备相对于表面的取向，该位置传感器和倾斜传感器可操作地耦接至或结合到RF成像设备中。

RF成像设备的另一个实施方案包括被配置为捕获用于表示表面的实时光学图像的光学图像数据的光学传感器。用于选择RF图像数据的指定位置至少部分地基于RF成像设备相对于表面的所确定的位置和取向来确定。基于光学传感器的已知视场以及确定位置参考标记件存在于实时光学图像中来确定RF成像设备相对于表面的位置。位置参考标记件用于指示表面上的唯一的位置，RF成像设备可使用该标记来确定RF成像设备相对于表面的位置。同之前的实施方案一样，可基于从距离传感器获取的至少一个距离参数和从倾斜传感器获取的至少一个倾斜参数来确定RF成像设备相对于表面的取向，该位置传感器和倾斜传感器可操作地耦接至或结合到RF成像设备中。

在上述实施方案中的任意一个中，所产生的图像可为包括基于相对于表面的指定位置而选择的RF图像数据和光学图像数据的复合图像。

在另一个实施方案中，RF成像设备可包括：(1)被配置为捕获用于表示表面区域后方的三维空间的RF图像的RF图像数据的RF传感器组件；(2)被配置为捕获用于表示表面区域的光学图像的光学图像数据的光学传感器；(3)可操作地耦接至RF传感器组件和光学传感器的处理器，其中该处理器被配置为产生其中可同时查看光学图像数据的一个或多个部分和相同表面区域的RF图像数据的一个或多个部分的复合图像；以及(4)被配置为提供用于显示的复合图像的输出端。RF成像设备还可包括显示屏，其中输出端将复合图像提供至显示屏以用于显示。

如之前相对于图16所讨论的，显示屏可为主显示屏并且RF成像设备还可包括辅助显示屏。在该实施方案中，处理器可被进一步被配置为产生表面的区域后方的空间的RF横截面图像，该RF横截面图像在由主显示屏所显示的复合图像中相对于由RF图像数据所表示的RF图像以一定角度进行取向。在一些情况下，辅助显示屏可相对于主显示屏以一定角度在RF成像设备上以物理方式进行取向，该角度近似于RF横截面图像与主显示屏所显示的复合图像中的RF图像之间的角度。

图24示出了在起始块2402处开始的方法2400。在框2404处，根据方法2400，捕获用于表示表面的区域后方的三维空间的RF图像的RF图像数据。在框2406处，将包括RF图像的图像提供至主显示器。在框2408处，基于RF图像数据，产生表面的区域后方的空间的RF横截面图像。RF横截面图像相对于主显示器中的RF图像以一定角度进行取向。之后，如框2410所示，将RF横截面图像提供至辅显示器。方法2400在框2412处结束。

输出端可将复合图像提供至对复合图像进行投影以用于显示的投影仪。另选地或除此之外，输出端可将复合图像提供至与RF成像设备分开的设备，其中该独立设备不具有用于对表面的区域后方的空间进行成像的RF传感器。复合图像可通过无线通信而被提供至分离的设备。

如前所述，RF成像设备可产生通过组合包括表面后方的空间的RF图像的多个图像而形成的复合图像。图25示出了形成作为多个图像240a-c的加权组合的复合图像244的示例，该多个图像240(参考图25被统称为图像240)包括表面后方的对象的RF图像240a、表面的IR图像240b、和表面的可见光图像240c。每个图像240对复合图像244的贡献通过与图像240相关联的相应权重242来指示。第一权重242a指示RF图像240a的贡献，第二权重242b指示IR图像240b的贡献，并且第三权重242c指示可见光图像240c的贡献。

权重242可从最小值到最大值(诸如分别为零和一)变动。在至少一种情况下，如果权重242具有最小值，则相关联的图像240不贡献于复合图像244。相反地，如果权重242具有最大值，则复合图像244完全由与权重242相关联的图像240构成。

在至少一个实施方案中，复合图像244为根据其相应多个权重242a-c的多个图像240a-c的叠加。复合图像244可因此显示在与表面的IR图像240b和/或表面的可见光图像240c叠加的表面后方的对象的RF图像240a。

在另一个实施方案中，复合图像244为一个或多个图像240a-c以及从图像240a-c中的一个或多个图像产生的附加图像的叠加。这些附加图像可例如使用图像处理技术而从图像240a-c产生，以便例如向***的用户提供重要的成像细节和特征的改善的可视化。可产生并且并入复合图像中的一个此类附加图像类型为高频或边缘增强的图像。可产生并且并入复合图像中的另一个此类附加图像类型为由对象替换创建的图像的理想化。在该图像类型中，图像内的对象被识别并由被存储在图像库中具有相同的尺寸、形状和取向的对象的图形表示来替换。在成像中将被替换的这些结构类型可包括管道、电线、木立柱等。从图像240a-c产生的其他附加图像类型为可能的。由于复合图像由原始图像和/或从图像240a-c创建的图像的权重组成，因此许多加权组合为可能的。设备的用户可被提供有界面，以根据需要来调整可能的图像类型的权重。

图26示出了根据至少一个实施方案的RF成像设备100的前透视图和后透视图。具体地，示出了RF成像设备100的多个输入设备116a-d(单独地被称为输入设备116)和显示器120。第一输入设备和第二输入设备116a,116b为操纵杆，并且第三输入设备和第四输入设备116c,116d为按压按钮。尽管示出了操纵杆和按压按钮，但是需注意，除了别的之外，输入设备116可为其他类型的，诸如滚轮、小键盘或触摸屏。

显示器120接收用于表示图像的数据并显示图像。图像可为表面后方的对象的RF图像、表面的IR图像、可见光图像、或复合图像。RF图像可为3D RF图像，并且复合图像可具有3D RF图像分量。

用户(例如建筑或施工承包商)可操作多个输入设备116a-d，以提供用户输入来操纵对图像的显示。例如，第一输入设备116a可用于提供为平移命令的用户输入，第二输入设备116b可用于提供为旋转命令的用户输入。此外，第三输入设备116c可用于提供为放大命令的用户输入，并且第四输入设备116d可用于提供为缩小命令的用户输入。

如果用户输入平移命令，则所显示的图像的视点被线性地向右或向左，或向上或向下平移。如果用户输入旋转命令，则图像的视图视角围绕在视图视角内居中的弧旋转。此外，如果用户输入放大命令，则图像的区域被放大，而如果用户输入缩小命令，则图像的区域被缩小。

响应于经由输入设备116接收到用户输入，输入设备116将表示用户输入的数据输出到RF成像设备的处理器，诸如参考图1描述的处理器102。处理器根据命令来操纵所显示的图像，以产生另一个图像。另一个图像可为所显示的图像的平移全景或所显示的图像的旋转。而且，如果用户输入放大命令，则另一个图像可为所显示的图像的放大。如果用户输入缩小命令，则可缩小所显示的图像，以产生另一个图像。处理器根据命令来操纵所显示的图像，以产生另一个图像。处理器将表示另一个图像的数据输出到显示器。

各种类型的输入设备116a-d在输入用于操纵图像的显示的命令时向RF成像设备100的用户提供灵活性。例如，当输入设备116为操纵杆时，操纵杆的致动角度决定显示图像的旋转角度。操纵杆的致动角度可对应于水平面与所显示的图像围绕其旋转的弧之间的角度。

图27示出了根据至少一个实施方案的RF成像设备100的显示器120。显示器120显示复合图像244和用户界面246。如本文所述，复合图像244为多个图像诸如参考图25描述的图像240a-c的加权组合。根据分别与多个图像相关联的多个权重(诸如多个权重242a-c)来组合多个图像。

用户界面可用于指示和调整多个权重。在该实施方案中，用户界面246被示出为具有分别与多个权重对应的三个顶点的三角形。用户界面还包括被设置在三角形内的用户选择指示符。用户选择指示符在三角形内的位置同时指示多个权重。

三角形的每个顶点对应于贡献于或可能潜在地贡献于复合图像244的图像。用户选择指示符和顶点之间的距离指示被分配给图像的权重。距离可与权重成反比，使得如果用户选择指示符位于顶点上，则相应图像对复合图像244的贡献最大，并且剩余图像的贡献最小。

在图27中，用户选择指示符被示出为相比于与RF图像或IR图像对应的顶点更接近与可见光图像对应的顶点。因此，可见光图像比RF图像或IR图像对复合图像244作出的贡献量更大。此外，由于用户选择指示符与和RF图像和IR图像对应的顶点基本上等距，因此RF图像和IR图像对复合图像246的贡献基本上相同。需注意，如果用户选择指示符位于三角形的中心中(即，与三个顶点等距)，则三个图像对复合图像246的贡献将为相同的。

尽管在图27中示出了三角形，但可认识到，可使用另一种几何形状来替代地作为用户界面246的一部分。例如，如果只有两种类型的图像(诸如RF图像和IR图像)可用于被组合以形成复合图像246，则几何形状可为在两个端点(每个端点对应于一种图像)之间绘制的线。用户选择指示符在线上的位置可表示两种图像对复合图像244的贡献。如果四个图像可用于贡献于复合图像244，则用户界面246可使用例如正方形，正方形的每个角对应于贡献(或可贡献)于复合图像的图像中的一个图像。可使用圆来指示任意数量的图像对复合图像的贡献，每个图像的节点围绕圆的圆周分布(优选地等距分布)，并且用户选择指示符被设置在圆内。

RF成像设备100可包括可用于接收用户输入以改变多个权重的输入设备。例如，输入设备可为操纵杆，该操纵杆当被致动时允许用户将用户选择指示符移动或重定位到所显示的几何图像内的另一个位置。另一个位置对应于与先前位置的权重不同的权重。将用户选择指示符重定位到另一个位置使得用于组合多个图像的多个权重发生改变。所显示的复合图像244将被更新，以反映已改变的权重。在一些实施方案中，RF成像设备可被配置为在用户选择指示符正被移动时以规则的间隔自动更新所显示的复合图像，使得用户通过在移动用户选择指示符时查看对复合图像244的改变来接收即时反馈。

在接收到用户输入时，输入设备将表示用户输入的数据输出到处理器。处理器接收数据并基于已改变的权重来生成另一个复合图像。为了生成另一个复合图像，处理器根据已改变的权重来组合多个图像。处理器将表示另一个复合图像的数据输出到显示器，并且显示器显示另一个复合图像。

用户界面还可指定RF图像(例如，用于生成复合图像244)是3D RF图像还是2D RF图像。输入设备可允许用户在使用3D RF图像或2D RF图像之间进行选择，以生成复合图像244。

如本文之前所提及的，在RF成像中，不同类型的材料以不同方式反射RF波。例如，相比于金属，撞击木材的RF波被木材以不同方式反射。RF波的反射的差异为可区分的，并且材料反射RF波的方式相当于材料的RF签名。一种材料的RF签名具有将其与其他材料的RF签名区分开的特性和属性。

如本文所述的，除了别的之外，在墙壁围住的结构诸如住宅和办公室中，居住空间或工作空间通过嵌板诸如干砌墙或板条和石膏嵌板与被设置在嵌板表面后方的电气布线、管道***和结构对象分隔开。当在表面后方的空间上执行RF成像时，发射RF波并且感测到来自被设置在表面后方的对象的RF波的一个或多个反射。可基于确定在RF波的反射中存在材料的RF签名来识别所感测到的对象的材料组成。

RF成像设备100可知道各种类型的材料的相应RF签名(或其特性或属性)。例如，RF签名可被存储在存储器114中并且可被处理器102访问。RF成像设备100的处理器102可接收用于表示来自被设置在表面后方的一个或多个对象的RF波的反射的数据。表示RF波的反射的数据可由RF传感器组件122提供。然后，处理器102可评估用于表示RF波的反射的数据，以确定已知签名中的签名是否存在于数据中。

如果确定一种类型的材料的RF签名存在于表示RF波的反射的数据中，则处理器102可将指示对该类型的材料的检测的数据输出到输出设备诸如输出设备118。除了别的之外，可例如为标记器或标签制作器的输出设备118可产生可被放置在表面上的物理输出。物理输出可指示所检测到的材料类型。例如，除了别的之外，物理输出可指示对木材、PVC、铝或铜的检测。物理输出可在RF成像设备100或其处理器102已检测到RF签名的位置处被输出。物理输出向人员指示在表面后方的位置处的材料的存在。将物理输出放置(或输出)在该位置处有助于精确切割或挖掘表面，例如以访问具有检测到的材料类型的对象。

图28示出了具有作为输出设备118的墨水标记器140的RF成像设备100的透视图。墨水标记器可被配置为在由箭头142所示的轴向方向上平移，以利用多种颜色来标记表面。每种颜色可分别对应于RF成像设备100可检测到的多种类型的材料中的一种类型的材料。材料可为颜色编码的，并且每种类型的材料可被分配以与其他类型的材料不同的颜色。另选地，墨水标记器140可被配置为针对每种类型的所检测到的材料在表面上输出或者压印出某个符号诸如字母。在操作中，RF成像设备100可被定位在表面附近，使得墨水标记器可在检测到一种类型的材料时标记表面。

在另一个实施方案中，墨水标记器140可被配置为利用“黑光”墨水(除了在UV源/黑光源下，其通常不容易被看见)和/或在一段时间之后不留下任何明显的痕迹的褪色墨水来标记表面。标记指示表面后方的对象的位置，并且可能指示对象的材料的类型。

墨水标记器140在RF传感器组件122感测到RF波反射的位置处标记表面，在该RF波反射中检测到该类型的材料的RF签名。在一些实施方案中，墨水标记器140可相对于RF传感器组件122的宽边居中定位。因此，可在具有RF签名的RF波实际上被反射的位置处标记表面。

另选地，墨水标记器140可被定位成远离RF传感器组件122，或者如图28所示，被定位在RF成像设备100的边缘处。墨水标记器可被定位成远离RF传感器组件122，使得其不妨碍RF传感器组件122的接收能力。在这种情况下，RF成像设备100可被配置为在RF成像设备100已在RF传感器组件122的中心和墨水标记器之间移位已知距离之后标记表面。

在一些实施方案中，墨水标记器140可为弹簧装载的或以其他方式由RF成像设备致动，以标记表面。在其他实施方案中，墨水标记器可由RF成像设备引导，但由设备用户手动致动以标记表面。

图29示出了具有标签制作器150作为输出设备118的RF成像设备100的透视图。类似于墨水标记器140，标签制作器150可产生用于指定所检测到的材料的类型的标签152。可在标签152上键入材料的类型，或者可在标签上呈现用于表示材料的类型的符号或颜色。标签152可具有有助于在检测到与材料的类型对应的RF签名的位置处可移除地将标签黏到表面的粘合剂。

图30示出了用于操纵由RF成像设备100显示的3D图像的方法的流程图。在方法3000中，在框3002处，RF成像设备100的显示器诸如参考图1描述的显示器120显示第一3D图像，该第一3D图像为包括被设置在表面后方的空间的至少一个3D RF图像的具有不同图像类型的两个或多个图像的组合。其他图像类型可包括IR图像或可见光图像。

在框3002处，RF成像设备100的输入设备诸如参考图1描述的输入设备118接收用于操纵对第一3D图像的显示的用户输入。除了别的之外，输入设备可例如为操纵杆或按压按钮。输入设备将表示用户输入的数据输出到处理器诸如参考图1描述的处理器102。在框3006处，处理器确定用户输入指定平移命令、旋转命令、放大命令、或缩小命令中的至少一者。在框3008处，当根据用户输入操纵时，处理器生成从第一3D图像得出的第二3D图像。处理器可将表示第二3D图像的数据输出到显示器。在框3010处，显示器显示第二3D图像。

需注意，用户可如参考图30所述的那样操纵对第二3D图像和其他随后显示的3D图像的显示。用户可使用RF成像设备100的输入设备来连续地操纵所显示的3D图像(例如，直到实现被设置在表面后方的空间的期望透视图)。

图31示出了用于在RF成像设备100的显示器上呈现用户界面的方法的流程图。在方法3100中，在框3102处，显示器诸如参考图1描述的显示器120显示为多个图像的加权组合的第一3D图像。在该实施方案中，多个图像可包括3D RF图像、IR图像、和可见光图像。根据分别与多个图像对应的多个第一权重来组合多个图像。

在框3104处，显示器显示用于指示多个第一权重的用户界面。用户界面可具有几何形状，该几何形状具有多个顶点和用户选择指示符。多个顶点中的每个顶点可分别对应于多个图像中的图像，并且用户选择指示符与顶点之间的距离表示(或者相反地表示)图像的权重。

RF成像设备100可包括输入设备诸如参考图1描述的输入设备116。除了别的之外，输入设备的示例包括操纵杆或滚轮等。在框3106处，输入设备接收用于指定多个第一权重的一个或多个变化的用户输入。用户输入可通过用户致动输入设备来提供，以将用户选择指示符重定位到几何形状内的另一个位置。输入设备可将表示用户输入的数据输出到处理器诸如参考图1描述的处理器102。

在框3108处，处理器根据一个或多个变化来改变多个第一权重中的至少一个第一权重，以产生多个第二权重。在框3110处，处理器通过根据多个第二权重组合多个图像来生成第二3D图像。处理器可将表示第二3D图像的数据输出到显示器。反过来，在框3112处，显示器显示第二3D图像。用户选择指示符在几何显示器内的位置指示与第二3D图像相关联的多个第二权重。

图32示出了用于产生用于通过RF成像设备100来标记表面的物理输出的方法的流程图。在方法3200中，在框3202处，RF传感器组件诸如本文参考图1描述的RF传感器组件122接收由被设置在表面后方的空间的一部分中的对象反射的RF信号。RF传感器组件可将表示RF信号的数据输出到处理器诸如参考图1描述的处理器102。

在框3204处，处理器确定多个RF签名中的RF签名存在于RF信号中。多个签名中的RF签名对应于相应多种类型的材料中的一种类型的材料。RF信号中存在RF签名指示被设置在表面后方的空间的部分中的对象包括多种类型的材料中的该类型的材料。多个RF签名(或其特性或属性)可被存储在存储器诸如参考图1描述的存储器114中。多个RF签名能够由处理器访问，以确定多个RF签名中的RF签名是否存在于RF信号中。

处理器将识别材料类型的数据输出到输出设备，诸如参考图1描述的输出设备118。在这方面中，除了别的之外，输出设备可为标记器或标签制作器。输出设备然后在框3206处产生可被放置在表面上并指示材料的类型的物理输出。该物理输出可为利用除了别的之外的笔或标记器制成的标记，或者为可粘贴到表面的标签。该物理输出可被放置在RF信号被反射的位置处的表面上。

图33和图34示出了RF成像设备100的实施方案的后侧的透视图。在该实施方案中，RF成像设备100包括如前所述的RF传感器组件122和具有感测场154的电压传感器111。如本文所述，电压传感器111可为检测被设置在感测场154内的输电线的存在的非接触式传感器。另选地或除此之外，电压传感器111可测量感测场154中的输电线的电压电平。感测场154典型地围绕电压传感器111居中。如图34所示，感测场154可为在电压传感器111处(在其高度的近端处)逐渐变细的锥形体积。高度的远端延伸至锥形体积的基部。

电压传感器111可被设置在相对于RF传感器组件122的已知位置处。基于电压传感器111的位置，可确定感测场154的位置。感测场154的位置可相对于RF传感器组件122和由RF传感器组件122捕获的任何RF图像来确定。

例如，因为在所示的实施方案中的电压传感器111位于RF传感器组件122的中心处，因此感测场154的位置将处于由RF传感器组件122捕获的(或者基于由RF传感器组件122输出的反射数据来生成的)任何RF图像的中心处。如果电压传感器111被设置在RF传感器组件122的右上角处，则感测场154将被设置为远离RF图像的中心并且朝向顶部和右侧，而不是位于RF图像的中心处。上述示例假定RF传感器组件122的RF传感器、以及电压传感器111为单向的。在使用定向RF传感器的情况下，当确定感测场154相对于RF图像的位置时，可考虑RF传感器组件122的定向增益。

在许多情况下，电压传感器111的感测场154和RF传感器组件122的增益被指向相同的方向为有利的。当RF传感器形成平面阵列时，该方向可垂直于限定RF传感器组件122的RF传感器的平面。当RF传感器形成线性阵列时，该方向也可垂直于RF传感器的宽边。这样，RF成像设备100可相对于表面定位(例如使得RF传感器组件122的增益在相对于表面的方向上被最大化)。RF传感器组件122接收用于捕获表面后方的一个或多个对象的RF图像的RF信号。同时，电压传感器111可检测(包括由RF传感器组件122检测到的一个或多个对象)表面后方的对象是否为输电线。由于感测场154为有限的，因此对象必须被设置在感测场154内，以使电压传感器111检测到其为带电的。

RF传感器组件122将表示RF信号的数据输出到参考图1描述的处理器102。电压传感器111输出用于指示是否检测到输电线的数据。处理器102基于表示RF信号的数据来确定表面后方的一个或多个对象的RF图像。处理器102还基于RF图像和指示是否检测到输电线的数据来生成复合图像。

图35A示出了根据一个实施方案的复合图像156的示例。复合图像156基于RF图像158和指示是否检测到输电线的数据而生成。复合图像156为RF图像158与指示与RF图像158相关的感测场的位置的图像(在本文中由数字160指代)的叠加。在图35A中将指示位置160的图像示出为标线。RF图像158示出被设置在表面后方的多个对象。处于电压传感器111的感测场154中的多个对象中的一个对象不是如基于由电压传感器111输出的数据所确定的那样带电。因此，对于该对象，未标记或突出显示标线。

图35B示出了根据一个实施方案的复合图像156的另一个示例。类似于图35A，复合图像156为RF图像158与指示感测场相对于RF图像158的位置的图像的叠加。图35B所示的复合图像156可在用户将RF成像设备100平移到相对于表面的另一位置之后生成。RF图像158示出了在另一位置处被设置在表面后方的多个对象。在该示例中，处于电压传感器111的感测场154中的多个对象中的一个对象为如基于由电压传感器111输出的数据所确定的那样带电。现在突出显示标线，以标记带电对象。

图36A和图36B示出了根据一个实施方案的复合图像156的附加示例。如前所述，复合图像156基于RF图像158和指示是否检测到输电线的数据而生成。复合图像156为RF图像158与指示感测场160的位置的图像的叠加。此外，在复合图像156中，对RF图像158的区域(由数字162表示)进行图形调整，以将对象标记为带电。

为了对RF图像158进行图形调整，处理器102从电压传感器111接收用于指示检测到输电线或其他对象的数据。处理器102然后识别RF图像158上的与感测场154一致的位置。处理器102可利用图案识别技术来识别RF图像158的具有与感测场154的位置一致的一部分类似的图形性质或类似的图形图案的部分。此外，处理器102可利用边缘检测技术来跟踪其在RF图像158中的位置与感测场154的位置一致的对象。如图36A和图36B所示的，处理器调整RF图像158的区域162，以标记带电对象。标记带电对象可包括对RF图像158中的带电对象着色或对带电对象进行文本标记，以产生复合图像156。

在一个实施方案中，电压传感器111检测带电对象的电压或电流的特性，并输出用于指示带电对象的电压或电流的特性的数据。处理器102可生成包括电压或电流的特性的复合图像。该特性可为例如带电对象的电压电平、带电对象的电流水平、带电对象的电流类型、或者带电对象的电流频率。带电对象的电流类型可为交流(AC)或直流(DC)。

RF成像设备100可用于捕获相对于表面的多个位置处的多个RF图像。在各个位置处，处理器102接收用于指示是否检测到带电对象的数据。如本文所述，处理器102可(例如，从定位传感器106或位移传感器108)接收用于表示RF传感器组件122的位置的数据。处理器102可使表示RF传感器组件122的位置的数据与表示由RF传感器组件122捕获的RF信号的数据和指示存在带电对象的数据相关联地存储在存储器114中。处理器102可针对每个位置来生成复合图像，并且对复合图像进行整理以组合全景图像。在全景图像中，可对相对于表面的多个位置处的带电对象进行标记。

在一个实施方案中，RF成像设备100可包括多个电压传感器。例如，RF成像设备100可包括电压传感器的平面或线性阵列。多个电压传感器的输出可与RF图像一起用于生成复合图像。在一个实施方案中，电压传感器111可不具有相对于RF传感器组件122的固定位置。例如，电压传感器111可通过电缆脱离RF成像设备100的主体。因此，不论RF传感器组件122的位置如何，用户都可灵活地将电压传感器111定位在相对于表面的各种不同位置处。脱离的电压传感器可具有位置传感器或位移传感器。基于由位置传感器或位移传感器输出的位置数据或位移数据，可捕获脱离的电压传感器相对于RF图像的位置及其感测场。需注意，尽管图33至图36B描述了具有一个或多个电压传感器的RF成像设备，但是RF成像设备的其他实施方案可包括如本文所述的电流传感器。

图37示出了根据一个实施方案的RF成像设备100。该RF成像设备100包括湿度传感器113。该湿度传感器113包括两个探头164a,164b。该湿度传感器113可为电阻传感器。作为电阻传感器，湿度传感器113基于由在探头164a和164b之间流动的电流所遇到的电阻来测量壁或其他表面的湿度水平。探头164a和164b可用于在两个相应位置处与壁的表面接触。该湿度传感器113测量被设置在两个位置之间的壁的一部分的湿度水平。该湿度传感器113输出用于指示湿度水平的数据。

RF成像设备100的处理器102接收用于指示湿度水平的数据。处理器102还从RF传感器组件122接收反射数据。该反射数据表示由被设置在表面后方的对象反射的RF波的所感测的反射。处理器102基于该反射数据来确定被设置在表面后方的对象的RF图像158。

处理器102基于RF图像158和指示湿度水平的数据来生成复合图像156。如图37所示，处理器102被叠加在RF上，指示湿度水平166的图像可包括表示湿度水平的度量或对湿度水平的文本描述(诸如，湿或干)。

复合图像156可另选地或除此之外包括指示湿度传感器168的位置的图像。如图37所示，RF图像158在其上叠加用于指示湿度传感器113的位置168的图像。将指示湿度传感器168的位置的图像示出为标线。湿度传感器168的位置可相对于RF传感器组件122的位置为已知的或固定的。如果位置不是已知的或固定的，则用户可将指示湿度传感器168的位置的图像定位在RF图像158上。例如，用户可使用在本文中参考图1描述的输入设备116来定位用于指示湿度传感器168的位置的图像。如本文所述，除了别的之外，输入设备116可为操纵杆或滚轮，并且用户可使用输入设备116来导航到RF图像158上的位置。一旦到达位置，用户可使用输入设备116例如通过致动按钮来提供输入，以指示已到达的位置为湿度传感器168的位置。需注意，如果RF图像158被显示在触摸屏上，则用户可在期望的位置处按压触摸屏，以放置用于指示湿度传感器168的位置的图像。

在一个实施方案中，RF成像设备100可包括测量表面上的相应多个位置处的湿度水平的多个湿度传感器。处理器102可生成包括湿度传感器的位置的相应多个指示的复合图像156。对于每个湿度传感器，复合图像156可包括由相应湿度传感器检测到的湿度水平。

图38和图39示出了RF成像设备100的实施方案的后侧的透视图。RF成像设备100包括RF感测组件122，具有感测场154的电压传感器111、以及具有两个探头164a,164b的湿度传感器113。电压传感器111和湿度传感器113相对于RF传感器组件122而被设置在固定位置处。

RF成像设备100可相对于表面定位(例如使得RF传感器组件122的增益在相对于表面的方向上被最大化)。在该位置处，电压传感器111可检测被设置在表面的后方并且在位于测场154内的对象是否带电。同时，湿度传感器113可感测探头164a和164b之间的表面的一部分的湿度水平。

如本文所述，由于电压传感器111的位置相对于RF传感器组件122为已知的，因此电压传感器111(及其感测场154)的位置相对于由RF传感器组件122感测的RF图像也为已知的。类似地，湿度传感器113的探头164a,164b的位置相对于由RF传感器组件122感测的RF图像为已知的。基于探头164a,164b的位置，对湿度水平进行测量的表面的部分(例如，探头164a,164b之间)的位置相对于RF图像为已知的。

处理器102从RF传感器组件122接收反射数据、指示电压传感器111是否检测到带电对象的数据、以及指示由湿度传感器113检测到的湿度水平的数据。如参考图40所述，处理器102基于反射数据来确定RF图像158。

图40示出了根据一个实施方案的复合图像156。复合图像156基于RF图像158来生成。复合图像156包括指示电压传感器111的感测场154的位置的图像(由数字160表示)。复合图像156还包括指示由湿度传感器113测量湿度水平的表面的一部分的图像(由数字168表示)。图像160,168在感测场154和相对于RF图像的表面的一部分的相应位置上被叠加在RF图像158上。指示表面160的该部分的图像可在探头164a,164b相对于RF图像的位置之间的区域上延伸。

尽管在图40中未示出，但是复合图像156还可指示感测场中的对象是否如本文所描述的那样带电。复合图像156还可显示在表面的一部分上方感测到的湿度水平。

在一个实施方案中，探头164a,164b可为(例如，机械地或机电地)可伸缩的。RF成像设备100的操作者可缩回探头164a,164b。在探头缩回的情况下，RF成像设备100可接触表面，而没有探头164a,164b接触(或者可能标记)表面的风险。

在一个实施方案中，RF成像设备100可包括光学位置传感器组件。该光学位置传感器组件可用于确定RF成像设备100的位置、位移、和/或倾斜度。该位置可为如本文所述的绝对位置或相对位置。该倾斜度可为RF成像设备100与被设置在由表面(例如壁)限定的平面中的轴形成的角度。

图41示出了根据至少一个实施方案的RF成像设备100a的框图。RF成像设备100a包括处理器102、成像传感器104、光学位置传感器组件222、通信接口112、存储器114、输入设备116、输出设备118、以及显示器120。尽管在图41中未示出，但是RF成像设备100a还可包括如前所述的电压或电流传感器111和/或湿度传感器113。

光学位置传感器组件222可包括多个光学位置传感器。光学位置传感器可被设置在RF成像设备100a上的不同位置处。多个光学位置传感器中的一个光学位置传感器可检测(光学位置传感器，并且因此RF成像设备100a的)位移。光学位置传感器组件222输出用于表示所检测到的位移的数据。

处理器102接收用于表示所检测到的位移的数据并评估该数据。处理器102可基于所检测到的光学位置传感器的位移来确定RF成像设备100a的位置。处理器102还可基于所检测到的光学位置传感器的位移来确定RF成像设备100a在由表面限定的平面中的倾斜度。

成像传感器104(或者更确切地，RF传感器组件122或者其VL传感器128)将反射数据输出到处理器102。例如，如本文所述，反射数据可表示RF传感器组件122从表面后方的空间中的一个或多个对象检测到的RF波的反射。处理器102可使用RF反射数据来获取表面后方的区域的RF图像。作为另一示例，反射数据可表示由VL传感器128检测到的来自表面的可见光的反射。因此，反射数据可表示表面后方的空间的RF图像或表面的可见光图像。

表示所检测到的位移的数据可指示当RF传感器组件122检测到RF波的反射时，RF成像设备100a相对于RF成像设备100a的表面或倾斜度的位置。此外，表示所检测到的位移的数据可分别指示当IR传感器126或VL传感器128捕获IR图像或可见光图像时的RF成像设备100a的位置或倾斜度。

RF成像设备100a可在相对于表面的多个位置处捕获多个RF图像、IR图像、或可见光图像。处理器102可接收用于表示多个图像的数据。处理器还可接收用于表示在相应多个位置中的每个位置处检测到的RF成像设备100a的位移的数据。

处理器102可使表示位移的数据(或基于表示位移的数据而确定的位置和/或倾斜度)与反射数据或图像相关联。例如，处理器102可使反射数据或图像与在捕获反射数据或图像时所确定的位置和/或倾斜度数据相关联地存储在存储器114中。

使得RF成像设备100a的位置和/或倾斜度与反射或图像数据相关联，使得处理器102能够生成表面或表面后方的区域的全景图像。例如，该全景图像可为表面后方的空间的全景RF图像或全景IR图像，或者为表面的全景可见光图像。为了生成全景图像，处理器102可通过与图像相关联的RF成像设备的所确定的倾斜度来调整每个图像的倾斜度。然后，处理器102分别根据多个位置来对多个经调整的图像进行整理。然后，处理器102可使得全景图像(或其一部分)被显示在显示器120上，或如本文前面所述被投影在表面上。

确定RF成像设备100a的倾斜度允许调整RF成像设备100a在不同位置处的倾斜度的变化。当操作RF成像设备100a时，该变化可为RF成像设备100a的操作者以不同角度定位RF成像设备100a的结果。用于生成全景图像的组成图像将被适当地取向(例如，相对于倾斜而竖立)。

图42示出了RF成像设备100a的实施方案的后侧。RF成像设备100a包括如本文所述的具有被布置成矩阵的多个RF传感器的RF传感器组件122。RF成像设备100a还包括光学位置传感器组件222，该光学位置传感器组件包括多个光学位置传感器，多个光学位置传感器包括第一光学位置传感器和第二光学位置传感器224a,224b(在本文中全部仅以数字指代)。需注意，尽管在图42中示出了两个光学位置传感器224a,224b，但是光学位置传感器组件222可包括任何其他数量的光学位置传感器。RF成像设备100a还包括光学传感器124和多个支座226a,226b,226c(在本文中全部仅以数字指代)。

光学位置传感器组件222可被设置在RF成像设备100a的后部，使得多个光学位置传感器224中的每个光学位置传感器的感测场相对于RF成像设备100a的后侧向外。因此，当RF成像设备100a的后侧被定位成抵靠表面时，多个光学位置传感器224的感测场面向该表面。多个光学位置传感器224可位于RF传感器组件122的感测场之外，以便不妨碍RF传感器组件122的感测场并且不干扰RF图像捕获。

多个光学位置传感器224可被设置在RF成像设备100a上的不同位置处，以获取自由度并且允许倾斜度确定。多个支座226可使表面和多个光学位置传感器224横向分离。该分离允许增加多个光学位置传感器224的感测场，并检测RF成像设备100a的足够大的位移。

图43示出了根据至少一个实施方案的光学位置传感器224的示例。光学位置传感器224包括光源4302和光学传感器4304。除了别的之外，光源4302可为发出光的激光源或光源。光源4302可被暴露，使得当光源4302被定位成面向表面时，从光源发出的光到达表面并被表面反射。

光学传感器4304可为能够捕获光线并且输出用于表示所捕获的光线的数据的任何类型的传感器。例如，光学传感器4304可为激光传感器或光传感器。光学传感器4304可被定位在盖4306的后方，通过该盖形成孔4308。孔4308允许从光源4302发出并被表面反射的一部分光线到达光学传感器4304。需注意，在其他实施方案中，孔4308可被将光线聚焦在光学传感器4304上的透镜覆盖，或者盖4306可被透镜替代。

图44示出了当RF成像设备100a抵靠表面4402定位时通过第二光学位置传感器224b制成的RF成像设备100a的横截面的侧视图。如前所述，多个支座226a,226b,226c使表面4402与光学位置传感器224a和224b横向分开。光源4302使光线4404朝向表面4402发出。如果反射处于光学传感器4304的感测场4406中，则光学传感器4304捕获光线4404的反射。

光学位置传感器224可基于对表面4402进行成像来检测位移。例如，光学位置传感器224可基于表面的相关图像来识别位移的方向和大小。预期表面4402的任何部分具有可区分的图案。沿表面的位移可基于比较表面的两个图像来确定：在位移之前拍摄的第一图像和在位移之后拍摄的第二图像。可使用所观察到的表面4402的(例如，具有不同图案的)特定部分从第一图像到第二图像的空间位移确定光学位置传感器224沿由表面4402限定的至少两个轴的位移。在某些方面，光学位置传感器224可以类似于光学计算机鼠标的方式来检测沿表面4402的位移。

RF成像设备100a可有利地具有不带有透镜的孔4308。需注意，使用透镜可缩小光学传感器4304的感测场4406。缩小感测场4406可导致不准确的位移测量，特别是当表面和光学传感器4304之间的横向分离改变时。例如，如果表面和光学传感器4304之间的横向分离改变，则表面可停止处于感测场4406内。因此，位移测量可能不是基于所检测到的表面上的图案的变化来确定的。

此外，放弃使用透镜允许在壁上使斑点图案成像。如果使用透镜，则表面的成像部分可能过于集中，从而不允许基于表面的斑点图案来检测位移。

图45示出了RF成像设备100a在平面4502中的移动的表示。平面4502由x轴4504和y轴4506来限定。平面4502中的第一光学传感器位置4508a表示第一光学位置传感器224a的位置，并且平面4502中的第二光学传感器位置4508b表示第二光学位置传感器224b的位置。平面4502中的RF成像设备位置4508c表示RF成像设备100a的位置。RF成像设备位置4508c可能或可能不位于第一光学传感器位置4508a和第二光学传感器位置4508b之间。RF成像设备位置4508c可以例如是RF传感器组件122的几何中心的位置，并且可表示由RF传感器组件122捕获的RF图像的位置。此外，RF成像设备位置4508c可为IR传感器126或VL传感器128的位置，并且可分别表示由传感器捕获的IR图像或VL图像的位置或其几何中心。

在所示示例中，RF成像设备100a从参考位置4510a开始在平面4502中移动，并且连续前进至第一位置、第二位置、第三位置、第四位置、和第五位置4510b-f。当RF成像设备100a移动时，第一光学位置传感器224a输出用于指示第一光学位置传感器224a的位移的数据，并且第二光学位置传感器224b输出用于指示第二光学位置传感器224b的位移的数据。数据例如由本文所述处理器102用于确定RF成像设备100a的位置和倾斜度。

此外，在每个位置4510b-f处，RF成像设备100a可捕获RF图像、IR图像、或VL图像。图像(或者表示图像的数据)可与所确定的RF成像设备100a的位置或倾斜度(或表示位置或倾斜度的数据)相关联地存储。位置和倾斜度可用于从在表面上的不同位置诸如位置4510a-f捕获的组成图像生成全景RF图像、IR图像或VL图像。

图46示出了如图45所示移动的RF成像设备100a的所捕获的图像和位置跟踪的示例。当RF成像设备100a在多个时间点4602移动时，成像传感器104输出用于表示相应多个图像4604的数据。此外，第一光学位置传感器224a输出用于表示分别与多个图像4604对应的第一光学位置传感器224a的多个位移4606的数据。第二光学位置传感器224b输出用于表示分别与多个图像4604对应的第二光学位置传感器224b的多个位移4608的数据。

处理器102基于第一光学位置传感器224a的多个位移4606和第二光学位置传感器224b的多个位移4608来确定RF成像设备100a的相应多个位置4610和相应多个倾斜度4612。

表示多个图像4604的数据可分别与表示第一光学位置传感器224a的多个位移4606的数据和表示第二光学位置传感器224b的多个位移4608的数据相关联地存储在存储器114中。除此之外或另选地，表示多个图像4604的数据可分别与多个所检测到的位置4610和多个所检测到的倾斜4612相关联地存储在存储器114中。

返回参考图45，参考位置4510a可用作对位置确定的参考。当RF成像设备100a从参考位置4510a移动到第一位置4510b时，成像传感器104在第一位置4510b处捕获图像。如本文所述，图像可为RF图像、IR图像或VL图像。成像传感器104将表示图像的数据输出到处理器102。在第一位置4510b处，第一光学位置传感器224a检测第一光学位置传感器224a从参考位置4510a到第一位置4510b的位移。第一光学位置传感器224a将表示位移的数据输出到处理器102。类似地，第二光学位置传感器224b检测第二光学位置传感器224b从参考位置4510a到第一位置4510b的位移。第二光学位置传感器224b将表示位移的数据输出到处理器102。

在该示例中，第一光学位置传感器224a检测相对于x轴4504两个单位和相对于y轴4506两个单位的位移。第二光学位置传感器224b还检测相对于x轴4504两个单位和相对于y轴4506两个单位的位移。因为第一光学位置传感器和第二光学位置传感器224a,224b的位移相同，因此确定RF成像设备100a的倾斜度不变。此外，RF成像设备100a的位置被确定为以由第一光学位置传感器和第二光学位置传感器224a,224b检测到的位移移位。因此，RF成像设备100a的位置被确定为相对于x轴4504两个单位，并且相对于y轴4506两个单位。

然后，RF成像设备100a从第一位置4510b移动到第二位置4510c。第一光学位置传感器224a检测到相对于x轴4504一个单位并且相对于y轴4506一个单位的位移。第二光学位置传感器224b检测到相对于x轴4504为约一个单位并且相对于y轴4506为1.1个单位的位移。因为第一光学位置传感器和第二光学位置传感器224a,224b的位移不相同，因此确定RF成像设备100a的倾斜度已改变。

RF成像设备100a的倾斜度的变化为由第一光学位置传感器和第二光学位置传感器224a,224b相对于RF成像设备100a的先前确定的倾斜度而检测到的位移的函数。此外，倾斜度的变化也为两个传感器224a,224b之间的距离的函数。在该特定示例中，两个传感器224a,224b之间的距离被取为约0.6个单位。

在第二位置4510c处，第二光学位置传感器224b在y轴上的位移比第一光学位置传感器224a在y轴上的位移大0.1个单位，RF成像设备100a的倾斜度被确定为9.6°(假定两个传感器224a,224b之间的距离为0.6个单位)。此外，考虑到RF成像设备100a的位置被假定为位于两个传感器224a,224b之间的中间位置，RF成像设备100a的新位置相对于x轴为3个单位并且相对于y轴为3.05个单位。

RF成像设备100a然后被移动到第三位置4510d。第一光学位置传感器224a检测到相对于x轴4504一个单位并且相对于y轴4506一个单位的位移。第二光学位置传感器224b检测到相对于x轴4504为约一个单位并且相对于y轴4506为1.2个单位的位移。因为在y轴方向上第二光学位置传感器224b比第一光学位置传感器224a检测到更大的位移，所以RF成像设备100a已相对于x轴进一步倾斜。现在第一光学位置传感器224a的y轴坐标比第二光学位置传感器224b的y轴坐标大0.3个单位。考虑到两个传感器224a,224b之间的水平距离为0.6个单位，因此确定相对于x轴的新倾斜角度为30°。此外，RF成像设备的位置被确定为(4,4.15)。

需注意，尽管在上面的示例中RF成像设备100a的位置被假定为第一光学位置传感器和第二光学位置传感器224a,224b之间的中间位置，但是在各种实施方案中，RF成像设备100a的位置可被设定为在几何上位于相对于第一光学位置传感器和第二光学位置传感器224a,224b的任何位置。例如，RF成像设备100a的位置可被定义为在第一光学位置传感器224a上方两个单位，并且因此可基于所检测到的第一光学位置传感器224a的位置来确定。

然后，RF成像设备100a被移动到第四位置4510e。第一光学位置传感器224a检测到相对于x轴4504为一个单位并且相对于y轴4506为-1单位的位移。第二光学位置传感器224b检测到相对于x轴4504为约一个单位并且相对于y轴4506为-1.5个单位的位移。基于所检测到的位移，RF成像设备100a的倾斜度被确定为相对于x轴-19.5°。此外，RF成像设备的位置被确定为(5,2.9)。

然后，RF成像设备100a从第四位置4510e移动到第五位置4510f。第一光学位置传感器224a检测到相对于x轴4504为零单位并且相对于y轴4506为-1.2单位的位移。第二光学位置传感器224b检测到相对于x轴4504为约零单位并且相对于y轴4506为-1个单位的位移。

所检测到的位移指示第一光学位置传感器和第二光学位置传感器224a,224b水平对准。因此，RF成像设备100a不倾斜(即，所检测到的倾斜度为0°)。此外，RF成像设备100a的新位置被确定为(5,1.8)。

需注意，即使上述示例假定第一光学位置传感器和第二光学位置传感器224a,224b在RF成像设备100a中水平对准，但是两个传感器224a,224b可具有不同类型的对准。例如，两个传感器224a,224b可不水平或垂直对准，或者可仅垂直对准。

在一个实施方案中，可使用光学位置传感器224来检测如本文中参考图16所述的标记。该标记可具有相对于表面的已知位置。作为检测标记的结果，可基于所检测到的相对于标记的位移来确定RF成像设备100a的绝对位置。

在一个实施方案中，可执行失落检测以用于改善位置检测。使用光学位置传感器224允许协调由多个光学位置传感器224中的一个或多个检测到的发散位移测量。例如，如果由于测量误差而由两个光学位置传感器224检测到的位移发散，则为了确定RF成像设备100a的位置，可忽略由传感器中的一个传感器检测到的位移。另选地，位移可被确定为多个位移测量的函数。例如，位移可被确定为多个位移测量的平均值、中值、最大值、最小值、或另一函数。

在一个实施方案中，RF成像设备可包括参考图1所述的倾斜传感器110和参考图41描述的光学位置传感器组件222两者。可为惯性测量单元(IMU)的倾斜传感器110可输出用于表示RF成像设备的所检测到的倾斜度的数据。光学位置传感器组件222可用作倾斜传感器110的冗余，或者反之亦然。例如，如果由光学位置传感器组件222或其光学位置传感器224输出的位移数据存在误差，则可使用由倾斜传感器110输出的数据来确定RF成像设备的倾斜度。例如，如果由光学位置传感器组件222输出的数据指示两个光学位置传感器224之间的距离大于传感器224之间的已知距离，则被认为存在误差(即基于传感器224在RF成像设备中所处的位置)。RF成像设备的倾斜度也可被确定为由倾斜传感器110检测到的倾斜度和由光学位置传感器组件222检测到的倾斜度的函数(诸如除了别的之外的平均值、中值、最小值、或最大值)。

需注意，表面的光滑度或粗糙度和由光学位置传感器224捕获的图像的信噪比(SNR)之间存在关系。因为预期粗糙表面比光滑表面具有更多的阴影区域，所以粗糙表面的图像的SNR将比光滑表面的图像的SNR低。因此，期望光滑表面的图像的SNR更接近光学位置传感器224的SNR(或者光学位置传感器224被配置的统计最大SNR)。

光学位置传感器224可输出用于表示表面的图像的所检测到的SNR的数据。该数据可由处理器102接收。处理器102可利用表示所检测到的SNR的数据来缩放由光学位置传感器224输出的位移。缩放位移可包括将位移乘以系数。缩放位移将由光学位置传感器224输出的位移转换为表面上的距离。

例如，处理器102可使用被存储在存储器114中的查找表来缩放由光学位置传感器224输出的位移。该查找表可使(例如，如光学位置传感器224所报告的)SNR或SNR的范围与缩放系数相关联。处理器102可使用查找表基于所报告的SNR来识别缩放系数。缩放系数也可为所报告的SNR和光学位置传感器224的最大分辨率或SNR的函数。例如，缩放系数可为光学位置传感器224的最大SNR与表面或其图像的所报告的SNR之间的差值的函数。

可组合以上所述的各种实施方案以提供另外的实施方案。鉴于上文的详细说明，可对这些实施方案作出这些和其他改变。一般来讲，在随后的权利要求中，所使用的术语不应被解释成将权利要求限制到在本说明书和权利要求书中公开的具体实施方案中，而应被解释成包括所有可能的实施方案以及由此类权利要求所赋予的等同形式的全部范围。因此，权利要求并不受本公开内容限定。

Claims (18)

1.一种射频(RF)成像设备，包括：

RF传感器组件，所述RF传感器组件被配置为接收用于捕获被设置在表面后方的空间的一部分的RF图像的RF信号并输出用于表示所述RF信号的数据；

光学位置传感器组件，所述光学位置传感器组件至少包括第一光学位置传感器和第二光学位置传感器，其中每个光学位置传感器被设置在所述RF成像设备上的不同位置处，并且其中每个光学位置传感器被配置为检测所述相应光学位置传感器的位移并输出用于表示所检测到的位移的相应数据；

存储器；和

处理器，所述处理器被配置为：

接收用于表示所述RF信号的所述数据；

至少部分地基于表示所述RF信号的所述数据来确定所述RF图像；

接收用于表示所述第一光学位置传感器和所述第二光学位置传感器的所检测到的位移的所述数据；

至少部分地基于表示所检测到的位移的所述数据来确定所述RF成像设备的位置和倾斜度两者；并且

在所述存储器中使所述RF成像设备的所述位置和所述倾斜度与所确定的RF图像相关联。

2.根据权利要求1所述的RF成像设备，其中所述处理器被配置为通过以下操作来确定所述RF成像设备的所述位置：

识别所述RF成像设备的先前位置；

识别所述第一光学位置传感器的第一位移和所述第二光学位置传感器的第二位移；并且

通过基于所识别的第一位移和第二位移使所述先前位置偏移来确定所述RF成像设备的所述位置。

3.根据权利要求1所述的RF成像设备，其中所述处理器被配置为通过以下操作来确定所述RF成像设备的所述倾斜度：

识别所述第一光学位置传感器和所述第二光学位置传感器中的每一者的先前位置；

通过使所述光学位置传感器的所述先前位置偏移所述光学位置传感器的相应的所检测到的位移针对所述第一光学位置传感器和所述第二光学位置传感器中的每一者来确定所述相应光学位置传感器的当前位置；并且

基于所述第一光学位置传感器和所述第二光学位置传感器中的每一者的所述当前位置和所述先前位置之间的差异来确定所述RF成像设备的所述倾斜度。

4.根据权利要求1所述的RF成像设备，其中所述倾斜度为相对于位于由所述表面限定的平面中的轴的角度。

5.根据权利要求1所述的RF成像设备，其中所述处理器被配置为：

确定在相应多个位置处并且以所述RF成像设备的相应多个倾斜度捕获的多个RF图像；并且

基于所述多个RF图像、所述相应多个位置、以及所述相应多个倾斜度来组合所述表面后方的所述空间的全景RF图像。

6.根据权利要求5所述的RF成像设备，其中所述处理器被配置为通过以下操作来组合所述全景RF图像：

使所述多个RF图像分别倾斜所述多个倾斜度；并且

根据所述多个位置而分别对所述多个倾斜的RF图像进行整理。

7.根据权利要求1所述的RF成像设备，其中所述处理器被配置为：

将所述第一光学位置传感器和所述第二光学位置传感器的所检测到的位移缩放某个缩放系数。

8.根据权利要求7所述的RF成像设备，其中所述缩放系数至少部分地

基于所述表面的表面类型和由所述第一光学位置传感器或所述第二光学位置传感器报告的所述表面的图像的信噪比(SNR)中的至少一者。

9.根据权利要求1所述的RF成像设备，其中所述第一光学位置传感器或所述第二光学位置传感器包括被配置为在不使用透镜的情况下捕获所述光学传感器的感测场中的对象的图像的光学传感器。

10.一种方法，包括：

由位于射频(RF)成像设备上的光学位置传感器组件中的第一光学位置传感器来检测第一位移并且由第二光学位置传感器来检测第二位移；

由耦接至所述光学位置传感器组件的处理器至少部分地基于所检测到的第一位移和第二位移来确定所述RF成像设备的位置；

由所述处理器至少部分地基于所检测到的第一位移和第二位移来确定所述RF成像设备的倾斜度；并且

在存储器中使所述RF成像设备的所述位置和所述倾斜度与表示被设置在表面后方的空间的一部分的由所述RF成像设备捕获的RF图像的数据相关联。

11.根据权利要求10所述的方法，其中至少部分地基于所检测到的第一位移和第二位移来确定所述RF成像设备的所述位置包括：

选择所检测到的第一位移或所检测到的第二位移；并且

至少部分地基于所选择的第一位移或所选择的第二位移来确定所述RF成像设备的所述位置。

12.根据权利要求11所述的方法，其中选择所检测到的第一位移或所检测到的第二位移包括选择所检测到的第一位移和第二位移中的最大位移、所检测到的第一位移和第二位移中的最小位移、以及所检测到的第一位移和第二位移的中值中的至少一者。

13.根据权利要求7所述的方法，其中确定所述RF成像设备的所述位置包括：

识别所述RF成像设备的先前位置；并且

至少部分地基于所检测到的第一位移和第二位移通过使所述先前位置偏移来确定相对位置。

14.根据权利要求10所述的方法，其中确定所述RF成像设备的所述倾斜度包括：

识别所述第一光学位置传感器和所述第二光学位置传感器的先前位置；

针对所述第一光学位置传感器和所述第二光学位置传感器通过使所述先前位置分别偏移所述第一位移和所述第二位移来确定当前位置；并且

基于所述第一光学位置传感器和所述第二光学位置传感器的所述当前位置和所述先前位置之间的差异来确定所述倾斜度。

15.根据权利要求10所述的方法，还包括：

确定在相应多个位置处并且以所述RF成像设备的相应多个倾斜度捕获的多个RF图像；并且

基于所述多个RF图像、所述相应多个位置、以及所述相应多个倾斜度来组合表面后方的空间的全景RF图像。

16.根据权利要求15所述的方法，其中组合所述表面后方的所述空间的所述全景RF图像包括：

使所述多个RF图像分别倾斜所述多个倾斜度；并且

根据所述多个位置而分别对所述多个倾斜的RF图像进行整理。

17.根据权利要求10所述的方法，包括：

将所检测到的第一位移和第二位移缩放某个缩放系数。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述缩放系数至少部分地基于所述表面的表面类型和由所述第一光学位置传感器或所述第二光学位置传感器报告的所述表面的所述图像的信噪比中的至少一者。