[發(fā)明專利]一種毫米波主動(dòng)式三維全息成像的人體安檢系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110334768.9
• 申請(qǐng)日: 2011-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102426361A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 年豐;方維海;溫鑫;吳翔;王威;張冰;李宏宇;王暖讓;李闖;王凱讓;寇鵬;王哲;楊于杰;馮克明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京無(wú)線電計(jì)量測(cè)試研究所
• 主分類號(hào): G01S13/90
• 分類號(hào): G01S13/90
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 王德楨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種人體安檢系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及基于毫米波主動(dòng)式的高速柱狀旋轉(zhuǎn)掃描的三維全息成像的人體安檢系統(tǒng)和掃描方法。

背景技術(shù)

國(guó)際反恐形式的緊迫對(duì)人體安檢提出了多方面新的需求，首先需要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)人體衣物掩蓋下的物品實(shí)現(xiàn)非脫衣式三維全息成像檢測(cè)，提高識(shí)別可疑物品的效率；第二、需要擴(kuò)展檢測(cè)能力，能夠?qū)饘偌胺墙饘傥锲穼?shí)現(xiàn)檢測(cè)，包括槍支、刀具、炸藥、毒品、光盤、現(xiàn)金、液體、芯片、陶瓷等；第三、需要在保障以上需求的基礎(chǔ)上降低安檢系統(tǒng)探測(cè)手段對(duì)人體健康的危害。

可用于人體安檢的現(xiàn)有技術(shù)手段包括：金屬探測(cè)、X射線成像、主、被動(dòng)毫米波探測(cè)等。

傳統(tǒng)的人員安檢系統(tǒng)基本采用金屬物體探測(cè)門和手持式金屬探測(cè)器對(duì)人體進(jìn)行金屬違禁品探測(cè)，這種方式無(wú)法探測(cè)出隱匿攜帶的非金屬違禁品，如毒品、炸藥等，給安防帶來(lái)隱患。

近年來(lái)，國(guó)際上出現(xiàn)了低輻射劑量的X射線人體安檢儀可以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬及非金屬目標(biāo)的探測(cè)，由于其對(duì)人員身體存在輻射危害，不被公眾所接受，難以在日常安檢中推廣使用。

相比之下，毫米波探測(cè)技術(shù)具有能夠穿透人體衣物，對(duì)人體輻射劑量小，實(shí)現(xiàn)較成像，能夠識(shí)別各類金屬及非金屬違禁品等諸多優(yōu)點(diǎn)，近十年來(lái)隨著毫米波技術(shù)的發(fā)展和器件成本的降低，在人體安檢中正逐步引起重視。毫米波探測(cè)技術(shù)可分為被動(dòng)式探測(cè)和主動(dòng)式探測(cè)，被動(dòng)式探測(cè)技術(shù)是利用物體自發(fā)輻射的微波亮溫度，通過(guò)焦平面陣列微波輻射機(jī)、合成綜合孔徑微波輻射計(jì)等方式實(shí)現(xiàn)對(duì)被觀測(cè)物體的成像，目前這種方式存在成像精度不高、系統(tǒng)觀測(cè)實(shí)時(shí)性差的問(wèn)題，目前無(wú)法進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用。

主動(dòng)式毫米波人體安檢系統(tǒng)，主要利用平面合成孔徑技術(shù)、柱面合成孔徑技術(shù)。其中：平面合成孔徑技術(shù)產(chǎn)生三維全息立體圖像的能力不足，目前利用柱面合成孔徑技術(shù)成為主動(dòng)式毫米波人體安檢系統(tǒng)的發(fā)展方向。

毫米波主動(dòng)式高速柱狀旋轉(zhuǎn)掃描三維成像人體安檢系統(tǒng)采取了毫米波主動(dòng)式柱狀合成孔徑技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)待檢人員的非脫衣式安全檢測(cè)。這種安檢系統(tǒng)采取了開(kāi)關(guān)天線陣列圓周方向機(jī)械帶動(dòng)的旋轉(zhuǎn)掃描和豎直方向電切換掃描相結(jié)合的探測(cè)方式。

但現(xiàn)有的安檢系統(tǒng)均為單一開(kāi)關(guān)天線陣列，使用單一開(kāi)關(guān)陣列天線對(duì)待檢人員進(jìn)行掃描探測(cè)的方式延長(zhǎng)了對(duì)待檢人員的掃描時(shí)間，降低了安檢效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種毫米波主動(dòng)式三維全息成像的人體安檢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)待檢人員的快速檢測(cè)。

本發(fā)明的毫米波主動(dòng)式三維全息成像的人體安檢系統(tǒng)包括：

具有出入口的圓柱狀主體框架，形成第一掃描區(qū)域，第二掃描區(qū)域和待掃描區(qū)域；

第一毫米波收發(fā)機(jī)和第二毫米波收發(fā)機(jī)；

與所述第一毫米波收發(fā)機(jī)連接的第一毫米波開(kāi)關(guān)天線陣列，和與所述第二毫米波收發(fā)機(jī)連接的第二毫米波開(kāi)關(guān)天線陣列；

旋轉(zhuǎn)掃描驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)所述第一毫米波開(kāi)關(guān)天線陣列和所述第二毫米波開(kāi)關(guān)天線陣列對(duì)向旋轉(zhuǎn)；

控制裝置，用于控制旋轉(zhuǎn)掃描驅(qū)動(dòng)裝置以及第一和第二毫米波收發(fā)機(jī)，使第一和第二毫米波開(kāi)關(guān)天線陣列分別在第一和第二掃描區(qū)域內(nèi)對(duì)所述待掃描區(qū)域進(jìn)行并行圓柱旋轉(zhuǎn)掃描；以及

并行圖像處理裝置，用于根據(jù)來(lái)自第一和第二毫米波收發(fā)機(jī)的采集數(shù)據(jù)及該采集數(shù)據(jù)的空間位置信息合成待檢人員的三維全息圖像。

進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)掃描驅(qū)動(dòng)裝置包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的轉(zhuǎn)動(dòng)臂，所述第一毫米波開(kāi)關(guān)天線陣列和第二毫米波開(kāi)關(guān)天線陣列分別設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)臂上。

進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)掃描驅(qū)動(dòng)裝置包括光柵角度信息輸出單元，用于輸出所述第一和第二毫米波開(kāi)關(guān)天線陣列的旋轉(zhuǎn)角度信息。

進(jìn)一步地，所述第一毫米波開(kāi)關(guān)天線陣列和所述第二毫米波開(kāi)關(guān)天線陣列對(duì)向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)范圍為120度。

進(jìn)一步地，所述第一和第二毫米波收發(fā)機(jī)分別包括時(shí)序控制單元，所述毫米波開(kāi)關(guān)陣列天線通過(guò)所述光柵角度信息輸出單元確定水平圓周掃描方向上的列掃描位置，通過(guò)所述時(shí)序控制單元實(shí)現(xiàn)在豎直掃描方向上的掃描切換。

進(jìn)一步地，毫米波開(kāi)關(guān)天線陣列包括多個(gè)接收天線單元和相應(yīng)多個(gè)發(fā)射天線單元，接收天線單元和發(fā)射天線單元分列交錯(cuò)排列，并且各天線單元之間等間隔排布。

進(jìn)一步地，所述天線為喇叭天線和/或介質(zhì)桿天線，所述開(kāi)關(guān)為單刀多擲堆疊組合形式用于對(duì)天線單元的切換。

進(jìn)一步地，各毫米波收發(fā)機(jī)向相應(yīng)的毫米波開(kāi)關(guān)天線陣列提供步進(jìn)頻率連續(xù)波，工作頻率范圍為12到50GHz。