[發明專利]基于毫米波全息三維成像的人體安檢系統及方法

在審

• 申請號: 201910732838.2
• 申請日: 2015-12-25
• 公開（公告）號: CN110632593A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 祁春超;趙術開;劉俊成;吳光勝;丁慶;賈成艷;劉貝貝;張艷東;劉艷麗
• 申請（專利權）人: 華訊方舟科技有限公司;深圳市太赫茲科技創新研究院
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89;G01V8/10
• 代理公司: 11446 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 冷文燕;丁航

本發明公開了一種基于毫米波全息三維成像的人體安檢系統及方法，包括檢測室、機械掃描機構、毫米波信號收發單元、圖像處理單元和報警單元；機械掃描機構用于驅動毫米波信號收發單元同時在水平和垂直方向相對于待安檢人員運動；毫米波信號收發單元用于向待安檢人員發射毫米波信號，并接收從待安檢人員反射的毫米波信號；圖像處理單元用于根據反射的毫米波信號對待安檢人員的人體進行全息三維成像，得到人體的三維圖像；報警單元用于將人體的三維圖像與預存在報警單元內的安全人體三維圖像進行比對，若不匹配，則報警單元發出警報。本發明采用機械掃描代替電掃描，價格低廉；結構簡單，生產周期短；分辨率高；成像時間快；用途非常廣泛。

分案申請相關信息

本申請是申請日為2015年12月25日、申請號為201510992149.7，發明名稱為“基于毫米波全息三維成像的人體安檢系統及方法”的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種人體安檢系統，尤其涉及一種基于毫米波全息三維成像的人體安檢系統及方法。

背景技術

近年來，安全問題日益得到世界人民的關注，對安檢系統的可靠性與智能化也提出了更高的要求。傳統的金屬探測器只能對近距離小范圍目標進行檢測，效率低，已遠遠不能滿足安檢的需求。盡管X光等各種射線具有很強的穿透力，但會對被測人體造成輻射傷害，即使當前存在低輻射劑量的X光機，但其依然不容易被公眾接受。紅外線是靠物體表面溫度成像，在有織物遮擋的情況下無法清晰成像。而毫米波成像系統不僅可以檢測出隱藏在織物下的金屬物體，還可以檢測出塑料手槍，炸藥等危險品，獲得的信息更加詳盡、準確，可以大大地降低誤警率。因此，近年來毫米波成像技術在人員安檢等方面得到了更加廣泛的應用。

毫米波成像系統一般有主動和被動兩種工作模式。被動毫米波PMMW(PassiveMillimeter Wave)成像系統基本原理是基于自然界中的任何物體都不停地輻射電磁波，該電磁波由不同頻率的非相關波組成，它們是隨機的，并具有很寬的頻譜和不同的極化方向，不同的物體在不同波段的輻射率不同。被動毫米波成像是指依靠35GHz、94GHz、140GHz、220GHz毫米波的大氣傳播窗口，接收目標及背景亮溫的微小差異以區別不同的物體(Appleby.R.,et al.IEEE Transactions on,2007,55(11):2944-2956)。目標的亮溫主要由3部分組成，即自身的輻射、對環境噪聲的反射和背景噪聲的透射。相對介電常數較高或導電率較高的物質，輻射率較小，反射率較高。在相同的溫度下，高導電材料相比低導電材料的輻射溫度低，即較冷。

一般來說，被動毫米波成像系統由接收天線、毫米波輻射計、掃描機構和信號處理單元組成。系統的溫度分辨率和空間分辨率是衡量成像效果的重要參數。相對于室外成像，室內成像需要更高的溫度分辨率。

上世紀90年代中期美國就開始進行了第一代毫米波輻射計成像系統的研究工作，早期的毫米波成像系統普遍存在的問題就是掃描時間長、靈敏度不足等問題。被動毫米波焦平面陣列成像系統具有代表性成果的研究機構針對以上問題都做出了不同的應對方案和產品。比如美國Millivision公司的Millivision檢測門，該系統采用線掃描結構，接收器為4排，每排64個，相鄰兩排縱向間隔為每排中兩單元間隔的1/4。系統在1m遠處視場為1.92m×0.768m，分辨率為3mm×3mm，像素為640×256。每幅圖像成像時間為10s(HugueninG.Richard.SPIE,1997,2938:152-159)；Brojot公司開發的商用實時隱藏武器偵測照相機；TRW公司的由1040個W波段接收機集成的FPA(焦平面陣列)的3mm室外成像系統等等。雖然被動毫米波成像系統結構簡單，實現成本較低，但是成像時間太長，成像分辨率較低，無法具體實用化和商業化，所以很多研究機構都隨之轉向主動毫米波成像系統的研究。