[發(fā)明專利]一種毫米波稀疏陣列遠(yuǎn)程監(jiān)視成像方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910940420.0
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110794471B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟祥新;郭柳柳;余開;張軍
• 申請（專利權(quán)）人: 博微太赫茲信息科技有限公司
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10;G01S13/04;G01S7/41
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王林

本發(fā)明公開了一種毫米波稀疏陣列遠(yuǎn)程監(jiān)視成像方法及系統(tǒng)，屬于毫米波三維全息成像技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：S1：獲得回波信號；S2：插值操作；S3：快速傅里葉變換；S4：選擇距離平面；S5：頻域匹配濾波；S6：快速傅里葉逆變換；S7：時域匹配濾波；S8：相干累加；S9：得到三維復(fù)數(shù)圖像。本發(fā)明采用毫米波稀疏陣列全電子掃描成像體制，相比于傳統(tǒng)的光機(jī)掃描遠(yuǎn)場成像系統(tǒng)，存在電磁波閃爍效應(yīng)小、圖像信噪比高和成像視場范圍大的特點(diǎn)；同時所采用的信號處理成像方法較傳統(tǒng)的時域類成像方法消耗的硬件資源少、存儲空間少的優(yōu)點(diǎn)，算法流程簡單易懂，算法主體僅包含快速傅里葉變換、匹配濾波、相干累加的主體流程，計算效率高于傳統(tǒng)的時域類算法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及毫米波三維全息成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種毫米波稀疏陣列遠(yuǎn)程監(jiān)視成像方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，毫米波三維全息成像技術(shù)越來越廣泛的應(yīng)用于人身安全檢查領(lǐng)域，極大的降低了安檢人員的工作負(fù)擔(dān)，可以被應(yīng)用于海關(guān)、機(jī)場、法院和大型安保活動現(xiàn)場，是一種安全、文明、高效的安檢新模式。但是目前基于毫米波技術(shù)的人體安檢儀，均需要被安檢人員以固定姿勢站立于安檢儀的內(nèi)部，需要停留短暫時間，以進(jìn)行掃描成像，同時毫米波人體安檢儀工作于近場條件下，其成像距離一般很近，因此目前的毫米波人體安檢儀還無法真正達(dá)到高效、快速、無感知的人體安檢新要求。

目前國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)推出和報道的被動式太赫茲人體安檢儀的成像速度已經(jīng)可以達(dá)到實(shí)時，做到高效、快速、無感知的體驗感，但是被動式人體安檢儀所成圖像為二維的強(qiáng)度圖像，所包含的信息量無法與主動式毫米波人體安檢儀的三維圖像可比，并且大部分被動式太赫茲人體安檢儀采用功率式檢波器被動的接收人體輻射的太赫茲波，工作環(huán)境場景范圍內(nèi)的背景雜散信號也被無差別的接收，最終導(dǎo)致被動式太赫茲人體安檢儀對于工作環(huán)境的溫度、濕度、光照等自然條件要求比較苛刻，無法做到開放式的安檢環(huán)境，即使做到開放式的安檢環(huán)境，成像效果也不十分理想。

針對于上述分析，在人體安檢成像領(lǐng)域中，要做到真正的高效、快速、無感知的安檢要求，主動式實(shí)時成像體制亟待需要提出和實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的稀疏陣列成像方法一般是基于時域相關(guān)算法和后向投影算法來實(shí)現(xiàn)，上述算法在時域條件下進(jìn)行推導(dǎo)，計算流程較為復(fù)雜，計算效率較低，對于實(shí)時信號處理的硬件資源和存儲資源要求較高，因此，提出一種毫米波稀疏陣列遠(yuǎn)程監(jiān)視成像方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于：如何有效地提高稀疏陣列成像方法的計算效率，使計算過程更加簡單，進(jìn)而降低對實(shí)時信號處理的硬件資源和存儲資源要求，提供了一種毫米波稀疏陣列遠(yuǎn)程監(jiān)視成像方法。該成像方法采用毫米波稀疏陣列的成像方式能夠滿足實(shí)時成像的要求，基于快速傅里葉變換技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的時域算法，計算流程較為簡單，計算效率較高，且由于毫米波稀疏陣列采用全電子開關(guān)陣列，無任何機(jī)械掃描結(jié)構(gòu)，因此特別適合于人體安檢實(shí)時成像領(lǐng)域。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的，本發(fā)明包括以下步驟：

S1：獲得回波信號

建立毫米波二維稀疏陣列，其發(fā)射陣元間距為Δx_T，接收陣元間距為Δy_R，發(fā)射陣元與接收陣元通過天線開關(guān)來激活對應(yīng)的天線單元，在整個掃描過程中，獲得的回波信號為S(x_T,y_T,x_R,y_R,k)，其中x_T為發(fā)射陣列_x維度，y_T為發(fā)射陣列y維度，x_R為接收陣列_x維度，y_R為接收陣列y維度，k為頻率掃描維度；

S2：插值操作