毫米波/太赫兹波成像设备及对人体或物品的检测方法技术

公开了一种毫米波/太赫兹波成像设备及对人体或物品的检测方法，该成像设备包括准光学组件和毫米波/太赫兹波探测器阵列，准光学组件适用于将n个被检对象自发辐射或反射回来的波束分别反射并汇聚至毫米波/太赫兹波探测器阵列，其中，n大于等于2，准光学组件包括反射板，n个被检对象围绕反射板间隔设置，且反射板能够绕竖直轴线转动以分别接收并反射来自n个被检对象位于视场不同水平位置的部分的波束；以及毫米波/太赫兹波探测器阵列适用于接收来自准光学组件的波束。该成像设备能够对位于反射板的周向不同位置处的n个被检对象进行成像，因而提高了检测效率，且控制简单、成本低。

Millimeter Wave/THz Wave Imaging Equipment and Detection Method for Human or Articles

A millimeter wave/terahertz wave imaging device and a detection method for human body or articles are disclosed. The imaging device includes quasi-optical components and millimeter wave/terahertz wave detector arrays. Quasi-optical components are suitable for reflecting and convergence of N spontaneously emitted or reflected beams to millimeter wave/terahertz wave detector arrays, where n is greater than or equal to 2, quasi-optical group. The device includes a reflecting plate, n objects are spaced around the reflecting plate, and the reflecting plate can rotate around the vertical axis to receive and reflect the beams from different horizontal positions of the field of view of n objects, and the millimeter wave/terahertz wave detector array is suitable for receiving the beams from quasi-optical components. The imaging device can image n objects located at different positions around the reflector plate, thus improving the detection efficiency, simple control and low cost.

【技术实现步骤摘要】
毫米波/太赫兹波成像设备及对人体或物品的检测方法
本公开涉及成像
，特别是涉及一种毫米波/太赫兹波成像设备以及利用该毫米波/太赫兹波成像设备对人体或物品进行检测的方法。
技术介绍
在当前国内外防恐形势日益严峻的形势下，恐怖分子利用隐匿方式随身携带刀具、枪支、爆炸物等危险物品对公共安全构成了严重的威胁。基于被动式毫米波/太赫兹波的人体安检技术，具有独特的优点，通过检测目标本身的毫米波/太赫兹波辐射实现成像，无需主动辐射，对人体进行安检，利用毫米波/太赫兹波的穿透能力实现藏匿危险物的检测。然而现有的毫米波/太赫兹波成像设备效率较低。
技术实现思路
本公开的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。根据本公开一个方面的实施例，提供了一种毫米波/太赫兹波成像设备，包括准光学组件和毫米波/太赫兹波探测器阵列，所述准光学组件适用于将n个被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波分别反射并汇聚至所述毫米波/太赫兹波探测器阵列，其中，n大于等于2，所述准光学组件包括反射板，n个所述被检对象围绕所述反射板间隔设置，且所述反射板能够绕其竖直轴线转动以分别接收并反射来自n个所述被检对象位于视场不同水平位置的部分的毫米波/太赫兹波；以及所述毫米波/太赫兹波探测器阵列适用于接收来自所述准光学组件的毫米波/太赫兹波。在一些实施例中，该毫米波/太赫兹波成像设备还包括壳体，所述准光学组件和所述毫米波/太赫兹波探测器阵列位于所述壳体内，所述壳体的周向侧壁上分别设置有供每个所述被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波穿过的窗口。在一些实施例中，该毫米波/太赫兹波成像设备还包括适用于驱动所述反射板绕其竖直轴线转动的旋转机构，所述旋转机构包括：门型架，所述门型架包括基部以及分别与所述基部的两端连接的竖直部，所述反射板至少部分地设置在所述门型架的内部；以及旋转驱动装置，所述旋转驱动装置与所述门型架连接，并适用于驱动所述门型架绕所述竖直轴线转动，以带动所述反射板绕所述竖直轴线转动。在一些实施例中，该毫米波/太赫兹波成像设备还包括适用于驱动所述反射板俯仰摆动的俯仰摆动机构。在一些实施例中，所述俯仰摆动机构包括：曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构的曲柄与所述反射板连接，并与所述门型架的竖直部转动式连接，所述曲柄连杆机构的连杆与所述门型架滑动连接，以通过所述连杆相对于所述门型架的滑动来带动所述曲柄的转动，进而带动所述反射板的俯仰摆动；俯仰摆动驱动装置，所述俯仰摆动驱动装置适用于驱动所述连杆相对于所述门型架的滑动运动。在一些实施例中，所述曲柄采用半圆形板，所述半圆形板的直径部分与所述反射板连接。在一些实施例中，所述壳体内还包括适用于安装所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的探测器平台。在一些实施例中，所述光学组件还包括适用于汇聚来自所述反射板的毫米波/太赫兹波的聚焦透镜，所述聚焦透镜沿光束的路径位于所述反射板和所述毫米波/太赫兹波探测器阵列之间。在一些实施例中，该毫米波/太赫兹波成像设备还包括适用于安装所述聚焦透镜的透镜支架，所述透镜支架设置在所述探测器平台的上方。在一些实施例中，所述毫米波/太赫兹波探测器阵列中的多个探测器呈线性分布或双列交错排布。在一些实施例中，该毫米波/太赫兹波成像设备还包括：数据处理装置，所述数据处理装置与所述毫米波/太赫兹波探测器阵列连接以分别接收来自所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的对于n个所述被检对象的图像数据并生成毫米波/太赫兹波图像；和显示装置，所述显示装置与所述数据处理装置相连接，用于接收和显示来自所述数据处理装置的毫米波/太赫兹波图像。在一些实施例中，该毫米波/太赫兹波成像设备还包括校准源，所述校准源在所述准光学组件的物面上，所述数据处理装置接收来自所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的对于所述校准源的校准数据，并基于所述校准数据更新n个所述被检对象的毫米波/太赫兹波图像数据。在一些实施例中，所述校准源的长度方向平行于所述反射板的所述竖直轴线，所述校准源的长度大于等于所述毫米波/太赫兹波探测器阵列在平行于所述竖直轴线方向上的视场大小。在一些实施例中，该毫米波/太赫兹波成像设备还包括适用于采集n个被检对象的光学图像的光学摄像装置，所述光学摄像装置与所述显示装置连接。在一些实施例中，所述显示装置包括显示屏，所述显示屏包括适用于显示所述毫米波/太赫兹波图像的第一显示区以及适用于显示所述光学摄像装置所采集的光学图像的第二显示区。在一些实施例中，该毫米波/太赫兹波成像设备还包括报警装置，所述报警装置与所述数据处理装置连接，以使得当所述数据处理装置识别出所述毫米波/太赫兹波图像中的可疑物品时发出指示该毫米波/太赫兹波图像存在可疑物品的警报。在一些实施例中，8≥n≥2。根据本公开的另一方面，还提供了一种利用上述毫米波/太赫兹波成像设备对人体或物品进行检测的方法，包括以下步骤：S1：驱动反射板绕竖直轴线转动，以使得所述反射板依次转动到第1检测区域至第n检测区域，并通过毫米波/太赫兹波探测器阵列分别接收关于第1被检对象至第n被检对象的图像数据；S2：将毫米波/太赫兹波探测器阵列所获得的对于第1被检对象至第n被检对象的图像数据发送给数据处理装置；以及S3：利用所述数据处理装置分别对第1被检对象至第n被检对象的图像数据进行重建以生成第1被检对象至第n被检对象的毫米波/太赫兹波图像。在一些实施例中，在步骤S1中，在第i检测区域中，所述反射板绕所述竖直轴线每旋转一定角度，俯仰摆动机构驱动所述反射板在竖直方向上摆动Nv次，以依次对第i被检对象位于所述视场不同竖直位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射，旋转机构驱动所述反射板绕所述竖直轴线旋转Nh次，以依次对所述第i被检对象位于所述视场不同水平位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射，其中，n≥i≥1。在一些实施例中，在步骤S1中，所述反射板完成对第i被检对象所在的视场竖直范围的反射所需要摆动的次数Nv通过下式计算：式中，[]表示向上取整；L为视场中心到反射板中心的距离；H0为探测器排列的静态视场；θm为第i检测区域所对应的视场竖直范围H所对应的视场角度。在一些实施例中，完成对第i被检对象所在的视场水平范围的反射所需要转动的次数Nh通过下式计算：式中，[]表示向上取整；V为第i检测区域所对应的视场水平范围；d为两个相邻的探测器的中心间距；L1为物距；L2为像距。在一些实施例中，该方法还包括以下步骤：当所述反射板转动到校准区域时，通过所述毫米波/太赫兹波探测器阵列接收关于校准源的校准数据；基于所接收的所述校准源的校准数据更新所接收的第1被检对象至第n被检对象的图像数据。在一些实施例中，基于所接收的所述校准源的校准数据更新所接收的所述被检对象的图像数据包括以下步骤：计算所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的所有通道在所述校准区域的多次测量输出电压的平均值每个通道的检测区域校准后的数据为每个通道的检测区域采集的数据Vi减去所述平均值然后再除以每个通道的增益定标系数ai。在一些实施例中，基于所接收的所述校准源的校准数据更新所接收的所述被检对象的图像数据包括以下步骤：使用所述毫米波/太赫兹波探测器阵列测量空气的电压值Vair(i)，i∈[1，通道数]，并计算所有通道的空气的平均电压值设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毫米波/太赫兹波成像设备，包括准光学组件和毫米波/太赫兹波探测器阵列，所述准光学组件适用于将n个被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波分别反射并汇聚至所述毫米波/太赫兹波探测器阵列，其中，n大于等于2，所述准光学组件包括反射板，n个所述被检对象围绕所述反射板间隔设置，且所述反射板能够绕其竖直轴线转动以分别接收并反射来自n个所述被检对象位于视场不同水平位置的部分的毫米波/太赫兹波；以及所述毫米波/太赫兹波探测器阵列适用于接收来自所述准光学组件的毫米波/太赫兹波。

【技术特征摘要】
1.一种毫米波/太赫兹波成像设备，包括准光学组件和毫米波/太赫兹波探测器阵列，所述准光学组件适用于将n个被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波分别反射并汇聚至所述毫米波/太赫兹波探测器阵列，其中，n大于等于2，所述准光学组件包括反射板，n个所述被检对象围绕所述反射板间隔设置，且所述反射板能够绕其竖直轴线转动以分别接收并反射来自n个所述被检对象位于视场不同水平位置的部分的毫米波/太赫兹波；以及所述毫米波/太赫兹波探测器阵列适用于接收来自所述准光学组件的毫米波/太赫兹波。2.根据权利要求1所述的毫米波/太赫兹波成像设备，其中，还包括壳体，所述准光学组件和所述毫米波/太赫兹波探测器阵列位于所述壳体内，所述壳体的周向侧壁上分别设置有供每个所述被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波穿过的窗口。3.根据权利要求2所述的毫米波/太赫兹波成像设备，其中，还包括适用于驱动所述反射板绕其竖直轴线转动的旋转机构，所述旋转机构包括：门型架，所述门型架包括基部以及分别与所述基部的两端连接的竖直部，所述反射板至少部分地设置在所述门型架的内部；以及旋转驱动装置，所述旋转驱动装置与所述门型架连接，并适用于驱动所述门型架绕所述竖直轴线转动，以带动所述反射板绕所述竖直轴线转动。4.根据权利要求3所述的毫米波/太赫兹波成像设备，其中，还包括适用于驱动所述反射板俯仰摆动的俯仰摆动机构。5.根据权利要求4所述的毫米波/太赫兹波成像设备，其中，所述俯仰摆动机构包括：曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构的曲柄与所述反射板连接，并与所述门型架的竖直部转动式连接，所述曲柄连杆机构的连杆与所述门型架滑动连接，以通过所述连杆相对于所述门型架的滑动来带动所述曲柄的转动，进而带动所述反射板的俯仰摆动；俯仰摆动驱动装置，所述俯仰摆动驱动装置适用于驱动所述连杆相对于所述门型架的滑动运动。6.根据权利要求5所述的毫米波/太赫兹波成像设备，其中，所述曲柄采用半圆形板，所述半圆形板的直径部分与所述反射板连接。7.根据权利要求2所述的毫米波/太赫兹波成像设备，其中，所述壳体内还包括适用于安装所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的探测器平台。8.根据权利要求1-7中任一项所述的毫米波/太赫兹波成像设备，其中，所述光学组件还包括适用于汇聚来自所述反射板的毫米波/太赫兹波的聚焦透镜，所述聚焦透镜沿光束的路径位于所述反射板和所述毫米波/太赫兹波探测器阵列之间。9.根据权利要求8所述的毫米波/太赫兹波成像设备，其中，还包括适用于安装所述聚焦透镜的透镜支架，所述透镜支架设置在所述探测器平台的上方。10.根据权利要求1-7中任一项所述的毫米波/太赫兹波成像设备，其中，所述毫米波/太赫兹波探测器阵列中的多个探测器呈线性分布或双列交错排布。11.根据权利要求1-7中任一项所述的毫米波/太赫兹波成像设备，其中，还包括：数据处理装置，所述数据处理装置与所述毫米波/太赫兹波探测器阵列连接以分别接收来自所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的对于n个所述被检对象的图像数据并生成毫米波/太赫兹波图像；和显示装置，所述显示装置与所述数据处理装置相连接，用于接收和显示来自所述数据处理装置的毫米波/太赫兹波图像。12.根据权利要求11所述的毫米波/太赫兹波成像设备，其中，还包括校准源，所述校准源在所述准光学组件的物面上，所述数据处理装置接收来自所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的对于所述校准源的校准数据，并基于所述校准数据更新n个所述被检对象的毫米波/太赫兹波图像数据。13.根据权利要求12所述的毫米波/太赫兹波成像设备，其中，所述校准源的长度方向平行于所述反射板的所述竖直轴线，所述校准源的长度大于等于所述毫米波/太赫兹波探测器阵列在平行于所述竖直轴线方向上的视场大小。14.根据权利要求11所述的毫米波/太赫兹波成像设备，其中，还包括适用于采集n个被检对象的光学图像的光学摄像装置，所述光学摄像装置与所述显示装置连接。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵自然，游燕，李元景，马旭明，武剑，王英雷，
申请(专利权)人：清华大学，同方威视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11