基于线性调频的多人人体安检设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种基于线性调频的多人人体安检设备，包括扫描装置、毫米波信号收发组件和图像处理单元；所述扫描装置包括若干检测座椅、设于各所述检测座椅上的若干导轨和电机；各所述导轨上设有一组所述毫米波信号收发组件，各所述毫米波信号收发组件由所述电机驱动而相对于待安检人员运动；所述毫米波信号收发组件用于向待安检人员发射毫米波信号，并接收从待安检人员反射的毫米波信号；所述图像处理单元用于根据所述反射的毫米波信号对待安检人员的人体进行全息三维成像，得到人体的三维图像。本发明专利技术还公开了一种基于线性调频的多人人体安检方法。本发明专利技术价格低廉，结构简单，易于集成，分辨率高，单位时间内检测人数多，对人体无辐射危害。

Apparatus and method for multi person body checking based on linear frequency modulation

The invention discloses a multi human security equipment based on linear frequency modulation, including scanning devices, millimeter wave transceiver module and image processing unit; wherein the scanning device comprises a plurality of guide rail and motor seat in each of the plurality of detection and detection on the seat; the guide rail is provided with a set of the millimeter wave signal transceiver components, each of the millimeter wave transceiver module is driven by the motor and relative to the security personnel movement; the millimeter wave transceiver module for transmitting millimeter wave signal to be received from the security personnel, and security personnel to millimeter wave reflection; the image processing unit is used for 3D holographic imaging based on millimeter wave the signal of the reflection to human security personnel, and get the 3D image of the body. The invention also discloses a method for human body security checking based on linear frequency modulation. The invention has the advantages of low cost, simple structure, easy integration, high resolution, large number of detection in unit time, and no harm to human body.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种人体安检系统，尤其涉及一种基于线性调频的多人人体安检设备及方法。
技术介绍
毫米波是波长从1mm到10mm的电磁波，其频率为30GHz到300GHz，在实际工程应用中，常把毫米波的低端频率降到26GHz。在电磁波谱中，毫米波位于微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼有两种波谱的特点。与微波相比，窄波束和高增益天线易实现的特性使毫米波系统能获得较高的空间分辨率和较高的抗干扰能力，同时，毫米波系统能抑制在微波系统中因探测仰角过低而引发的多路径效应；另一方面，毫米波穿透等离子体的能力强、多普勒频移大、测速灵敏度高，并且毫米波器件的体积小、质量轻，因此毫米波系统更易集成。与红外、激光相比，毫米波在大气中传输的衰减很小，自然光和热辐射源对它几乎没有影响；在恶劣的环境和气象条件下，如云雾、烟尘等，红外、激光都无法正常工作，但毫米波能全天候地工作。正是这些独特的性质赋予了毫米波技术广泛的应用前景，尤其是在安检领域。随着国家安全与反恐形势的恶化，对公共场合人员安全的检查就变得更加重要。长期以来，公共场合人体安检广泛使用金属安检门来检测人体携带的金属物品，但它无法应对爆炸物、非金属刀具、液体危险品等非金属类物品和武器的威胁；“裸检仪”人体安检成像设备基于X射线能穿透衣物、人体皮肤等多种物质的性质，也能有效地检测人体携带的危险物品，但X射线带来的健康问题长期受到争议。据有关研究报道，X射线的电离辐射能力可以使生物细胞的生长受到抑制、破坏甚至坏死。已有研究表明，在每年数以亿计接受扫描的乘客中，出现了少量由此引发的癌症个案。基于上述原因，很多国家要求尽量不在公共场合使用“裸检仪”。因此，具备快速、安全、可靠、隐私保护等优势的毫米波人体扫描成像安检设备得到了广泛的使用，在人员安检方面发挥着不可替代的重要作用。毫米波成像机制分为被动式毫米波成像和主动式毫米波成像。被动式毫米波成像系统的优点为结构简单、实现成本低，缺点就是成像时间太长、成像分辨率差。随着毫米波器件技术的发展及毫米波器件水平的提高，主动式毫米波成像开始受到越来越多的重视。主动式毫米波成像又分合成孔径成像和全息成像两种机制。毫米波全息成像的方法源于光学全息原理，即利用电磁波的相干原理，首先发射机将高稳定的毫米波信号发射到待测目标上，接收机接收目标的回波信号并与高度相干的参考信号进行相干处理，提取出回波信号的幅度和相位信息，从而得到目标点上的散射特性，最后再通过数据和图像处理的方法就可以得到场景中的目标毫米波图像。主动式毫米波全息成像得到的毫米波图像分辨率高，再与机械扫描相配合可大大缩短成像时间，实现工程化，所以毫米波全息成像特别适合毫米波近程主动成像。综上所述，现有安检成像设备的缺点主要有：基于X射线的“裸检仪”容易漏检爆炸物、非金属刀具、液体危险品等非金属类物品和武器，且对人体伤害大；被动毫米波成像系统成像速率慢，分辨率差。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决目前X射线安检成像设备漏检概率高，对人体有附带损伤，被动毫米波成像系统成像速率慢，分辨率差的技术问题。为了解决上述技术问题，一方面，本专利技术提供一种基于线性调频的多人人体安检设备，包括扫描装置、毫米波信号收发组件和图像处理单元；所述扫描装置包括若干检测座椅、设于各所述检测座椅上的若干导轨和电机，所述检测座椅用于容纳待安检人员；各所述导轨上设有一组所述毫米波信号收发组件，各所述毫米波信号收发组件由所述电机驱动而相对于待安检人员运动；所述毫米波信号收发组件用于向待安检人员发射毫米波信号，并接收从待安检人员反射的毫米波信号；所述图像处理单元用于根据所述反射的毫米波信号对待安检人员的人体进行全息三维成像，得到人体的三维图像。进一步地，还包括报警单元，所述报警单元用于将所述人体的三维图像与预存在报警单元内的安全人体三维图像进行比对，若不匹配，则报警单元发出警报。进一步地，各所述毫米波信号收发组件包括若干毫米波信号发射单元和与其一一对应的若干毫米波信号接收单元；各所述毫米波信号发射单元包括毫米波信号发射模块及与其连接的发射天线，各所述毫米波信号接收单元包括毫米波信号接收模块及与其连接的接收天线；各所述发射天线组成发射天线阵列，各所述接收天线组成接收天线阵列；各所述毫米波信号收发组件围绕所述检测座椅上的待安检人员的身体轮廓，在所述导轨上匀速运动。进一步地，各所述毫米波信号收发组件包括64个所述毫米波信号发射单元，各所述毫米波信号发射单元分别对应一个所述毫米波信号接收单元。进一步地，所述毫米波信号发射模块包括第一独立信号源、第一定向耦合器、第一功率放大器和第一二倍频器；所述第一独立信号源输出的信号送至所述第一定向耦合器的输入端，第一定向耦合器的直通输出端连接所述第一功率放大器的输入端，所述第一功率放大器的输出端连接所述第一二倍频器的输入端，所述第一二倍频器的输出端连接所述发射天线。进一步地，所述毫米波信号接收模块包括第二独立信号源、第二定向耦合器、第一混频器、第二功率放大器、第二二倍频器、第二混频器、第三功率放大器、第三二倍频器、第三混频器及低噪声放大器；所述第二独立信号源输出的信号送至所述第二定向耦合器的输入端，第二定向耦合器的直通输出端连接所述第一混频器的中频输入端，所述第一定向耦合器的耦合端连接所述第一混频器的射频输入端，第一混频器的本振输出端连接所述第二功率放大器的输入端，所述第二功率放大器的输出端连接所述第二二倍频器的输入端，所述第二二倍频器的输出端连接所述第二混频器的本振输入端，第二混频器的射频输入端连接所述接收天线，第二混频器的中频输出端连接所述第三混频器的射频输入端；所述第二定向耦合器的耦合端连接所述第三功率放大器的输入端，所述第三功率放大器的输出端连接所述第三二倍频器的输入端，所述第三二倍频器的输出端连接所述第三混频器的本振输入端，第三混频器的中频输出端连接所述低噪声放大器的输入端，低噪声放大器的输出端连接所述图像处理单元。进一步地，所述第一独立信号源是工作频率在18.5GHz-21.5GHz的调频信号源。进一步地，还包括微控制器，所述第二独立信号源和第一独立信号源的供电装置的电源输出端连接有单刀多掷开关，所述微控制器用于控制所述单刀多掷开关的通断。进一步地，所述第二独立信号源是工作频率在50MHz的点频压控振荡源。进一步地，所述图像处理单元包括数本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于线性调频的多人人体安检设备，其特征在于，包括扫描装置、毫米波信号收发组件和图像处理单元；所述扫描装置包括若干检测座椅、设于各所述检测座椅上的若干导轨和电机，所述检测座椅用于容纳待安检人员；各所述导轨上设有一组所述毫米波信号收发组件，各所述毫米波信号收发组件由所述电机驱动而相对于待安检人员运动；所述毫米波信号收发组件用于向待安检人员发射毫米波信号，并接收从待安检人员反射的毫米波信号；所述图像处理单元用于根据所述反射的毫米波信号对待安检人员的人体进行全息三维成像，得到人体的三维图像。

【技术特征摘要】
1.基于线性调频的多人人体安检设备，其特征在于，包括扫描装置、毫米
波信号收发组件和图像处理单元；
所述扫描装置包括若干检测座椅、设于各所述检测座椅上的若干导轨和电
机，所述检测座椅用于容纳待安检人员；各所述导轨上设有一组所述毫米波信
号收发组件，各所述毫米波信号收发组件由所述电机驱动而相对于待安检人员
运动；
所述毫米波信号收发组件用于向待安检人员发射毫米波信号，并接收从待
安检人员反射的毫米波信号；
所述图像处理单元用于根据所述反射的毫米波信号对待安检人员的人体进
行全息三维成像，得到人体的三维图像。
2.根据权利要求1所述的基于线性调频的多人人体安检设备，其特征在于，
还包括报警单元，所述报警单元用于将所述人体的三维图像与预存在报警单元
内的安全人体三维图像进行比对，若不匹配，则报警单元发出警报。
3.根据权利要求1或2所述的基于线性调频的多人人体安检设备，其特征
在于，各所述毫米波信号收发组件包括若干毫米波信号发射单元和与其一一对
应的若干毫米波信号接收单元；各所述毫米波信号发射单元包括毫米波信号发
射模块及与其连接的发射天线，各所述毫米波信号接收单元包括毫米波信号接
收模块及与其连接的接收天线；各所述发射天线组成发射天线阵列，各所述接
收天线组成接收天线阵列；
各所述毫米波信号收发组件围绕所述检测座椅上的待安检人员的身体轮
廓，在所述导轨上匀速运动。
4.根据权利要求3所述的基于线性调频的多人人体安检设备，其特征在于，
各所述毫米波信号收发组件包括64个所述毫米波信号发射单元，各所述毫米波

\t信号发射单元分别对应一个所述毫米波信号接收单元。
5.根据权利要求3所述的基于线性调频的多人人体安检设备，其特征在于，
所述毫米波信号发射模块包括第一独立信号源、第一定向耦合器、第一功率放
大器和第一二倍频器；
所述第一独立信号源输出的信号送至所述第一定向耦合器的输入端，第一
定向耦合器的直通输出端连接所述第一功率放大器的输入端，所述第一功率放
大器的输出端连接所述第一二倍频器的输入端，所述第一二倍频器的输出端连
接所述发射天线。
6.根据权利要求5所述的基于线性调频的多人人体安检设备，其特征在于，
所述毫米波信号接收模块包括第二独立信号源、第二定向耦合器、第一混频器、
第二功率放大器、第二二倍频器、第二混频器、第三功率放大器、第三二倍频
器、第三混频器及低噪声放大器；
所述第二独立信号源输出的信号送至所述第二定向耦合器的输入端，第二
定向耦合器的直通输出端连接所述第一混频器的中频输入端，所述第一定向耦
合器的耦合端连接所述第一混频器的射频输入端，第一混频器的本振输出端连
接所述第二功率放大器的输入端，所述第二功率放大器的输出端连接所述第二
二倍频器的输入端，所述第二二倍频器的输出端连接所述第二混频器的本振输
入端，第二混频器的射频输入端连接所述接收天线，第二混频器的中频输出端
连接所述第三混频器的射频输入端；
所述第二定向耦合器的耦合端连接所述第三功率放大器的输入端，所述第
三功率放大器的输出端连接所述第三二倍频器的输入端，所述第三二倍频器的
输出端连接所述第三混频器的本振输入端，第三混频器的中频...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁春超，赵术开，刘贝贝，吴光胜，丁庆，黄雄伟，刘俊成，贾成艳，张艳东，刘艳丽，
申请(专利权)人：深圳市太赫兹科技创新研究院，深圳市华讯方舟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44