平板结构的毫米波安检系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及安检技术领域，尤其是公开了一种平板结构的毫米波安检系统及方法，包括平板结构、线阵扫描单元、机械扫描机构、检测区、连接毫米波探测器的信号采集处理模块、连接信号采集处理模块的成像显示模块、连接成像显示模块自动识别模块；机械扫描机构设于平板结构内连接线阵扫描单元、并能驱动线阵扫描单元沿平板机构上下移动；线阵扫描单元包括毫米波源、毫米波探测器及主体；毫米波源和毫米波探测器安装于主体上；检测区位于平板结构一侧，主体带毫米波源和毫米波探测器的一面朝向检测区。本发明专利技术采用合成孔径成像原理及稀疏阵列，结构简单成本低；采用平板结构，缩短了检测时间，同时保障了待测人员的安全及提高了用户体验。

Millimeter wave security inspection system and method of flat plate structure

【技术实现步骤摘要】
平板结构的毫米波安检系统及方法
本专利技术涉及安检
，尤其是涉及一种平板结构的毫米波安检系统及方法。
技术介绍
随着大型公共场所人流量及恐怖活动的急剧增加，人体安检的需求日益增长。但目前在机场、车站等公共场所对人体广泛使用的安全检测手段主要还是金属探测器、离子谱仪和X光检测仪。金属探测器只能检测到人体携带的金属物品，离子谱仪主要用于检测人体是否携带爆炸物，X光检测仪主要用于对随身携带的行李物品等进行检测，无法对人体进行探测。因此，新型安全可靠快捷的人体安检技术研究得到了广泛地重视。其中毫米波及太赫兹波技术近年来逐渐成为研究热点，被应用到人体安检领域。毫米波及太赫兹波本身光子能量低，对人体几乎没有危害，对纺织品、皮革等材料有较好的穿透性，易于得到更高的空间分辨率。针对此应用趋势，申请号为201710778390.9，名称为《主动式太赫兹安检成像方法及系统》的专利技术专利申请提出了一种采用太赫兹波进行安检的方法及系统。该专利采用以太赫兹源主动发射太赫兹辐射、带状聚焦波束一维扫描、线性阵列太赫兹探测器接收的模式，完成整个目标平面的照射与扫描，达到对目标成像和检查的目的。但是该方法和系统所需探测器数量很多，由于目前太赫兹器件价格昂贵，因此系统成本极高，难以推广。为此专利号为201610262003.1，名称为《三维全息成像的安检系统及方法》的专利技术专利提出了一种采用旋转扫描方式的毫米波安检系统及方法。该专利采用毫米波天线阵列旋转扫描的方式对待检人体实现三维成像，达到对目标成像和检查的目的。该方法和系统存在的缺点也非常明显：采用旋转扫描的方法耗费时间，产生令人不适的噪音，同时由于是处于封闭空间内，给用户带来巨大的不安全感，用户体验极差。而且产品所需部件多，结构复杂，制造成本高。另外，专利号为201610829046.3，名称为《一种快速通过式毫米波人体安检系统及方法》的专利技术专利需要在安检通道内间隔、倾斜安装四套毫米波探测器和两套红外探测装置，对安检通道的长度要求高，占用空间大，结构复杂，制造成本高；而且毫米波探测器的倾斜角度要求十分高，稍有偏差就影响了检测的准确性。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术的不足，提供一种的结构简单，成本低，使用效果好的毫米波安检系统及方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种平板结构的毫米波安检系统，包括内部空心、一面能透毫米波的平板结构；设于平板结构内的线阵扫描单元；该线阵扫描单元包括多个毫米波源、多个毫米波探测器及主体；该毫米波源和毫米波探测器间隔排列成稀疏阵列结构安装于主体上；用于待测人员站立的检测区,该安置区位于平板结构透毫米波一侧，所述主体带毫米波源和毫米波探测器的一面朝向安置区，安置区能够接收毫米波源发出的毫米波；设于平板结构内连接线阵扫描单元、并能驱动线阵扫描单元沿平板机构上下移动的机械扫描机构；信号采集处理模块，连接毫米波探测器，能采集和处理毫米波探测器信号；连接机械扫描机构的控制模块；控制模块可方便控制上述多个模块的协调工作。成像显示模块，连接信号采集处理模块，并对处理后的信号进行图像重构合成三维图像，并针对不同对象进行区别显示，以适应不同工作需求，该成像采集模块连接控制模块。自动识别模块，连接成像显示模块，并对获取图像数据进行人工智能运算，自动进行违禁物品判断提示。动识别模块还提供了人工智能算法，将检测图像与违禁品图像数据库进行对比，对其危险程度进行自动识别和提示，防止人工检测的疏漏。本专利技术的线阵扫描单元的毫米波源向待测人员发射信号，通过线阵扫描单元的毫米波探测器接采集信号，对信号进行采集、处理、建模及自动识别，检测的准确，速度快，效率高；通过机械扫描机构带动线阵扫描单元上下移动，实现全身扫描成像，而且所需部件少，使用灵活，还能适应不同高度待测人员的检测，而且采用合成孔径成像原理，保证了成像精度；另外，本专利技术所需部件少，结构简单，检测区呈现开放空间，提高了使用的安全性和舒适性。进一步地，所述检测区内设有用于待测人员站立的金属探测板，该金属探测板连接自动识别模块。金属探测板能弥补无法通过毫米波扫描检测底部的漏洞。进一步地，所述机械扫描机构包括竖直设于平板结构内的运动轨道、传动机构及连接传动机构的驱动电机；线阵扫描单元可升降设于运动轨道上；所述传动机构连接驱动电机。该设计结构简单，使用效果好，取材容易。进一步地，所述毫米波源和毫米波探测器间隔排列成周期互质稀疏阵列结构，具体排列方式为：毫米波源个数为N1，毫米波探测器个数为N2，阵列周期长度为D，则N1N2互质，毫米波源的阵元间距为D/N1，毫米波探测器的阵元间距为D/N2。保证了N1N2互质，达到了抑制栅瓣的目的，在保证成像质量的前提下，大大降低器件成本。进一步地，所述平板结构为两块，且对立设于安置区两侧，透电磁波一面朝向安置区。可以采用两块平板结构相对而立建构安检系统(以下叙述中简称“双平板模式”)，同时对人体正面和背面进行扫描成像，省去了待检人员转身的步骤，极大地提高了安检通行率和待检人员的用户体验，加快了安检速度，提高了安检效率。当然也可只设置一块平板结构，即可以采用单块上述平板结构建构安检系统(以下叙述中简称“单平板模式”)，对待检人体单面进行扫描成像，通过待检人员转身的步骤，完成全身成像安检，节约了安检系统的硬件成本。另外，本专利技术还提供了一种平板结构的毫米波安检方法，包括如下步骤：(a)准备阶段：启动系统，将待测人员引导至检测区上站立，根据提示面对平板结构保持固定姿势不动；(b)扫描成像：通过控制模块驱动平板结构内的机械扫描机构运动，进而带动线阵扫描单元上下移动，其毫米波源发出的毫米波扫描待测人员，待测人员反射或散射的毫米波信号由毫米波探测器所接收，最终实现了对人体全身的毫米波扫描成像；(c)图像合成：信号采集处理模块对毫米波探测器所接收的毫米波信号进行采集处理，然后通过成像显示模块对所有信号进行合成，拼接成人体正反两面的全景图像，进而由成像显示模块合成待检人体三维图像，针对不同对象进行区别显示；(d)自动识别：根据获得图像进行人工智能算法处理，与违禁品的标准图像数据库进行对比，通过自动识别模块给出识别的信息及安全提示。上述方法可有效完成公共场合对人体的安检工作，并且在尽量降低误检率、漏检率的前提下，避免了封闭空间带来的压迫感，很好地保障了待检人员的尊严，安检工作人员操作便捷，待检人员用户体验良好，而且检测通行率高，安检信息采集全面，检测准确性高，特别适合在各种安检应用场景进行推广。进一步地，所述步骤(b)中，采用双平板模式，检测区的两侧均各设一块平板机构，两块平板机构内的线阵扫描单元同时工作，同时完成待测人员正面和背面的成像安检。双平板模式可同时对人体正面和背面进行扫描成像，省去了待检人员转身的步骤，极大地提高了安检通行率和待检人员的用户体验，加快了安检速度，提高了安检效率。进一步地，所述步骤(b)中，采用单平板模式，只在检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平板结构的毫米波安检系统，其特征在于：包括/n内部空心、一面能透毫米波的平板结构(1)；/n设于平板结构(1)内的线阵扫描单元(3)；该线阵扫描单元(3)包括多个毫米波源(31)、多个毫米波探测器(32)及主体(33)；该毫米波源(31)和毫米波探测器(32)间隔排列成稀疏阵列结构安装于主体(33)上；/n用于待测人员(100)站立的检测区,该安置区位于平板结构(1)透毫米波一侧，所述主体(33)带毫米波源(31)和毫米波探测器(32)的一面朝向安置区，安置区能够接收毫米波源(31)发出的毫米波；/n设于平板结构(1)内连接线阵扫描单元(3)、并能驱动线阵扫描单元(3)沿平板机构(1)上下移动的机械扫描机构(2)；/n信号采集处理模块(4)，连接毫米波探测器(32)，能采集和处理毫米波探测器(32)信号；/n连接机械扫描机构(2)的控制模块(5)；/n成像显示模块(6)，连接信号采集处理模块(4)，并对处理后的信号进行图像重构合成三维图像，并针对不同对象进行区别显示，该成像采集模块(6)连接控制模块(5)；/n自动识别模块(7)，连接成像显示模块(6)，并对获取图像数据进行人工智能运算，自动进行违禁物品判断提示。/n...

【技术特征摘要】
1.一种平板结构的毫米波安检系统，其特征在于：包括
内部空心、一面能透毫米波的平板结构(1)；
设于平板结构(1)内的线阵扫描单元(3)；该线阵扫描单元(3)包括多个毫米波源(31)、多个毫米波探测器(32)及主体(33)；该毫米波源(31)和毫米波探测器(32)间隔排列成稀疏阵列结构安装于主体(33)上；
用于待测人员(100)站立的检测区,该安置区位于平板结构(1)透毫米波一侧，所述主体(33)带毫米波源(31)和毫米波探测器(32)的一面朝向安置区，安置区能够接收毫米波源(31)发出的毫米波；
设于平板结构(1)内连接线阵扫描单元(3)、并能驱动线阵扫描单元(3)沿平板机构(1)上下移动的机械扫描机构(2)；
信号采集处理模块(4)，连接毫米波探测器(32)，能采集和处理毫米波探测器(32)信号；
连接机械扫描机构(2)的控制模块(5)；
成像显示模块(6)，连接信号采集处理模块(4)，并对处理后的信号进行图像重构合成三维图像，并针对不同对象进行区别显示，该成像采集模块(6)连接控制模块(5)；
自动识别模块(7)，连接成像显示模块(6)，并对获取图像数据进行人工智能运算，自动进行违禁物品判断提示。


2.根据权利要求1所述的平板结构的毫米波安检系统，其特征在于：所述检测区内设有用于待测人员站立的金属探测板(8)，该金属探测板(8)连接自动识别模块(7)。


3.根据权利要求1所述的平板结构的毫米波安检系统，其特征在于：所述机械扫描机构(2)包括竖直设于平板结构(1)内的运动轨道(22)、传动机构(21)及连接传动机构(21)的驱动电机(23)；线阵扫描单元(3)可升降设于运动轨道(22)上；所述传动机构(21)连接驱动电机(23)。


4.根据权利要求1所述的平板结构的毫米波安检系统，其特征在于：所述毫米波源(31)和毫米波探测器(32)间隔排列成周期互质稀疏阵列结构，具体排列方式为：毫米波源(31)个数为N1，毫米波探测器(32)个数为N2，阵列周期长度为D，则N1N2互质，毫米波源(31)的阵元间距为D/N1，毫米波探测器(32)的阵元间距为D/N2。


5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊凯，穆宝忠，沈海平，
申请(专利权)人：浙江云特森科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33