一种消防用便携式主动式毫米波成像仪及其成像方法技术

本发明专利技术公开了一种消防用便携式主动式毫米波成像仪及其成像方法，属于消防救灾设备技术领域，包括毫米波雷达、成像处理模块、LCD显示屏、无线通信模块与电源模块，所述毫米波雷达与所述成像处理模块通信连接。本发明专利技术采用稀疏阵列二维电扫原理，发射宽带毫米波信号，然后对回波信号进行算法重构，可以探测物体的水平维、垂直维与距离维的信息，构建三维图像，与现场的实际环境相吻合，克服了现场视线受阻的困难，比普通的光学与红外二维图像能够提供更多的信息，便于消防救灾工作的开展；并采用毫米波二维稀疏阵列架构，无任何机械扫描结构，大大提高了设备的便携性。大大提高了设备的便携性。大大提高了设备的便携性。

【技术实现步骤摘要】
一种消防用便携式主动式毫米波成像仪及其成像方法


[0001]本专利技术涉及消防救灾设备
，具体涉及一种消防用便携式主动式毫米波成像仪及其成像方法。

技术介绍

[0002]在消防现场和救灾现场，有许多地方是视线受阻的。比如火场里的浓烟，救灾现场的浓雾等等，严重妨碍了消防救灾人员的行动，导致消防救灾人员的视线不好，对于周围环境的观察不准确，不利于及时准确的做出判断，影响救援效率。同时，消防救灾人员的自身安全得不到有效的保障。
[0003]现阶段消防员携带的光学与红外成像设备在这种情况下，由于可见光和红外线难以穿透烟尘浓雾，探测距离会大打折扣，甚至难以正常工作。另外，消防救灾现场存在的各类热源，对于这类被动式探测设备也会产生很大的干扰。这一问题严重妨碍了消防救灾人员的行动，目前国内外尚无解决这一问题的技术手段。为此，提出一种消防用便携式主动式毫米波成像仪。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于：如何解决现有技术中光学和红外成像设备无法穿透烟尘浓雾成像的缺陷，提供了一种消防用便携式主动式毫米波成像仪，能够穿透烟尘浓雾，克服现场视线受阻的困难，为消防救灾人员提供有效的现场图像信息，便于消防救灾工作的开展。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本专利技术包括毫米波雷达、成像处理模块、LCD显示屏、无线通信模块与电源模块，所述毫米波雷达与所述成像处理模块通信连接，所述成像处理模块分别与所述LCD显示屏、所述无线通信模块通信连接，所述电源模块分别与所述毫米波雷达、所述成像处理模块、所述LCD显示屏、所述无线通信模块电连接。
[0006]更进一步地，所述毫米波雷达包括依次连接的天线阵列、收发模块、A/D采集模块，所述A/D采集模块与所述成像处理模块通信连接。
[0007]更进一步地，所述天线阵列采用二维稀疏阵列架构，从而实现二维电子扫描。
[0008]更进一步地，所述天线阵列包括发射天线阵列和接收天线阵列，所述发射天线阵列和所述接收天线阵列分别与所述收发模块通信连接。
[0009]更进一步地，所述毫米波雷达工作频率在30GHz至300GHz之间。
[0010]更进一步地，所述毫米波雷达采用收发分置连续波体制。
[0011]更进一步地，所述毫米波雷达发射的信号为宽带信号。
[0012]本专利技术还提供了，一种消防用便携式主动式毫米波成像仪的成像方法，采用上述的消防用便携式主动式毫米波成像仪进行成像，包括以下步骤：
[0013]S1：将毫米波成像仪对准需要成像的区域；
[0014]S2：通过毫米波雷达扫描成像区域，将雷达回波数据传输至成像处理模块；
[0015]S3：利用成像处理模块处理雷达回波数据，生成三维重建图像，并传输给显示屏和无线通信模块；
[0016]S4：通过显示屏显示三维重建图像，同时利用无线通信模块将三维重建图像传输给其他消防救灾人员和后方指挥终端。
[0017]本专利技术相比现有技术具有以下优点：该消防用便携式主动式毫米波成像仪，采用稀疏阵列二维电扫原理，发射宽带毫米波信号，可以探测物体的距离，形成深度信息，构建三维图像，与现场的实际环境相吻合，克服了现场视线受阻的困难，比普通的光学与红外二维图像能够提供更多的信息，便于消防救灾工作的开展；并采用毫米波二维稀疏阵列架构，无任何机械扫描结构，大大提高了设备的便携性。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例二中主动式毫米波成像仪的结构示意图；
[0019]图2是本专利技术实施例二中主动式毫米波成像仪的模块图；
[0020]图3是本专利技术实施例二中毫米波雷达的结构示意图；
[0021]图4是本专利技术实施例二中毫米波雷达的模块图；
[0022]图5是本专利技术实施例二中天线阵列的结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0024]实施例一
[0025]本实施例提供一种技术方案：一种消防用便携式主动式毫米波成像仪，包括毫米波雷达、成像处理模块、LCD显示屏、无线通信模块与电源模块，所述毫米波雷达与所述成像处理模块通信连接，所述成像处理模块分别与所述LCD显示屏、所述无线通信模块通信连接，所述电源模块分别与所述毫米波雷达、所述成像处理模块、所述LCD显示屏、所述无线通信模块电连接。
[0026]所述毫米波雷达包括依次连接的天线阵列、收发模块、A/D采集模块，所述A/D采集模块与所述成像处理模块通信连接。
[0027]所述天线阵列采用二维稀疏阵列架构，从而实现二维电子扫描。
[0028]所述天线阵列包括发射天线阵列和接收天线阵列，所述发射天线阵列和所述接收天线阵列分别与所述收发模块通信连接。
[0029]所述毫米波雷达工作频率在30GHz至300GHz之间。
[0030]所述毫米波雷达采用收发分置连续波体制。
[0031]所述毫米波雷达发射宽带信号。
[0032]所述毫米波雷达采用MIMO技术。
[0033]实施例二
[0034]如图1～5所示，本实施例提供一种技术方案：一种消防用便携式主动式毫米波成
像仪，包括毫米波雷达1、成像处理模块2、LCD显示屏3、无线通信模块4、电池5。所述毫米波雷达1能够穿透烟尘，对观测区域扫描。所述毫米波雷达包括天线阵列11、收发模块12、A/D采集模块13；所述成像处理模块2对接收到的雷达回波信号，进行三维全息成像处理，生成三维重建图像；所述LCD显示屏3显示三维重建图像；通过所述无线通信模块4将三维重建图像转发给其他消防救灾人员和后方指挥终端。
[0035]在本实施例中，所述毫米波雷达1包括天线阵列11、收发模块12、A/D采集模块13；所述天线阵列11包括发射天线阵列111和接收天线阵列112；发射天线阵列111各通道分时工作，发射收发模块12产生的宽带毫米波信号；接收天线阵列112各通道同时工作，接收反射的回波信号；收发模块12将接收到的回波进行放大、下变频后，送给A/D采集模块13，转化成数字域信号。
[0036]在本实施例中，所述毫米波雷达1工作频率在30GHz至300GHz之间。
[0037]在本实施例中，所述成像处理模块2对接收到的雷达回波信号，首先重构为三维立方体数据(水平方位维、垂直方位维、距离维)，然后通过合成孔径成像算法，进行三维全息成像处理(处理步骤通常包含水平方位维处理、垂直方位维处理、距离维、和最大值投影)，生成三维重建图像；所使用的合成孔径成像算法包括且不局限于：BP算法、RMA算法、RD算法、CS算法、TDC算法、混合域算法。
[0038]综上所述，上述实施例的消防用便携式主动式毫米波成像仪，采用稀疏阵列二维电扫原理，发射宽带毫米波信号，可以探测物体的距离，形成深度信息本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消防用便携式主动式毫米波成像仪，其特征在于：包括毫米波雷达、成像处理模块、显示模块、无线通信模块与电源模块，所述毫米波雷达与所述成像处理模块通信连接，所述成像处理模块分别与所述显示模块、所述无线通信模块通信连接，所述电源模块分别与所述毫米波雷达、所述成像处理模块、所述显示模块、所述无线通信模块电连接。2.根据权利要求1所述的一种消防用便携式主动式毫米波成像仪，其特征在于：所述毫米波雷达包括依次连接的天线阵列、收发模块、A/D采集模块，所述A/D采集模块与所述成像处理模块通信连接。3.根据权利要求2所述的一种消防用便携式主动式毫米波成像仪，其特征在于：所述天线阵列采用二维稀疏阵列架构。4.根据权利要求3所述的一种消防用便携式主动式毫米波成像仪，其特征在于：所述天线阵列包括发射天线阵列和接收天线阵列，所述发射天线阵列和所述接收天线阵列分别与所述收发模块通信连接。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李霆，姚武生，龚晓凌，高炳西，王健，
申请(专利权)人：博微太赫兹信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：