[发明专利]一种人体安检系统利用频分技术的扫描方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人体安检系统。更具体地，本发明涉及基于毫米波主动式的高速柱状旋转扫描的三维全息成像的人体安检系统和扫描方法。

背景技术

国际反恐形式的紧迫对人体安检提出了多方面新的需求，首先需要能够实现对人体衣物掩盖下的物品实现非脱衣式三维全息成像检测，提高识别可疑物品的效率；第二、需要扩展检测能力，能够对金属及非金属物品实现检测，包括枪支、刀具、炸药、毒品、光盘、现金、液体、芯片、陶瓷等；第三、需要在保障以上需求的基础上降低安检系统探测手段对人体健康的危害。

可用于人体安检的现有技术手段包括：金属探测、X射线成像、主、被动毫米波探测等。

传统的人员安检系统基本采用金属物体探测门和手持式金属探测器对人体进行金属违禁品探测，这种方式无法探测出隐匿携带的非金属违禁品，如毒品、炸药等，给安防带来隐患。

近年来，国际上出现了低辐射剂量的X射线人体安检仪可以实现对金属及非金属目标的探测，由于其对人员身体存在辐射危害，不被公众所接受，难以在日常安检中推广使用。

相比之下，毫米波探测技术具有能够穿透人体衣物，对人体辐射剂量小，实现较成像，能够识别各类金属及非金属违禁品等诸多优点，近十年来随着毫米波技术的发展和器件成本的降低，在人体安检中正逐步引起重视。毫米波探测技术可分为被动式探测和主动式探测，被动式探测技术是利用物体自发辐射的微波亮温度，通过焦平面阵列微波辐射机、合成综合孔径微波辐射计等方式实现对被观测物体的成像，目前这种方式存在成像精度不高、系统观测实时性差的问题，目前无法进入实际应用。

主动式毫米波人体安检系统，主要利用平面合成孔径技术、柱面合成孔径技术。其中：平面合成孔径技术产生三维全息立体图像的能力不足，目前利用柱面合成孔径技术成为主动式毫米波人体安检系统的发展方向。

毫米波主动式高速柱状旋转扫描三维成像人体安检系统采取了毫米波主动式柱状合成孔径技术实现对待检人员的非脱衣式安全检测。这种安检系统采取了开关天线阵列圆周方向机械带动的旋转扫描和竖直方向电切换扫描相结合的探测方式。

但现有的安检系统均为单一开关天线阵列，使用单一开关阵列天线对待检人员进行扫描探测的方式延长了对待检人员的扫描时间，降低了安检效率。

发明内容

本发明目的在于提供一种毫米波主动式三维全息成像的人体安检系统，实现对待检人员的快速检测。

本发明的毫米波主动式三维全息成像的人体安检系统包括：

具有出入口的圆柱状主体框架，形成第一扫描区域，第二扫描区域和待扫描区域；

第一毫米波收发机和第二毫米波收发机；

与所述第一毫米波收发机连接的第一毫米波开关天线阵列，和与所述第二毫米波收发机连接的第二毫米波开关天线阵列；

旋转扫描驱动装置，用于驱动所述第一毫米波开关天线阵列和所述第二毫米波开关天线阵列对向旋转；

控制装置，用于控制旋转扫描驱动装置以及第一和第二毫米波收发机，使第一和第二毫米波开关天线阵列分别在第一和第二扫描区域内对所述待扫描区域进行并行圆柱旋转扫描；以及

并行图像处理装置，用于根据来自第一和第二毫米波收发机的采集数据及该采集数据的空间位置信息合成待检人员的三维全息图像。

进一步地，所述旋转扫描驱动装置包括两个对称设置的转动臂，所述第一毫米波开关天线阵列和第二毫米波开关天线阵列分别设置在所述转动臂上。

进一步地，所述旋转扫描驱动装置包括光栅角度信息输出单元，用于输出所述第一和第二毫米波开关天线阵列的旋转角度信息。

进一步地，所述第一毫米波开关天线阵列和所述第二毫米波开关天线阵列对向旋转的旋转范围为120度。

进一步地，所述第一和第二毫米波收发机分别包括时序控制单元，所述毫米波开关阵列天线通过所述光栅角度信息输出单元确定水平圆周扫描方向上的列扫描位置，通过所述时序控制单元实现在竖直扫描方向上的扫描切换。

进一步地，毫米波开关天线阵列包括多个接收天线单元和相应多个发射天线单元，接收天线单元和发射天线单元分列交错排列，并且各天线单元之间等间隔排布。

进一步地，所述天线为喇叭天线和/或介质杆天线，所述开关为单刀多掷堆叠组合形式用于对天线单元的切换。

进一步地，各毫米波收发机向相应的毫米波开关天线阵列提供步进频率连续波，工作频率范围为12到50GHz。