[发明专利]一种基于被动太赫兹安检成像系统的成像方法

说明书

技术领域

   本发明属于太赫兹安检成像技术领域，特别涉及一种基于被动太赫兹安检成像系统的成像方法。

背景技术

太赫兹波成像技术在安全检查、飞机导航、医疗诊断、军事侦查等领域有着重要的应用价值，尤其是在针对隐匿违禁物品检查的人群高度集中地区的安检场合，太赫兹波成像技术有着天然的优势。被动式太赫兹人体安检成像系统是通过探测特定区域内的太赫兹波强度差来实现违禁品的检测。系统具有高穿透性、全天候工作以及不主动辐射电磁波的优点。但是由于国内技术不成熟，导致太赫兹波成像效果不理想，给后续的处理和显示带来困难。这些年，随着毫米波器件的发展，太赫兹波段的探测接收器件工艺水平也相应提高，加上图像处理技术的发展，这种成像技术越来越广泛的被应用与实际工程中。但是由于高质量探测阵列价格昂贵，因而目前基本采用有限探测器加准光天线扫描成像方式，其中天线扫描方式主要有楔形旋转扫描，反射镜旋转扫描和旋转镜平扫等方式，这些扫描方式往往需要在高分辨率和高速之间进行平衡，无法适应高速人群流动的场合。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于被动太赫兹安检成像系统的成像方法，通过控制楔形俯仰扫描镜的角度将人体不同高度位置发射的太赫兹波反射到聚焦椭球面镜，聚焦椭球面镜将收集到的太赫兹波聚焦到楔形旋转扫描镜，楔形旋转扫描镜将太赫兹波反射到太赫兹波段探测单元上，楔形旋转扫描镜在旋转的过程中将收集人体水平方向不同位置发射的太赫兹波，俯仰一次完成扫描，得到一幅完整的人体图像。可以实现有限系统体积内的高速高分辨率扫描。这项技术不仅适用于人体安检系统，在医疗、飞机控制等工程实践上都有广阔的应用空间。

为了实现上述目的，本发明的方案是：

一种基于被动太赫兹安检成像系统的成像方法，所述系统包括一个平面镜、一个椭球面镜聚光镜、一个楔面镜和一个馈源阵列接收天线，其方法是：平面镜俯仰摆动对被测物体进行场方向的扫描，椭球面镜聚光镜将平面镜反射的扫描光会聚成高斯光束，楔面镜旋转接收椭球面镜的反射光信息完成对被测物体行方向的扫描，并将行方向的扫描信息反射至馈源阵列接收天线，馈源阵列接收天线将接收的楔面镜反射光信息传递至图像处理服务器生成被测物体图像；所述方法中的扫描步骤是：

第一步：首先确定被测物体成像的行数或称之为垂直点数和水平点数；

第二步：根据平面镜俯仰摆动角度和第一步获取的行数，确定每一行所需摆动的角度；以及根据第一步获取的成像水平点数，确定每一水平点数在楔面镜旋转半周、即180度所分得的角度；

第三步：对被测物体进行成像扫描，分别启动平面镜俯仰摆动和楔面镜旋转，其中，平面镜俯仰摆动一行所需摆动的角度后停顿，并触发楔面镜旋转180度完成一行和一个水平点数的扫描，然后继续执行平面镜俯仰摆动一行所需摆动的角度后停顿，并触发楔面镜旋转180的命令，直至完成图像所有行数和水平点数的扫描。

方案进一步是：所述平面镜中心与被测物体水平距离为1.00m，平面镜镜面与地面垂直初始倾斜夹角是39度，所述椭球面镜在平面镜下方，其长轴与地面垂直夹角为48度，椭球面镜长短轴中心与平面镜中心直线距离是0.60m，与平面镜中心水平距离是0.104m，所述楔面镜的楔面反面是平面，其平面与地面垂直倾斜夹角是46度，其楔面中心与椭球面镜长短轴中心的直线距离是0.60m，与椭球面镜长短轴中心的水平距离是0.574m，所述馈源阵列接收天线是喇叭馈源阵列，馈源阵列接收面面向楔面镜的楔面，馈源阵列接收面与地面垂直倾斜夹角是75度，馈源阵列接收面中心与楔面镜中心的直线距离为0.658m，馈源阵列接收面中心与楔面镜中心的水平距离为0.17m。

方案进一步是：所述平面镜俯仰摆动角度为40度。

方案进一步是：所述楔面镜的楔面与其另一平面的夹角、即楔角是10度。

方案进一步是：所述椭球面镜的孔径是567mm×635mm、两个聚光点的反射夹角是60度，所述旋转楔面镜的孔径是600mm，所述俯仰平面镜的孔径是506 mm×716mm的椭圆形平面镜。

方案进一步是：所述馈源阵列是2×3馈源阵列。

本发明专利的优点在于，改善了太赫兹波人体安检成像扫描控制速度，结合了旋转扫描和俯仰扫描的优点，实现快速、高精度人体成像，并且此方法不需要采用大量探测器阵列，可以大大降低设备成本。

下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。

附图说明

图1为本发明系统示意图；

图2为本发明楔面镜端面示意图。

具体实施方式