[发明专利]一种基于稀疏阵列的毫米波稀疏成像方法及系统在审

专利信息
申请号: 201910090697.9 申请日: 2019-01-30
公开(公告)号: CN109856682A 公开(公告)日: 2019-06-07
发明(设计)人: 朱玉琨;杨明辉;吴亮;孙晓玮 申请(专利权)人: 杭州芯影科技有限公司
主分类号: G01V3/08 分类号: G01V3/08
代理公司: 杭州裕阳联合专利代理有限公司 33289 代理人: 姚宇吉
地址: 310000 浙江省杭州市拱墅区莫干*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 电磁场数据 等效原则 成像 稀疏阵列 频点 稀疏 密布 毫米波 毫米波成像系统 毫米波全息成像 等效变化 远距离 算法 采集
【说明书】:

发明提供一种基于稀疏阵列的毫米波稀疏成像方法及系统,所述方法包括:将稀疏阵列采集的原始电磁场数据根据第一等效原则变化为密布阵列的第一电磁场数据,所述第一等效原则包括保持稀疏频点不变的等效变化;将所述原始电磁场数据根据第二等效原则变化为密布频点上的第二电磁场数据,所述第二等效原则包括不同频点下基于所述密布阵列下的变化;根据所述第一电磁场数据及第二电磁场数据采用毫米波全息成像算法成像。本发明能够提高远距离毫米波成像系统的成像清晰度。

技术领域

本发明涉及全息成像技术领域,特别涉及一种基于稀疏阵列的毫米波稀疏成像方法及一种基于稀疏阵列的毫米波稀疏成像系统。

背景技术

近年来,国际国内反恐形势日趋严峻,安全问题成为各国社会普遍关注的问题,特别是在重要场合的人员安全检查压力巨大,例如车站、机场、港口、各地通关卡口,大型场馆集会也都面临着需要快速通行的人员安检压力。

以往常规的安检都是面向单个合作目标人物的安检,主要是检查随身携带的小物品,如打火机、小刀、液体等,比较典型的就是机场和火车站入口的安检。经过多年的实践运行,这类安检非常重要,有效阻止了个人携带危险物品进入重要场所的事件发生。

采取金属探测、红外线、X射线、人工手摸等传统安检手段已不能适应新安全形势的要求。传统的金属探测器只能对近距离小范围目标进行检测;X光等各种射线会对被测人体造成电离辐射伤害;红外线基于物体表面温度成像,在有织物遮挡的情况下无法清晰成像。而毫米波安检成像系统不仅可检测出织物下隐匿金属物,还可以检测出塑料手枪、陶瓷刀具、炸药等非金属危险品,可以获得可视化的安检图像。

在现有技术的毫米波安检成像系统中,人体安检的主动三维全息成像都是在近距离实现,成像距离不超过1m。国际上,美国L-3,英国Smith公司和德国Rohde&Schwarz主导着国外毫米波安检成像仪市场,代表着毫米波安检成像技术的最高水平,但这三款成像仪都是面对近距离合作目标的安检成像系统。其中,L3毫米波成像仪产品(如图1所示)成像分辨率小于1cm,扫描时间为2s左右,其最大的特点是旋转式机械扫描,其成像算法为基于密布阵的后向散射的全息成像算法,当被检物体静止时,成像图像伪影副瓣低,成像质量高。但最大的问题也在于其采用机械扫描,被检人物必须静止,否则成像模糊。德国RS毫米波安检成像系统(如图2所示),采用了无机械扫描的全电子稀疏阵面结构,其成像算法基本原理也是类似于L3公司的基于后向散射的全息成像算法。虽然其成像扫描方式为电子阵面扫描,扫描采集时间很短,基本在百毫米量级,但是其采用的算法主要是基本静止目标的回波相位作为运算基础,因此当目标稍微运动甚至正常行走时,目标回波相位将变化剧烈,原有针对合作目标的成像算法所成图像的分辨率将急剧下降,无法针对非合作目标成像。对于L3和RS的毫米波成像仪,其工作带宽不超过10GHz,因此其纵向距离分辨率不超过1.5cm,在实际应用时,由于纵向分辨率不高,从而当被检旅客穿多件衣服或厚衣服时会严重影响图像分辨率。Smiths Detection公司的毫米波成像仪的成像原理与基本算法与前述两个公司相近。

而能进行远距离成像的被动成像系统都只能成二维像,如英国的Digitalbarriers TS4/TS5远距离人体成像系统可对单人行走目标进行成像,其采用0.25THz被动成像,远距离时分辨率大于5cm,但由于被动成像,其对于回波信号的采集只有幅度信息无相位信息,无法进行三维成像,只能成类似剪影性质的二维像;与以上三款主动成像设备相比,在同样分辨率情况下,图片清晰度较差,不利于后期的图像识别。特别在室内成像需要有辅助源照射,否则人体温度与携带危险物品的温差不大,造成所成图像非常模糊。

因此对于远距离实现高分辨率的三维成像,目前的成像系统所形成的图像的分辨率和细节都远不足以满足应用需求。提高远距离成像的图像分辨率和丰富图像细节有很大必要性。

发明内容

本发明技术方案所解决的技术问题为:如何提高远距离毫米波成像系统的成像清晰度。

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