[发明专利]一种基于毫米波成像技术的烟箱缺条检测装置

权利要求书

1.一种基于毫米波成像技术的烟箱缺条检测装置，其特征在于：包括主机、交互控制设备、辅助设备和传送带；

其中，主机，包括微波毫米波模块和信号处理模块；

微波毫米波模块，被配置为用于产生各模块同步工作时钟信号，对外发射步进频毫米波实现一定频带范围内扫频，接收来自待测物体的回波信号并进行下变频及中频处理，然后输出I/Q信号至信号处理模块；

信号处理模块，被配置为用于获取I/Q信号，对I/Q信号进行校准，然后将校准后的信号输出至成像算法单元进行处理，实现待测物体的成像；

信号处理模块主要由信号处理硬件平台、信号校准单元以及成像算法单元组成；信号处理模块硬件平台上的AD接口获得I/Q信号，经信号校准单元计算后输出至成像算法单元进行成像算法处理，最终输出相应的毫米波图像数据；

辅助设备，包括扫码模块、报警剔除模块和电源模块；

扫码模块，被配置为用于扫描烟箱上的条形码或二维码；

报警剔除模块，被配置为用于将存在缺条的成品烟箱在指定的工位剔除；

电源模块；被配置为用于负责给检测装置的各模块提供适配电源；

辅助设备将成像结果送入交互控制设备，由交互控制设备进行识别显示并控制报警剔除模块将存在缺条的成品烟箱在指定的工位剔除；

交互控制设备，被配置为用于控制扫码模块扫描烟箱上的条形码或二维码，准确识别烟箱品牌，实现按品牌统计功能；其还负责人机交互、测试图片存储和与外界通信功能；

传送带，被配置为用于输送成品烟箱；同时在检测装置的前端传送带的两侧设置有限位装置；限位装置，主要是由两侧栏杆组成，呈喇叭口状，按传送方向进口大出口小，用于规整烟箱摆放位置，避免歪斜，影响检测效果；

微波毫米波模块主要由捷变频信号源、多路选择开关、单刀多掷开关、收发天线、混频器和倍频器组成；捷变频信号源射频信号通路和本振信号通路直接与倍频器相连，其中本振信号通路倍频器与混频器相连，射频信号通路倍频器及本振信号通路的混频器均与多路选择开关相连；多路选择开关与多个单刀多掷开关相连，一个单刀多掷开关与多组收发天线相连；

其中，捷变频信号源的功能包括：1)产生同步时钟；2)产生两路具有固定频差的步进频连续波信号；3)产生一路频率具有倍频器倍频次数乘以固定频差的中频本振信号；

多路选择开关，被配置为用于实现天线阵列进行发射及接收功能切换，进而实现反射和透射工作模式的选择；

单刀多掷开关，被配置为用于切换不同的收发天线，控制改变或更换收发天线对以获得具有不同信息的回波信号；单刀多掷开关设置在射频电路板上；射频电路板采用多层板设计，将模拟电路和数字电路分开布局布线，并采用专门的屏蔽和隔离措施，保证信号完整性；

收发天线，被配置为用于对外发射、接收毫米波信号；

混频器，被配置为用于进行下变频的目的，将两路具有固定频差的信号进行混频处理，得到频率等于固定频差的信号；

倍频器，被配置为用于将信号的频率进行倍频。

2.根据权利要求1所述的基于毫米波成像技术的烟箱缺条检测装置，其特征在于：该装置采用合成孔径雷达成像原理，通过一维线阵和一维机械扫描的方式获取传送带上与传输方向相同的烟箱两侧横截面上的成像，通过对外发射宽带步进频连续波的方式获取烟箱距离向上的信息，从而获得待测烟箱内部的三维成像效果。

3.根据权利要求1所述的基于毫米波成像技术的烟箱缺条检测装置，其特征在于：主机横跨在传送带的两端，其上部横向距离能够根据传送带宽度在一定范围内自由调节。

4.根据权利要求1所述的基于毫米波成像技术的烟箱缺条检测装置，其特征在于：成像算法单元既能够是FPGA也能够是GPU模块。

5.根据权利要求1所述的基于毫米波成像技术的烟箱缺条检测装置，其特征在于：微波毫米波模块及信号处理模块安装在主机的内部，横跨传送带的上部空间。

6.根据权利要求1所述的基于毫米波成像技术的烟箱缺条检测装置，其特征在于：装置针对有铝箔香烟烟箱采用反射成像的工作方式，针对无铝箔环保烟箱采用透射成像的工作方式。