CN107980101A - 模块化成像系统 - Google Patents

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Abstract

一种模块化成像系统包括天线面板、传感器和至少一个数据处理器。天线面板包含包括由大于半波长的间距分开的至少两个天线元件的天线元件的阵列。所述多个天线面板是可配置的，以相对于彼此空间地布置并定位，从而针对目标测量观测域的雷达回波。传感器具有与观测域重叠的视野，并且用于测量图像。至少一个数据处理器形成至少一个计算系统的部分并且适用于接收表征光学图像和雷达回波的数据，确定目标的空间位置，并且利用根据目标的空间位置确定的稀疏约束构造目标的雷达回波图像。也描述相关的装置、系统、技术及物品。

Description

模块化成像系统
相关申请
本申请根据35 U.S.C.§119要求2015年4月3日提交的美国临时专利申请第62/142730号的优先权，该申请的全部内容特此通过引用明确地结合于此。
技术领域
本文所述的主题涉及模块化成像系统，其例如具有可以模块化组装的多个天线面板。
背景技术
机场安检试图防止任何威胁或潜在危险的情况出现或进入该国。一些现存射频(RF)成像系统(比如，用于旅客检查的机场安检利用的射频成像系统)较大、昂贵，并且当天线围绕静止的人旋转以获取图像时需要人保持静止。另外，这些现存RF成像系统可能限于检查点安全检查并且对于其他应用不可重新配置。
发明内容
在一个方面，模块化成像系统包括多个天线面板、传感器和至少一个数据处理器。所述多个天线面板包含包括由大于半波长的间距分开的至少两个天线元件的天线元件的阵列。所述多个天线面板是可配置的，以相对于彼此空间地布置并定位，从而针对目标测量观测域的雷达回波。传感器具有与观测域重叠的视野，并且用于测量图像。至少一个数据处理器形成至少一个计算系统的部分并且适用于接收表征光学图像和雷达回波的数据，利用表征图像的数据确定目标的空间位置，并且利用根据目标的空间位置确定的稀疏约束构造目标的雷达回波图像。
在另一个方面，接收表征多个天线面板测量的雷达回波的数据，其中，所述多个天线面板包含包括由大于半波长的间距分开的至少两个天线元件的天线元件的阵列。所述多个天线面板是可配置的，以相对于彼此空间地布置并定位，从而针对目标测量观测域的雷达回波。接收表征包含观测域的图像并由传感器测量的数据，其中，所述传感器具有与观测域重叠的视野。利用表征图像的数据确定目标的空间位置。利用根据目标的空间位置确定的稀疏约束构造目标的雷达回波图像。
可以以任意可行的组合包括本文所公开的一个或多个特征(包括下述特征)。例如，可以包括基站，基站至少从所述多个天线面板接收雷达回波并且生成表征雷达回波的数据作为同相正交数据。形成至少一个计算系统的部分的所述至少一个数据处理器还可以适用于检测雷达回波图像中威胁物体的存在。可以包括显示器。形成至少一个计算系统的部分的所述至少一个数据处理器还可以适用于在所述显示器中渲染检测出的威胁物体的表征。目标的空间位置可以定义空体素和存在目标的体素。该多个天线面板可以是可配置的，以基于期望的应用而相对于彼此空间地布置并定位。所述多个天线面板可以是可配置的，以邻近穿过观测域的检查目标竖直地空间地布置。
可以生成表征雷达回波的数据作为同相正交数据并且该数据由从多个天线面板接收雷达回波的基站生成。可以在雷达回波图像中自动地检测威胁物体的存在。可以在显示器中渲染检测出的威胁物体的表征。目标的空间位置可以定义空体素和存在目标的体素。该多个天线面板可以是可配置的，以基于给定的应用而相对于彼此空间地布置并定位。所述多个天线面板可以是可配置的，以邻近穿过观测域的检查目标竖直地空间地布置。
所述多个天线面板可以包括四个入口面板和四个后部面板。四个入口面板可以相对于彼此竖直地布置，并且在第一平面中共面。四个后部面板可以相对于彼此竖直地布置，并且在第二平面中共面。所述第一平面和所述第二平面之间的角度可以在10度和170度之间。所述第一平面和所述第二平面之间的角度可以在60度和120度之间。所述四个入口面板跨越的竖直距离可以小于160厘米，并且每个面板的竖直尺寸可以在20厘米和30厘米之间。所述多个天线面板可以进一步地包括第二组的四个入口面板以及第二组的四个后部面板，在所述四个入口面板和所述第二组的入口面板之间具有通过区域。
可以包括壳体。壳体可以具有第一铰链以使所述壳体折叠，所述壳体联接到所述多个天线面板，所述多个天线面板包括在第一平面中共面的四个面板。所述多个天线可以进一步地包括利用第二铰链而联接到所述壳体的第五面板。通过利用所述第一铰链折叠所述壳体而使所述系统可以是可折叠的，从而，在所述多个天线面板中的每个面板由所述壳体封装。当所述壳体处于关闭位置时，所述壳体的最大尺寸可以小于50厘米，并且所述壳体的第二尺寸可以在27厘米和40厘米之间。
所述多个天线面板可以包括以行和列排列的至少九个共面面板，每个面板与邻近面板分开的距离在4厘米和8厘米之间。
所述多个天线面板可以包括第一组的两个入口面板和第二组的两个入口面板。第一组的两个入口面板可以相对于彼此竖直地布置，并且在第一平面中共面。第二组的两个入口面板可以相对于彼此竖直地布置，并且在第二平面中共面。所述第一平面和所述第二平面之间的角度可以在100度和170度之间。在第一组中的两个入口面板竖直分开的距离可以在30厘米和60厘米之间。
也描述非暂时性计算机程序产品(即，物理地体现的计算机程序产品)，其存储指令，当由一个或多个计算系统的一个或多个数据处理器执行时，其使至少一个数据处理器执行本文的操作。类似地，也描述计算机系统，其可以包括一个或多个数据处理器以及联接到该一个或多个数据处理器的存储器。存储器可以临时地或永久地存储使至少一个处理器执行本文所述的操作中的一个或多个的指令。另外，一个或多个数据处理器可以在单个计算系统中或者分布在两个或多个计算系统中实现方法。这种计算系统可以经由一个或多个连接(连接包括但不限于网络连接(比如，因特网、无线广域网、局域网、广域网、有线网络等等)、经由多个计算系统中的一个或多个之间的直接连接等等)而连接并可以交换数据和/或命令或者其他的指令等等。
在附图和下面的描述中提出本文所述的主题的一个或多个变体的细节。本文所述的主题的其他的特征和优点根据说明书和附图以及权利要求而是明显的。
附图说明
图1为示例模块化成像系统的系统框图，该模块化成像系统包括可以模块化组装、测量并布置的多个天线面板；
图2为包含稀疏分布的天线元件的天线面板的示例布局；
图3A示出以走查检查点检查的操作概念而布置的天线面板；
图3B为图3A中所示的天线面板配置的顶部视图；
图4示出布置为大型平板的四个天线面板；
图5为处理框图，其示出示例模块化成像系统的各个组件的处理步骤；
图6为过程流程图，其示出根据多个天线面板测量的数据构建雷达回波图像的过程；
图7进一步示出另外的操作概念；
图8A、图8B和图8C更详细地示出安全检查点配置705；
图9A示出安全检查点配置的变体，其可以秘密地集成到门口；
图9B示出安全检查点配置的另一种变体，其中两个面板在接入点上公开地用于检查人；
图10A和图10B示出安全检查点配置的另一种变体，其中，大体上以圆柱排列布置面板，以提高检查视角；
图11A至图11D更详细地示出现场接入/便携布置；
图12A至图12C示出旁路区域配置的几种实现；
图13A和图13B示出图12A中所示的示例实现的尺寸；以及
图14A至图14C示出接入和阻塞点配置的几种视图。
在各附图中的同样的附图标记表示相同的元件。
具体实施方式
本主题可以包括RF成像系统，该系统包括可以根据预期的应用模块化组装、测量并独立地布置的多个天线面板。此外，RF成像系统可以包括光学传感器，用于提供压缩的传感，以减少获得和处理的数据量，从而减少RF成像系统的尺寸和成本要求。
天线面板可以连接到用于数据处理的基站，基站可以连接到用于自动图像生成、威胁检测和图像查看的计算设备。该系统可以检测威胁，比如，个体携带的刀、枪、炸药等。每个天线面板都可以作为整个系统的构造块，使得控制天线面板的数量及其相对于观测域的定位使系统能够针对不同的应用而配置。
此外，每个天线面板都可以包括天线元件的稀疏阵列，使图像能够使用压缩传感获得，从而减少所获得的数据量，而这转而也减少必须处理的数据量。可以包括传感器(比如，摄像机)来确定目标的空间位置，以强制执行压缩传感稀疏约束。
图1为示例模块化成像系统100的系统框图，该模块化成像系统100包括可以模块化组装、测量并布置的多个天线面板105i(i＝1，2，……，n)；数据采集系统(DAS)面板110i(i＝1，2，……，n)，用于控制横跨多个天线面板105i的天线并使其专用的原始雷达回波数据数字化；DAS基站115，用于将来自多个DAS面板110i的数字数据聚合；RF基站160,用于驱动天线面板105i；处理系统120，用于分析雷达回波；显示器155，用于提供输出；以及基-基板165，用于使RF基站160联接至处理系统120。示例模块化成像系统100可以包括光学传感器125。
每个天线面板105i都包括天线元件，天线元件稀疏地分布在天线面板105i的表面，以实现对观测域107的压缩传感。如果大于(工作频率的)半波长的间距将元件分开，则天线元件可以被认为是稀疏分布。图2为实现压缩传感的天线面板105i的示例布局。对于任意尺寸和形状的面板，可通过数值优化方法(比如，蒙特卡罗方法)、借助模拟、利用下列标准来确定发射机205和接收机210的布局和位置：(1)对于产生的测量值矩阵，使奇异值分解(SVD)最大程度上平坦(比如，测量所有测量值的唯一性)；(2)有效的单站传感器位置(比如，对于发射机和接收机的每个组合的质心)之间的最大距离；以及(3)不妨碍物理板尺寸和RF布局考虑(比如，不使天线重叠，将发射机和接收机限制为板的相对部件)。发射机205和接收机210的布局和位置可以用面板间有效传感器位置215表示，这可以包括迹线的有效单站发射接收3D空间位置。
在图2所示的天线面板105i的示例布局中，每个天线面板105i是27.6cm x 20.0cm的面板，包括可以独立地选择和控制(例如，发射/接收)的12根发射天线205和12根接收天线210，尽管其他配置是可能的。天线可以是在多层印刷电路板组件(PCBA)的前表面上印刷的成型和定位的结构。在一种实现中，模块化成像系统100的发射工作频率介于24和29.5GHz(毫米波信号)之间。在另一个实现中，模块化成像系统100的发射工作频率包括60GHz。在一种实现中，在操作期间，单面板系统可以连续地生成12根扫频迹线，每台发射机1根，一次一根。对于每个发射机频率扫描，可以在所有的12个接收机并行地接收回波信号，并且可以将回波信号与发射的信号(比如，来自RF基站160的本机振荡器)进行比较，从而记录144根发射-接收双站天线对FMCW迹线。每个迹线的范围信息是相对于迹线的相关发射和接收天线之间的“线的中点”而言。对于两面板系统，有2个面板×每个面板12个发射机×2个面板×每个面板12个接收机，得到576个发射接收对。对于N个面板，有N×N×12×12对。对的数量随着面板数量的平方而增加。天线位置的空间分集(spatial diversity)作为系统中包括的面板的数量的函数而快速增加。
此外，彼此之间可以以各种配置和定位来布置天线面板105i，以说明观测域(OD)107。此外，系统的天线面板105i的数量可以扩展。天线面板105i的数量、配置和定位可以根据预期的应用而定义可定制的OD。换言之，模块化成像系统100可以支持多种操作概念。例如，图3A示出以走查检查点检查操作概念布置的天线面板105i，图3B为天线面板105i的顶部视图。十六个天线面板105i(i＝1，2，……，16)在空间上布置在四组中，其中，该四组竖直相邻(比如，以堆叠配置)并相对于彼此定位以照射具有两个区域的OD 107。更具体地，天线面板105i附接到两个立柱305中的一个。人或其他目标可以在立柱305之间走过，从而穿过OD107区域。当模块化成像系统100如图3A和图3B所示进行配置时，使人穿过OD 107，从而，模块化成像系统可以照射目标的前面、侧面和后面，并且生成目标的一个或多个图像。
其他的操作概念是可能的。例如，图4示出布置为大型平板400的四个天线面板105i。四个天线面板105i可以定位为照射期望的OD(比如，以扫描走过的人)。天线面板105i可以布置为照射待检查的对象，消除盲点，从而提高整体检测性能、具有较低的误警率。
图7进一步示出另外的操作概念。如参照图8至图14进行的更全面的描述，天线面板105i以705处的安全检查点配置进行布置；以710处的现场接入/便携布置进行布置；以715处的旁路区域配置进行布置；以720处的接入和阻塞点配置进行布置。
图8A、图8B和图8C更详细地示出安全检查点配置705。图8A为横截面图，图8B为前视图，图8C为示出安全检查点配置的侧面立体图。图8A至图8C中所示的安全检查点配置具有两个立柱，每个立柱具有彼此竖直地布置的四个入口(或者前向)面板以及彼此竖直地布置的四个后部面板。四个面板的每个分组称为一组面板。给定组中的入口面板在第一平面中大体上共面(比如，面板的表面具有大体上平行的法线)。给定组中的后向面板在第二平面中大体上共面。两个立柱(比如，第一组的四个入口面板和第二组的入口面板)之间的通过区域使得可以对经过立柱的人或者其他目标进行检查。
在一些实现中，相对于水平轴815测量的第一平面的角度α可以在10度和85度之间变化。在示例实现中，角度α为50度。类似地，第二平面的角度可以在10度和85度之间。因此，第一平面和第二平面之间的角度可以在10度和170度之间、60度和120度之间，并且在示例实现中，第一平面和第二平面之间的角度为110度。通过控制天线面板的角度，可以控制观测域。
竖直方向上的面板间间距805可以变化，并且在示例实现中为16.8cm。因此，利用如上所述的示例面板(其中，每个面板的竖直尺寸在20厘米和30厘米之间)，并且，在安全检查点面板配置中，四个入口面板跨越的竖直距离小于160cm。面板间偏移810可以为2.9cm，这可以提高观测域的分辨率。
图9A示出安全检查点配置的变体，其中，使用四个面板105i(每侧两个)(面向入口和/或面向后方)并且可以隐蔽地集成到门口。因此，当人通过用作自然检查点的门口时，本主题可以隐蔽地对人进行监测和检查。图9B示出安全检查点配置的另一种变体，其中，两个面板在接入点(例如，允许人进入公共交通、活动空间或者建筑物的十字转门)处公开地对人进行检查。本主题可以对人进行扫描并且仅仅在没有检测到威胁时允许进入。
图10A和图10B示出安全检查点配置的另一种变体，其中，大体上以圆柱排列布置面板105i，以提高检查视角。安全检查点配置示出为具有传统的金属探测器1005(图10A)，或者示出为不具有传统的金属探测器1005(图10B)。
图11A、图11B和图11C更详细地示出现场接入/便携布置710。现场接入/便携布置710包括壳体1105，壳体1105具有第一铰链1110以将壳体1105折叠。壳体1105联接到四个天线面板105i，当壳体打开时，四个天线面板105i共面。利用第一铰链1110来折叠壳体1105，使得现场接入/便携布置可折叠，从而，借助壳体而包含或封装每个面板105i。
面板间间距1120和1125可以变化，并且在示例实现中，可以分别为1.2cm和8.9cm。因此，采用上述示例面板(其中，每个面板的竖直尺寸在20厘米和30厘米之间)，并且在现场接入便携布置710中，四个面板跨越第一距离(比如，高度或宽度)，该第一距离小于50厘米，并且跨越壳体1105的第二距离(比如，分别为宽度或高度)，该第二距离小于40厘米。
壳体1105可以折叠成公文包样形状，以便可携带。例如，在示例实现中，当壳体1105关闭时，壳体的最大尺寸(例如，长度)可以小于50厘米，壳体的第二尺寸(例如，高度)可以在27厘米和40厘米之间。
如图11D中所示，壳体1105可以进一步包括另外的铰链1115，其将另外的天线面板105i联接到壳体1105。
图12A至图12C示出旁路区域配置715的几种实现。图13A和图13B示出图12A中所示的示例实现的尺寸。旁路区域配置可以包括多个共面天线面板105i。在图12A和图13A、图13B中，以4×3的排列对十二个共面面板105i进行布置，每个面板105i分别以面板间间距1305和1310与邻近面板分隔开，其中，面板间间距1305和1310在4厘米和8厘米之间。在图12B和图12C中，以3×3的排列对九个共面面板105i进行布置。
图14A至图14C示出接入和阻塞点配置720的几个视图。
图14A为横截面图，图14B为前视图，图14C为示出接入和阻塞点配置的侧面立体图。图14A至图14C中所示的配置具有两个立柱，每个立柱具有相对于彼此竖直地布置的两个入口(或前向)面板。两个面板的每个分组称为一组面板。给定组中的入口面板在第一平面中大体上共面(比如，面板的表面具有大体上平行的法线)。两个立柱(比如，第一组的两个入口面板和第二组的入口面板)之间的通过区域使得可以对经过立柱的人或者其他目标进行检查。
在一些实现中，相对于水平轴1405测量的第一平面的角度α可以在10度和85度之间变化。在示例实现中，角度α为22度。类似地，第二平面的角度可以在10度和85度之间。因此，第一平面和第二平面之间的角度可以在100度和170度之间，并且在示例实现中，第一平面和第二平面之间的角度为134度。通过控制天线面板的角度，可以控制观测域。
竖直方向上的面板间间距1410可以变化，并且在示例实现中为45.8cm。因此，利用如上所述的示例面板(其中，每个面板的竖直尺寸在20厘米和30厘米之间)，并且，在接入和阻塞点面板配置中，给定组中的两个入口面板竖直方向上分开，分开的距离在30厘米和60厘米之间，并且跨越的竖直距离小于120厘米。
再次参照图1，针对每个天线面板105i，模块化成像系统100可以包括数据采集系统(DAS)面板110i(i＝1，2，……，n)。DAS面板110i将从其相关联的天线面板105i接收的原始RF数据数字化，并且将用于传输的数据收集到DAS基站115。DAS基站115从每个DAS面板110i接收数字化的原始RF数据，将接收的数据聚合，并且将聚合的数据作为同相正交数据传输到处理系统120。在一些实现中，DAS基站115将数据经由通用串行总线(USB)3.0连接传输到处理系统120。
模块化成像系统100可以包括RF基站160，其能够产生可以分配到天线面板105i的RF本地振荡器参考信号。在一些实现中，参考信号可以在所有接收-发射天线对上以及在所有天线面板105i上建立完全相位一致的成像系统。
模块化成像系统100可以包括传感器125，比如，红外(IR)照相机、热相机、超声波距离传感器、摄影机、光电(EO)照相机或者表面/深度图照相机。传感器125创建至少OD 107的另外的信息图像或视频，比如，光学图像。在一些实现中，传感器125将图像或视频经由USB连接传输到处理系统120，以进行进一步的分析。模块化成像系统100可以包括多个传感器125。传感器125也可以用于检测在OD 107中目标的存在。检测在OD 107中目标的存在可以用于触发成像系统100进行RF扫描。
处理系统120包括多个模块，用于处理雷达回波数据和来自传感器125的OD 107的另外的信息图像，包括数据采集过程130、校准过程135、重构过程140、自动威胁识别过程145和渲染器150。
数据采集过程130采集来自DAS基站115的原始数据以及来自传感器125的另外的信息图像。对于每个传感器(例如，天线面板105i和传感器125)，数据采集过程130采集传感器数据并使传感器数据标准化。传感器数据的定时在传感器之间同步，数据采集过程130将采集的数据作为帧(比如，时间片)公布以用于模块化成像系统100进一步的分析。因此，对于给定帧，数据采集过程130针对每个天线面板105i和传感器125，公布一组数据。在一些实现中，采集数据并且以近似的视频帧率(比如，大约每秒24帧)公布帧。
校准过程135对公布的数据进行校准。
重构过程140利用压缩传感约束将校准的雷达回波数据转变成图像和/或特征图。可以针对每个天线面板105i和/或根据多个天线面板105i获得的测量结果的合成来创建图像。因为经由天线面板105i稀疏地采集OD 107的测量结果，所以，可以将对OD 107的图像进行重构看作为寻找欠定线性系统的解。压缩传感是信号处理技术，用于通过寻找欠定线性系统的解而高效地采集并重构信号(比如，位于OD 107中的目标的图像)。可以利用例如匹配滤波器、最小二乘及类似的求解算法来寻找解。压缩传感基于如下原理：通过最优化，当考虑到具有可能占据OD的物品或对象的知识时，可以利用固有的信息稀疏和该信息的许多特征的先验知识而根据远远少于Shannon-Nyquist采样定理所需的样本来恢复感兴趣的图像。
除了可能占据OD的物品或对象的先验知识提供的约束之外，来自传感器125的图像数据可以用于进一步强制稀疏约束。具体地，传感器125采集的OD 107的图像可以用于确定目标的空间位置(比如，目标位于OD 107的哪些体素，以及OD 107的哪些体素为空)。空体素不包含散射体并因此可以被认为是零(对于压缩传感重构)(比如，使得可以实现更好和/或更快的估计欠定线性系统的解)。
另外，合适尺寸的OD 107可能导致对于压缩传感重构足够地稀疏的场景。例如，如果OD 107的体积为2米乘1米乘0.5米，并且被分成8,000,000个5mm的体素，那么位于该OD107内的典型的人将在任何时候仅占据大约10％的体素(比如，大约800,000个体素)。来自传感器125的图像可以用于确定OD 107体积内的三维表面并因此确定人位于哪些体素。当重构雷达回波图像时，空体素可以强制为零，而非零体素可以在重构期间进行修改(比如，可以被看做变量以寻找欠定线性系统的最佳重构解决方案)。
重构过程140可以重构一个或多个图像。例如，每个面板可以用作发射/接收对并且可以单独对待。对于N个面板，有N2个独立的“有效孔径”，每个具有唯一的质心。重构过程140可以根据这些有效孔径中的每一个重构图像。另外，重构过程140可以通过组合多个独立的图像来创建聚合图像。另外，重构过程可以将所有面板看做一个大的稀疏孔径并且利用从单一孔径中的所有面板采集的信息来重构单个图像。
重构过程140可以根据重构的图像生成特征图。特征图可以包括散射体回波数据或者雷达回波测量结果的其他的特性或特征。可以对多个图像进行统计分析。一些示例特征包括局部表面法线、表面宽度、表面平滑度/不尖程度、总的大小等等。其他的特征是可能的。
自动威胁识别过程145针对威胁物体的存在而分析雷达回波图像和/或特征图。威胁物体可以包括人可能在身上隐藏的危险物品，例如，枪、刀及炸药。自动威胁识别过程145可以利用例如分类器来识别威胁，其中，分类器评估重构过程140生成的特征图。分类器可以对已知的威胁图像进行训练。
渲染器150生成或者渲染表征威胁识别145分析的结果的图像。在显示器155上对图像进行渲染。例如，渲染器150可以示出扫描出的人和任意识别出的威胁的化身。渲染器150可以示出自动威胁识别145未检测出任意威胁的表征。
图5为处理框图，其示出示例模块化成像系统100的各个组件的处理步骤500。在505，天线面板105i以24GHz和29.5GHz之间的工作频率发射并接收信号。天线面板105i接收原始RF雷达回波。在510，DAS板110i将这些回波与参考本地振荡器(发射的信号)进行比较，并且将回波数字化以生成复值(同相正交)的、相位一致的数字数据流。另外，DAS板110i将其各自的数字化的数据流并行地传递到DAS基站115。
在515，DAS基站115将来自DAS板110i的每个的数字化的数据进行聚合。在图1和图5中所示的模块化成像系统100的示例实现中，DAS基站115可以与多达16个的DAS板110i配合，尽管在其他的实现中，DAS基站115可以与另外的DAS板110i配合。DAS基站115将聚合的数据发射到处理系统120。
在520，数据采集过程130接收来自DAS基站115的聚合的数据并且接收来自传感器125的信息图像。数据采集过程130对定时进行同步，并且以帧的形式对采集的数据进行公布。
在525，校准过程135利用传感器基础对公布的关于传感器的数据进行校准。
在530，重构过程140对校准的数据应用压缩传感求解算法以重构图像和/或特征图。重构过程140可以针对面板的每个发射/接收对而重构图像。另外，重构过程140可以根据从传感器125获得的图像确定OD中的目标的空间位置，并且基于目标的空间位置，可以确定压缩传感求解算法中所使用的稀疏约束。其他的传感器可以产生其他类型的“约束/先验”，从而以类似的方式有助于压缩传感求解算法。在一些实现中，从传感器125获得的图像是表面图图像或者深度图图像(比如，由表面图照相机所生成)，其包含与来自传感器125的视角或者另一视角的场景物体的表面距离有关的信息。
在535，自动威胁识别过程145利用例如分类器针对威胁物体的存在而分析图像和/或特征图。存在威胁物体的表示或者表征提供到渲染器150，在540，渲染器150在显示器150中在OD 107中的目标的化身上显示存在威胁物体的表示。
图6为过程流程图，其示出根据多个天线面板105i测量的数据构建雷达回波图像的过程600。
在610，接收表征雷达回波的数据。多个天线面板105i已测量出雷达回波，其中，多个天线面板105i包括天线元件阵列，天线元件阵列包括稀疏地分布(比如，被大于工作频率的半波长的间距而分开)在天线面板105i上的至少两个天线元件。该多个天线面板105i是可配置的，从而被布置为测量观测中的目标，例如，图1的系统中所述。该多个天线面板105i是可配置的，从而基于期望的应用而关于彼此空间地布置并定位。
在620，接收表征包含OD的图像的数据。该图像可以由传感器125进行测量，传感器125具有与OD重叠的视野。传感器125可以包括红外传感器、电/光传感器、表面图照相机等等。
在630，表征雷达回波的数据可以生成为复数、相位一致(比如，同相正交)数据。可以根据在天线面板105i处的RF信号的模拟接收并且通过将模拟接收与参考RF信号进行比较生成同相正交数据，其中，如果比较结果是数字化的，则将其传递到110i。
在640，可以利用表征传感器图像(也可以生成来自其他传感器的其他类型的信息)的数据确定目标的(例如)空间位置。目标的空间位置(或其他信息)可以定义OD中的空体素和占据体素(比如，存在目标的体素)(或者其他先验)。
在650，可以利用根据目标的空间位置(或者来自其他传感器的其他先验)确定的稀疏约束对目标的雷达回波图像进行构造。对于压缩传感重构算法，稀疏约束可以包括认为空体素具有零值。可以生成特征图并且可以利用图像和/或特征图来检测OD中威胁物体的存在。在一些实现中，可以显示检测出的威胁物体的表征，例如，利用表示威胁物体在人身上的位置的人的化身。
尽管上面详细描述了几个变体，但是，其他的修改或者增添是可能的。例如，天线面板的数量不受限制，并且一些实现可以包括任意数量的天线面板，这是基于期望的应用可配置的和/或可重配置的。天线面板不限于特定频率，例如，可以使用具有不同属性(工作频率、元件位置等等)的天线面板。在一些实现中，现有实现的系统可以将天线面板调换或者交换为具有不同属性(工作频率、元件位置等等)的天线面板和DAS面板。可以使用不同的压缩传感重构算法，并且可以使用不同的特征进行威胁检测。OD可以是单个连续区域或者多个分开的区域。其他的实现是可能的。
不以任意方式对所附权利要求的范围、解释或者应用进行限制，本文公开的示例实现的一个或多个的技术效果可以包括下述中的一个或者多个，例如模块化天线面板可以用作构造块，以实现最佳位置。位置可以基于期望的应用而更好地照射待检查的人并且消除盲点，这可以提高检测率同时减少误报率。模块化天线面板可以是固态的，并且系统可以没有移动部件，这增加图像采集帧率(实现走查/走过和公开或隐秘工作(而传统地，机械地配置扫描装置))、使用寿命并减少维护成本。在一些配置中，模块化天线面板可以检查在附近走动的人，从而不需要被检查的人在成像过程中保持静止。压缩传感可以减少测量的数据量，这可以减少处理的数据量，可以减少系统成本、需要的处理时间、尺寸(比如，足迹)等等。另外，可以使用任意数量的模块化天线面板，使系统的规模可以基于期望的应用。另外的天线面板可以提高分辨率，同时较少的天线面板可以降低成本。
本文所描述的主题的一个或多个方面或特征可以以数字电路、集成电路、特别设计的专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)计算机硬件、固件、软件和/或其组合进行实现。这些不同的方面或特征可以包括以在可编程系统上可执行和/或可解释的一个或多个计算机程序存在的实现，可编程系统包括至少一个可编程处理器、至少一个输入设备以及至少一个输出设备，其中，可编程处理器可以是专用的或者通用的，可编程处理器被联接以从存储系统接收数据和指令，并将数据和指令传输到存储系统。可编程系统或者计算系统可以包括客户和服务器。客户和服务器通常彼此远离，并且通常经由通信网络进行交互。客户和服务器的关系借助在各自的计算机上运行并且彼此具有客户-服务器关系的计算机程序而发生。
这些计算机程序(也可以称为程序、软件、软件应用、应用、组件、或者代码)包括用于可编程处理器的机器指令并且可以以高级程序语言、面向对象程序设计语言、函数型程序设计语言、逻辑式程序设计语言和/或汇编/机器语言进行实现。如本文中所用，术语“机器可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供到可编程处理器的任意计算机程序产品、装置和/或设备(包括将机器指令作为机器可读信号而接收的机器可读介质)，比如，磁盘、光盘、存储器和可编程逻辑设备(PLD)。术语“机器可读信号”指的是用于将机器指令和/或数据提供到可编程处理器的任意信号。机器可读介质可以非暂时地存储这种机器指令，比如非暂时性固态存储器或者硬磁盘驱动器或者任意等效存储介质会这样。可替代地或者另外地，机器可读介质可以以暂时性方式存储这种机器指令，比如，与一个或多个物理处理器核心相关联的处理器缓存或者其他随机存取存储器会这样。
为了与用户进行交互，本文所描述的主题的一个或多个方面或者特征可以在具有用于将信息显示给用户的显示设备(比如，阴极射线管(CRT)或者液晶显示器(LCD)或者发光二极管(LED)监视器)、键盘和定位设备(比如鼠标或者轨迹球)的计算机上实现，其中，用户利用键盘和定位设备可以将输入提供到计算机。其他种类的设备也可以用于提供与用户的交互。例如，提供给用户的反馈可以是任意形式的传感反馈，比如，视觉反馈、听觉反馈或者触觉反馈，并且来自用户的输入可以以任意形式被接收，包括但不限于听觉、语音或者触觉输入。其他可能的输入设备包括但不限于触摸屏或者其他触感设备(比如，单点或多点电阻或电容式触控板)、声音识别硬件和软件、光学扫描器、光学指示器、数字图像采集设备和相关联的解释软件等等。
在上面的描述和权利要求中，比如“至少一个”或者“一个或多个”的短语后面可以跟随元件或特征的连接词列表。术语“和/或”也可以出现在两个或多个元件或特征的列表中。除非另外隐含地或者明确地与使用它们的上下文矛盾，这种短语的意思是列出的元件或特征中的任何个体或者任何已提出元件或特征与任何其他已提出的元件或特征的组合。例如，短语“A和B中的至少一个”、“A和B中的一个或多个”以及“A和/或B”每个的意思是“单独的A，单独的B，或者A和B一起”。类似的解释也用于包括三个或更多物品的列表。例如，短语“A、B和C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”和“A、B和/或C”每个的意思是“单独的A，单独的B，单独的C，A和B一起，A和C一起，B和C一起，或者A和B和C一起”。另外，上面和权利要求中使用术语“基于”的意思是“至少部分基于”，从而未提及的特征或元件也是可允许的。
本文所描述的主题可以根据期望的配置而体现在系统、装置、方法和/或物品中。前述提出的实现不代表与本文所描述的主题相一致的所有实现。而是，它们仅仅是与有关所描述的主题的方面相一致的一些示例。尽管上面详细描述了几个变体，但是，其他的修改或者增添是可能的。具体地，除了本文所提出的那些以外，可以提供进一步的特征和/或变体。例如，上面描述的实现可以指向所公开特征的各种组合和子组合和/或上面公开的几个进一步的特征的组合和子组合。另外，为了实现期望的结果，附图中描绘的和/或本文所描述的逻辑流程不一定需要所示出的具体顺序或者顺序次序。其他的实现可以在权利要求的范围内。

Claims (25)

1.一种系统，其包括：
多个天线面板，所述多个天线面板包含包括由大于半波长的间距分开的至少两个天线元件的天线元件的阵列，所述多个天线面板是可配置的，以相对于彼此空间地布置并定向，从而针对目标测量观测域的雷达回波；
传感器，其具有与观测域重叠的视野，并且用于测量图像；以及
至少一个数据处理器，其形成至少一个计算系统的部分并且适用于接收表征光学图像和雷达回波的数据，利用表征图像的数据确定目标的空间位置，并且利用根据目标的空间位置确定的稀疏约束构造目标的雷达回波图像。
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：
基站，至少从所述多个天线面板接收雷达回波并且生成表征雷达回波的数据作为同相正交数据；
显示器；
其中，形成至少一个计算系统的部分的所述至少一个数据处理器还适用于检测雷达回波图像中威胁物体的存在；以及
其中，形成至少一个计算系统的部分的所述至少一个数据处理器还适用于在所述显示器中渲染检测出的威胁物体的表征。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，目标的空间位置定义空体素和存在目标的体素。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述多个天线面板是可配置的，以基于期望的应用而相对于彼此空间地布置并定位。
5.据前述权利要求中的任一项所述的系统，所述多个天线面板包括：
四个入口面板，其相对于彼此竖直地布置，并且在第一平面中共面；
四个后部面板，其相对于彼此竖直地布置，并且在第二平面中共面；
其中，所述第一平面和所述第二平面之间的角度在10度和170度之间。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述第一平面和所述第二平面之间的所述角度在60度和120度之间。
7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述四个入口面板跨越的竖直距离小于160厘米，并且每个面板的竖直尺寸在20厘米和30厘米之间。
8.根据权利要求6所述的系统，所述多个天线面板进一步地包括：
第二组的四个入口面板；以及
第二组的四个后部面板，在所述四个入口面板和所述第二组的入口面板之间具有通过区域。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，进一步地包括：
壳体，其具有第一铰链以使所述壳体折叠，所述壳体联接到所述多个天线面板，所述多个天线面板包括在第一平面中共面的四个面板。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述多个天线进一步地包括利用第二铰链而联接到所述壳体的第五面板。
11.根据权利要求9所述的系统，其中，通过利用所述第一铰链折叠所述壳体而使所述系统是可折叠的，从而，在所述多个天线面板中的每个面板由所述壳体封装。
12.根据权利要求9所述的系统，其中，当所述壳体处于关闭位置时，所述壳体的最大尺寸小于50厘米，并且所述壳体的第二尺寸在27厘米和40厘米之间。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，所述多个天线面板包括以行和列排列的至少九个共面面板，每个面板与邻近面板分开的距离在4厘米和8厘米之间。
14.据前述权利要求中的任一项所述的系统，所述多个天线面板包括：
第一组的两个入口面板，其相对于彼此竖直地布置，并且在第一平面中共面；
第二组的两个入口面板，其相对于彼此竖直地布置，并且在第二平面中共面；
其中，所述第一平面和所述第二平面之间的角度在100度和170度之间。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，在第一组中的两个入口面板竖直分开的距离在30厘米和60厘米之间。
16.一种方法，其包括：
由至少一个数据处理器接收表征多个天线面板测量的雷达回波的数据，所述多个天线面板包含包括由大于半波长的间距分开的至少两个天线元件的天线元件的阵列，所述多个天线面板是可配置的，以相对于彼此空间地布置并定位，从而针对目标测量观测域的雷达回波；
由至少一个数据处理器接收表征包含所述观测域的图像并由传感器测量的数据，所述传感器具有与所述观测域重叠的视野；
利用表征图像的数据确定目标的空间位置；以及
利用根据目标的空间位置确定的稀疏约束构造目标的雷达回波图像。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：
由从所述多个天线面板接收雷达回波的基站生成表征雷达回波的数据作为同相正交数据；
自动地检测雷达回波图像威胁物体的存在；以及
在显示器中渲染检测出的威胁物体的表征。
18.根据权利要求16至17中的任一项所述的方法，其中，目标的空间位置定义空体素和存在目标的体素。
19.根据权利要求16至18中的任一项所述的方法，其中，所述多个天线面板是可配置的，以基于给定的应用而相对于彼此空间地布置并定位。
20.根据权利要求16至19中的任一项所述的方法，其中，所述多个天线面板是可配置的，以邻近穿过观测域的检查目标竖直地空间地布置。
21.一种非暂时性计算机程序产品，当由形成至少一个计算机的部分的至少一个数据处理器执行时，其导致如下操作：
由至少一个数据处理器接收表征多个天线面板测量的雷达回波的数据，所述多个天线面板包含包括由大于半波长的间距分开的至少两个天线元件的天线元件的阵列，所述多个天线面板是可配置的，以相对于彼此空间地布置并定位，从而针对目标测量观测域的雷达回波；
由至少一个数据处理器接收表征包含所述观测域的图像并由传感器测量的数据，所述传感器具有与所述观测域重叠的视野；
利用表征图像的数据确定目标的空间位置；以及
利用根据目标的空间位置确定的稀疏约束构造目标的雷达回波图像。
22.根据权利要求21所述的非暂时性计算机程序产品，所述操作进一步地包括：
由从所述多个天线面板接收雷达回波的基站生成表征雷达回波的数据作为同相正交数据；
自动地检测雷达回波图像中威胁物体的存在；以及
在显示器中渲染检测出的威胁物体的表征。
23.根据权利要求21至22中的任一项所述的非暂时性计算机程序产品，其中，目标的空间位置定义空体素和存在目标的体素。
24.根据权利要求21至23中的任一项所述的非暂时性计算机程序产品，其中，所述多个天线面板是可配置的，以基于给定的应用而相对于彼此空间地布置并定位。
25.根据权利要求21至24中的任一项所述的非暂时性计算机程序产品，其中，所述多个天线面板是可配置的，以邻近穿过观测域的检查目标竖直地空间地布置。
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