CN109324349A - 基于毫米波的分区扫描安检仪系统及其扫描方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于毫米波的分区扫描安检仪系统及其扫描方法，该系统用于对预设扫描区域的被检对象进行扫描，预设扫描区域包括至少两个扫描区域，该安检仪系统包括图像生成单元及至少两个毫米波扫描装置，其分别与所述至少两个扫描区域一一对应；毫米波扫描装置用于在预设时间段内对被检对象在毫米波扫描装置所对应的扫描区域的部分进行扫描以得到扫描数据；图像生成单元，接收至少两个毫米波扫描装置的扫描数据进行处理并成像以生成被检对象的图像。通过上述方式，本申请通过提供至少两个毫米波扫描装置在同一个预设时间段内对被检对象进行分区域扫描，从而加快了整个安检仪的扫描速度。

Description

基于毫米波的分区扫描安检仪系统及其扫描方法

技术领域

本申请涉及安检仪技术领域，特别是涉及一种基于毫米波的分区扫描安检仪系统及其扫描方法。

背景技术

近年来，安全问题日益得到世界人民的关注，对安检系统的可靠性与智能化也提出了更高的要求。

传统的金属探测器只能对近距离小范围目标进行检测，效率低，已远远不能满足安检的需求。尽管X光等各种射线具有很强的穿透力，但会对被测人体造成辐射伤害，即使当前存在低辐射剂量的X光机，但其依然不容易被公众接受。红外线是靠物体表面温度成像，在有织物遮挡的情况下无法清晰成像。而毫米波成像系统不仅可以检测出隐藏在织物下的金属物体，还可以检测出塑料手枪，炸药等危险品，获得的信息更加详尽、准确，可以大大地降低误警率。因此，近年来毫米波成像技术在人员安检等方面得到了更加广泛的应用。

毫米波成像技术会使用到毫米波雷达。毫米波雷达是指雷达发射信号频率在毫米波频段，毫米波的频率为30GHz到300GHz(波长从1mm到 10mm)，在实际工程应用中，常把毫米波的低端频率降到26GHz。在电磁波谱中，毫米波频率的位置介于微波与红外之间。与微波相比，毫米波的典型特点是波长短、频带宽(具有很广阔的利用空间)以及在大气中的传播特性。与红外相比，毫米波具有全天候工作的能力并且可用于烟尘，云雾等恶劣环境下。在微波频段越来越拥挤的情况下，毫米波兼顾微波的优点，并且还具备低频段微波所不具备的一些优点。

现有技术中，安检仪装置对待测对象，如人体的扫描都是通过毫米波阵列进行从头部至脚部或者从脚部至头部的方向的扫描，基于成像的清晰度与毫米波的频率原因，其扫描的频率是有限度的，难以满足市场上对安检速度的要求。

发明内容

本申请提供一种基于毫米波的分区扫描安检仪系统及其扫描方法。能够解决现有技术中由于频率限制导致的扫描速度较慢的问题。

本申请采用的一个技术方案是：一种基于毫米波的分区扫描安检仪系统，所述系统用于对预设扫描区域的被检对象进行扫描，所述预设扫描区域包括至少两个扫描区域，其中，所述安检仪系统包括：至少两个毫米波扫描装置，其分别与所述至少两个扫描区域一一对应；所述毫米波扫描装置用于在预设时间段内对所述被检对象在所述毫米波扫描装置所对应的扫描区域的部分进行扫描以得到扫描数据；图像生成单元，接收所述至少两个毫米波扫描装置的扫描数据进行处理并成像以生成所述被检对象的图像。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种基于毫米波的分区扫描安检仪系统的扫描方法，所述系统用于对预设扫描区域的被检对象进行扫描，所述预设扫描区域包括至少两个扫描区域，所述系统包括图像生成单元及至少两个毫米波扫描装置，其分别与所述至少两个扫描区域一一对应；所述方法包括：利用所述毫米波扫描装置在预设时间段内，对所述被检对象在所述毫米波扫描装置所对应的扫描区域的部分进行扫描，以得到扫描数据；利用图像生成单元接收所述至少两个毫米波扫描装置的扫描数据进行处理并成像以生成所述被检对象的图像。

本申请的有益效果是：区别于现有技术，申请通过提供至少两个毫米波扫描装置在同一个预设时间段内对被检对象进行分区域扫描，从而加快了整个安检仪的扫描速度。

附图说明

图1是本申请提供的基于毫米波的分区扫描安检仪系统的结构示意图；

图2是是图1中所示的安检仪系统中的毫米波扫描装置的结构示意图；

图3是本申请一实施例提供的一种门框式安检仪的天线阵列安装结构示意图；

图4是本申请提供的安检仪系统的一种应用场景示意图；

图5是本申请提供的基于毫米波的分区扫描安检仪系统的扫描方法的第一流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1，图1是本申请提供的一种基于毫米波的分区扫描安检仪系统的结构示意图，该安检仪系统10包括至少两个毫米波扫描装置100 及图像生成单元200，其毫米波扫描装置100具体可以为两个、三个、四个或者多个，其预设扫描区域也与毫米波扫描装置100一一对应，其具体也可以为两个、三个、四个或者多个。

其毫米波扫描装置100用于在预设时间段内对被检对象在该毫米波扫描装置所对应的扫描区域的部分进行扫描以得到扫描数据，即对于在预设扫描区域的被检对象而言，其也被分为多段，其在多个扫描区域都存在一部分，毫米波扫描装置100用于对其对应的扫描区域中的那一部分进行扫描从而获取这一部分的扫描数据。随后通过图像生成单元200接收其所有的毫米波扫描装置100的扫描数据进行处理并成像以生成被检对象的图像。

请参阅图2，图2是本申请提供的一种毫米波检测装置的结构示意图；具体的，毫米波扫描装置100包括毫米波收发模块110，与毫米波收发模块110连接的天线阵列120以及用于控制天线阵列120的开关阵列130

其中，毫米波收发模块110用于生成发送给被检对象在扫描区域的部分的毫米波发射信号并接收和处理回波信号，其中，回波信号相对毫米波发射信号携带了被检对象的信息数据。

其中，天线阵列120包括发射天线阵列121和接收天线阵列122，所述发射天线阵列121包括多个发射天线1211，如图3所示，在具体的安检仪系统中，其具体可以为门框式安检仪，其门框上设置有天线阵列120，其扫描区域所对应的门框上设置有多个发射天线1211，接收天线阵列122 包括多个设置在门框上的接收天线1221，各发射天线1211和各接收天线1221一一对应，为了达到更好的检测效果，其也可以是一个发射天线1211 对应两个接收天线1221，其中发射天线1211用于发送毫米波发射信号，接收天线1221用于接收回波信号。

其中，开关阵列130连接毫米波收发模块110与天线阵列120，其中开关阵列130包括开关控制单元131及与开关控制单元131电连接的发射开关阵列132以及接收开关阵列133，在具体实施例中，开关控制单元可以是FPGA(Field－Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，发射开关阵列132由多个发射开关1321组成，接收开关阵列133由多个接收开关1331组成。

开关控制单元131可以按照时序控制多个毫米波的发射天线1211和多个接收天线1221进行多次毫米波信号的发射和接收，从而完成对被检对象的前后面的回波信号的采集。例如，对多个发射天线1211的控制可以通过单刀多掷开关来实现，当然也可以采用本领域已知的任何时序控制。

在具体实施例中，毫米波收发模块110可以给一个单刀四掷开关输入毫米波信号，而这个单刀四掷开关又可以给四个单刀四掷开关输入毫米波信号，而这四个单刀四掷开关又可以给个单刀四掷开关输入毫米波信号，这样就可以有个发射天线1211，从而组成发射天线阵列121，用于将发射的毫米波信号发射到人体的不同位置处。

如上所述，多个发射天线1211并非同时工作，而是例如通过三层单刀四掷开关来控制，使它们逐个地进行发射，当然也可以采用单刀五掷或者其他单刀多掷开关进行相互组合以实现进行发射天线1211和接收天线 1221的数量控制。其开关控制单元131可以通过对这些开关的选通来实现对发射天线1211和接收天线1221进行工作。

如图4所示，在一具体实施例中，以两个毫米波扫描装置为例，分别为第一毫米波扫描装置100a与第二毫米波扫描装置100b。其预设扫描区域分别为第一扫描区域与第二扫描区域，其中，第一毫米波扫描装置100a 用于负责对第一扫描区域进行扫描，第二毫米波扫描装置100b用于对第二扫描区域进行扫描。

在一个具体实施场景中，当安检仪系统为人体安检仪，其被检对象为人，当人站立在预设扫描区域中，将预设扫描区域分为上下分层相连的第一扫描区域与第二扫描区域。

基于人体扫描的特性，其人体的上半身比下半身的复杂度更高，为了达到更好的成像效果，其优选为以人体的腹部高度(成年人)进行分段，即对于预设扫描区域而言，例如可以从底部到垂直高度为0.9米或1.2米左右的位置为第二扫描区域，其他位置则为第一扫描区域。

其第一毫米波扫描装置100a也安装在与第一扫描区域所对应的位置，第二毫米波扫描装置100b安装在与第二扫描区域所对应的位置，具体的，是第一毫米波扫描装置100a的天线阵列安装在与第一扫描区域所对应的位置，第二毫米波扫描装置100b的天线阵列安装在于第二扫描区域对应的位置，当安检仪系统进行工作时，第一毫米波扫描装置100a扫描被检对象(人体)在第一扫描区域的部分从而得到第一扫描数据，即腹部以上部分，第二毫米波扫描装置100b扫描被检对象(人体)在第二扫描区域的部分，即腹部及腹部以下部分从而得到第二扫描数据。

两个毫米波扫描装置的扫描方向可以相同或者相反，例如可以是第一毫米波扫描装置100a从头到腹部，第二毫米波扫描装置100b是腹部到脚部，也可以是第一毫米波扫描装置100a从头到腹部，第二毫米波扫描装置100b从脚部到腹部。

进一步的，图像生成单元接收第一扫描数据与第二扫描数据进行处理并进行成像以生成被检对象(人体)的图像。

在具体实施例中，由于毫米波发射到人体身上会被散射，即在第一毫米波扫描装置100a中的第一发射天线的毫米波可能会被第二毫米波扫描装置100b的接收天线所接收，从而出现扫描信号的干扰。

因此为了实现第一毫米波扫描装置100a与第二毫米波扫描装置100b 可以在同一个预设时间段进行扫描，可以通过将第一毫米波扫描装置 100a与所述第二毫米波扫描装置100b的扫描信号频率设置为不同，即第一毫米波收发模块的生成的第一毫米波发射信号与第二毫米波收发模块的生成的第二毫米波发射信号频率不同，因此第一毫米波扫描装置100a 与第二毫米波扫描装置100b可以进行同时的工作，而不会被影响。

在另一个实施例中，可以第一毫米波扫描装置100a与所述第二毫米波扫描装置100b在预设时间段内进行交叉间隔分时扫描；在具体实施例中，由于毫米波扫描装置是有一个工作周期的，其工作周期包括工作时间与间隔时间，在其工作时间内，其可以进行扫描，而且其间隔时间内，其实际是不进行工作的，因此在其间隔时间内，可以通过控制预设时序的方法使得另外的毫米波扫描装置进行工作。即在一个毫米波扫描装置的工作周期内，其多个毫米波扫描装置依次间隔工作。

其具体的，第一毫米波扫描装置100a中的第一开关控制单元根据第一预设时序控制其第一开关阵列进行工作，第二毫米波扫描装置100b中的第二开关控制单元根据第二预设时序控制其第二开关阵列进行工作，即其时序是有间隔的，例如第一毫米波扫描装置100a的工作周期为2S，其在第1S、3S、5S、…11S时进行工作，且由于毫米波的速度为光速，其在发射与接收的时间是可以认为在一瞬间完成，即第一毫米波扫描装置 100a在第1S、3S、5S……11S的时间点上或左右0.1S甚至更小的时间内进行毫米波的发射与接收，则其在2S、4S、6S…...12S不进行工作的，此时可以第二毫米波扫描装置100b中的第二预设时序的工作设置为2S、4S、 6S…...12S等等，即将第二毫米波扫描装置100b的第二预设时序设置在第一毫米波扫描装置100a的周期时间间隔上，从而通过彼此错开实际工作从而实现互不影响。

上述方式中，利用毫米波扫描装置本身无法避免的工作周期，随后将其他毫米波装置的工作时序设置该工作周期中的间隔时间内，从而实现互相不干扰，且在时间上不进行延迟，并增加了整个扫描的速率。

在其他实施例中，如采用多个毫米波扫描装置时，其也可以采用多种毫米波的信号频率，或者通过设置不同的时序来实现在同一个时间段内进行工作。

在具体实施例中，由于开关阵列受开关本身特性的一个影响，如针对发射开关阵列的多个发射开关而言，其开关控制单元在控制前一级发射开关进行工作并完成工作后，无法马上打开下一级发射开关打开进行工作，其两次开启工作之间是有存在时间间隔的，因为不同的毫米波装置是独立进行工作的，在这个时间间隔内，其他毫米波装置可以控制其开关阵列进行工作，从而彼此错开了工作时间，且通过利用其本身不可以缩短的时间间隔进行工作，大大加快了其整个安检仪系统的工作效率。

请参阅图5，图5是本申请提供一种基于毫米波的分区扫描安检仪系统的扫描方法的第一流程示意图。其具体包括：

S11，利用所述毫米波扫描装置在预设时间段内，对被检对象在毫米波扫描装置所对应的扫描区域的部分进行扫描，以得到扫描数据。

利用毫米波扫描装置用于在预设时间段内对被检对象在该毫米波扫描装置所对应的扫描区域的部分进行扫描以得到扫描数据，即对于在预设扫描区域的被检对象而言，其也被分为多段，其在多个扫描区域都存在一部分，毫米波扫描装置用于对其对应的扫描区域中的那一部分进行扫描从而获取这一部分的扫描数据。

S12，利用图像生成单元接收至少两个毫米波扫描装置的扫描数据进行处理并成像以生成被检对象的图像。

利用图像生成单元接收其所有的毫米波扫描装置的扫描数据进行处理，由于被检对象的在扫描区域的每个部分均有扫描数据，在对这些扫描数据进行处理后，则可以成像以生成被检对象的图像。

综上所述，本申请通过提供安检仪系统包括至少两个毫米波扫描装置，并对应的将其安检仪系统的预设扫描区域分为与至少两个毫米波扫描装置进行一一对应的至少两个扫描区域，并通过设置频率或者工作时序的方法，使得在同一个预设时间段内，至少两个毫米波扫描装置可以相互独立的工作，且不会出现信号干扰，并在得到扫描数据后，通过图像生成单元进行处理，从而生成被检对象的图像，大大缩短了其扫描的时间，提高了扫描的效率。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结果或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于毫米波的分区扫描安检仪系统，其特征在于，所述系统用于对预设扫描区域的被检对象进行扫描，所述预设扫描区域包括至少两个扫描区域，

其中，所述安检仪系统包括：

至少两个毫米波扫描装置，其分别与所述至少两个扫描区域一一对应；

所述毫米波扫描装置用于在预设时间段内对所述被检对象在所述毫米波扫描装置所对应的扫描区域的部分进行扫描以得到扫描数据；

图像生成单元，接收所述至少两个毫米波扫描装置的扫描数据进行处理并成像以生成所述被检对象的图像。

2.根据权利要求1所述的安检仪系统，其特征在于，所述至少两个毫米波扫描装置在所述预设时间段内进行同时扫描；

其中，所述至少两个毫米波扫描装置的扫描信号频率不同。

3.根据权利要求1所述的安检仪系统，其特征在于，所述至少两个毫米波扫描装置在所述预设时间段内进行分时依次间隔扫描；

其中，所述至少两个毫米波扫描装置的扫描信号频率相同。

4.根据权利要求1所述的安检仪系统，其特征在于，所述至少两个毫米波扫描装置在所述预设时间段内进行分时依次间隔扫描；

其中，所述至少两个毫米波扫描装置的扫描信号频率不同。

5.根据权利要求1所述的安检仪系统，其特征在于，

所述毫米波扫描装置包括毫米波收发模块，与所述毫米波收发模块连接的天线阵列以及用于控制所述天线阵列的开关阵列。

6.根据权利要求5所述的安检仪系统，其特征在于，

所述毫米波收发模块用于生成发送给所述被检对象在所述扫描区域的部分的毫米波发射信号并接收和处理回波信号；

所述天线阵列包括发射天线阵列和接收天线阵列，所述发射天线阵列包括多个发射天线，所述接收天线阵列包括多个接收天线，各所述发射天线和各所述接收天线一一对应，以发送所述毫米波发射信号和接收所述回波信号；

开关阵列，所述开关阵列电连接所述毫米波收发模块与所述天线阵列，所述开关阵列包括开关控制单元及与所述开关控制单元电连接的发射开关阵列以及接收开关阵列，所述发射开关阵列由多个发射开关组成，所述接收开关阵列由多个接收开关组成；所述开关控制单元根据预设时序控制各所述发射开关和各所述接收开关的通断。

7.根据权利要求6所述的安检仪系统，其特征在于，

所述扫描数据包括所述毫米波发射信号及所述回波信号。

8.一种基于毫米波的分区扫描安检仪系统的扫描方法，其特征在于，所述系统用于对预设扫描区域的被检对象进行扫描，所述预设扫描区域包括至少两个扫描区域，所述系统包括图像生成单元及至少两个毫米波扫描装置，其分别与所述至少两个扫描区域一一对应；

所述方法包括：

利用所述毫米波扫描装置在预设时间段内，对所述被检对象在所述毫米波扫描装置所对应的扫描区域的部分进行扫描，以得到扫描数据；

利用图像生成单元接收所述至少两个毫米波扫描装置的扫描数据进行处理并成像以生成所述被检对象的图像。

9.根据权利要求8所述的扫描方法，其特征在于，所述至少两个毫米波扫描装置在所述预设时间段内进行同时扫描；

其中，所述至少两个毫米波扫描装置的扫描信号频率不同。

10.根据权利要求8所述的扫描方法，其特征在于，所述至少两个毫米波扫描装置在所述预设时间段内进行分时依次间隔扫描；

其中，所述至少两个毫米波扫描装置的扫描信号频率相同或不同。