CN109407165A - 可扩展式毫米波安检系统、扫描单元及对人体进行安全检查的方法 - Google Patents

可扩展式毫米波安检系统、扫描单元及对人体进行安全检查的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可扩展式毫米波安检系统、一种利用可扩展式毫米波安检系统对人体进行安全检查的方法以及一种可扩展式毫米波扫描单元。所述可扩展式毫米波安检系统包括：至少一条安检通道，每条安检通道的两侧中的至少任一侧上设置有至少一个扫描单元，每个扫描单元包括至少一个毫米波收发模块，所述毫米波收发模块包括用于发射和接收毫米波信号的毫米波天线阵列以及与所述毫米波天线阵列关联的毫米波收发机，所述毫米波收发模块布置成沿着安检通道的延伸方向对安检通道内的待检目标进行毫米波扫描。

Description

可扩展式毫米波安检系统、扫描单元及对人体进行安全检查 的方法
技术领域
本发明涉及毫米波安检领域，尤其涉及一种可扩展式毫米波安检系统、一种可扩展式毫米波扫描单元以及一种利用可扩展式毫米波安检系统对人体进行安全检查的方法，其可以利用模块化单元组合扩展实现多个人体同时安全检查的方法。
背景技术
公知的人体安全检查设备主要有金属探测门、痕量检查仪、X光透射人体设备。具体地，金属门只对检测金属物质敏感。痕量检查仪只对检测爆炸物和毒品有效。X光透射人体设备对包括金属/非金属物品、爆炸物、毒品等进行检测，而且可以具备较高的空间分辨率和一定的扫描速度，但是由于X光的致电离辐射对人体健康有一定伤害，因此用于人体安全检查受到制约。
与上述传统检测方式相比，毫米波检测成像技术具有非电离辐射，能够穿透人体衣物和识别各类金属及非金属违禁品等诸多优点。近十年来随着毫米波技术的发展和器件成本的降低，在人体安检中正在逐步引起重视。毫米波检测成像技术主要分为被动式毫米波成像技术和主动式毫米波成像技术，而主动式毫米波成像技术又以全息成像技术为主。相比被动式成像技术，主动式毫米波图像清晰，分辨率高，能够较好地满足人体安检的需要。
现有主动式毫米波安检成像系统主要有圆柱扫描系统、平面扫描系统以及面阵扫描系统。由于受到成像时间的限制，受检人员需要在人体安检系统前站立一定时间才能完成检查，因而大大限制了安检通过率。实际安检中，现有设备仅能支持对一个目标的检测，若要多个人体同时进行检测，则需要多台设备，成本及占地面积均大大增加。
发明内容
本发明旨在解决主动式毫米波人体安检系统通过率低的问题，通过一种可扩展的毫米波全息成像系统在不明显增加系统成本的前提下，实现多个人体的同时安全检查。
本发明的目的是提供一种可扩展式毫米波安检系统，其能够通过横向和纵向的扩展，在共用机电传动装置的前提下，获得对多个人体进行同时检查的能力。
本发明的目的还在于提供一种利用可扩展式毫米波安检系统的模块化单元组合扩展实现对多个人体进行同时检查的方法，该方法能够对多个人体实现同步的快速检查，尤其适用于机场、地产站、火车站等大客流安检场所。
本发明的实施例提供了一种可扩展式毫米波安检系统，包括：至少一条安检通道，每条安检通道的两侧中的至少任一侧上设置有至少一个扫描单元，每个扫描单元包括至少一个毫米波收发模块，所述毫米波收发模块包括用于发射和接收毫米波信号的毫米波天线阵列以及与所述毫米波天线阵列关联的毫米波收发机，所述毫米波收发模块布置成沿着安检通道的延伸方向对安检通道内的待检目标进行毫米波扫描。
在一实施例中，所述至少一条安检通道包括彼此相邻的第一安检通道和第二安检通道，所述第一安检通道和第二安检通道之间由公共的扫描单元隔开。
在一实施例中，每个扫描单元包括：第一线性传动装置和第二线性传动装置，所述毫米波收发模块以能够滑移的方式连接至所述第一线性传动装置和第二线性传动装置，所述第一线性传动装置和第二线性传动装置布置成带动所述毫米波收发模块沿安检通道延伸的方向移动以实现扫描。
在一实施例中，所述第一线性传动装置和第二线性传动装置中的每个包括：滑轨、滑块、以及传动轮和传动带，所述滑块与所述毫米波收发模块和传动带固定连接且与滑轨可滑动地连接，所述传动轮与传动带啮合以驱动传动带移动；连接轴，与所述第一线性传动装置的传动轮和第二线性传动装置的传动轮连接；和电机，布置成驱动所述连接轴旋转。
在一实施例中，所述传动轮是同步齿轮且所述传动带是同步齿形带。
在一实施例中，每个扫描单元还包括：位置传感器，用来确定毫米波收发模块在安检通道延伸的方向上的位置信息；和光学摄像头，用于获取待检目标的光学图像。
在一实施例中，所述安检通道延伸的方向为水平方向，所述毫米波天线阵列沿竖直方向布置。
在一实施例中，所述至少一个扫描单元包括第一扫描单元，所述第一扫描单元包含一个毫米波收发模块，所述毫米波收发模块沿所述安检通道延伸的方向作往复运动，从而实现对单个待检目标的扫描成像。
在一实施例中，所述至少一个扫描单元至少包括两个紧邻的第一扫描单元，其中一个第一扫描单元中的毫米波收发模块与另一个第一扫描单元中的毫米波收发模块分别面对不同的安检通道。
在一实施例中，所述至少一个扫描单元包括第二扫描单元，所述第二扫描单元包含第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块，所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块分别位于所述第二扫描单元的彼此相对的两侧且相互独立地分别沿所述安检通道延伸的方向作往复运动，从而实现对两个待检目标的独立扫描成像。
在一实施例中，所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块的运动方向彼此相反。
在一实施例中，所述至少一个扫描单元包括第三扫描单元，所述第三扫描单元包含第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块，所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块分别位于所述第三扫描单元的两侧且由共同的线性传动装置驱动以彼此同步地沿所述安检通道延伸的方向作往复运动，从而实现对两个待检目标的同时扫描成像。
在一实施例中，所述可扩展式毫米波安检系统包括两个或更多个扫描单元，所述两个或更多个扫描单元在与所述安检通道延伸的方向垂直的方向上并排放置，在相邻的扫描单元之间形成所述安检通道。
在一实施例中，所述可扩展式毫米波安检系统包括两个或更多个扫描单元，所述两个或更多个扫描单元在与所述安检通道延伸的方向平行的方向上并排放置，用于对同一安检通道内多个待检目标进行同时扫描。
在一实施例中，所述两个或更多个扫描单元中的各个毫米波收发模块设置成沿着同一公共滑轨滑动。
在一实施例中，所述两个或更多个扫描单元中的各个毫米波收发模块设置成能够各自独立地对待检目标进行扫描。
在一实施例中，所述可扩展式毫米波安检系统还包括：数据处理装置，所述数据处理装置与一个或多个所述毫米波收发模块无线或有线连接以接收来自一个或多个所述毫米波收发模块对待检目标进行扫描而获得的全息数据，其中，每个扫描单元还包括用于获取待检目标的光学图像的光学摄像头，所述数据处理装置与所述光学摄像头无线或有线连接以接收由所述光学摄像头获取的待检目标的光学图像并对待检目标的全息数据和光学图像进行处理，给出查验信息；和显示装置，所述显示装置与所述数据处理装置相连接，用于接收和显示来自数据处理装置的对于一个或多个待检目标的查验信息。
本发明的实施例还提供了一种利用可扩展式毫米波安检系统对人体进行安全检查的方法，其中，所述可扩展毫米波安检系统包括多条由扫描单元分隔而成的安检通道，所述方法包括以下步骤：为多个待检目标分配安检位置并将所述多个待检目标分别引导至该待检目标对应的安检通道中的安检位置；通过光学摄像头检测安检位置处的图像以确定多个待检目标是否进入指定安检位置，并在确定多个待检目标是否进入指定检测位置启动扫描；采用所述可扩展毫米波安检系统对多个待检目标进行同时扫描，获取多个待检目标的毫米波图像和光学图像；对多个待检目标的毫米波图像进行自动识别以确定可疑的待检目标；利用光学图像对多个待检目标进行身份识别；以及将多个待检目标的毫米波图像与光学图像进行匹配以确定可疑的待检目标的身份。
在一实施例中，所述方法还包括步骤：在确定可疑的待检目标的身份的情况下，将可疑的待检目标的信息发送至位于安检出口的远程终端以对可疑的待检目标进行拦截。
本发明的实施例还提供了一种可扩展式毫米波扫描单元，包括：第一毫米波收发模块，所述第一毫米波收发模块包括用于发射和接收毫米波信号的第一毫米波天线阵列以及与所述第一毫米波天线阵列关联的第一毫米波收发机，所述第一毫米波天线阵列沿着竖直方向布置；第二毫米波收发模块，所述第二毫米波收发模块包括用于发射和接收毫米波信号的第二毫米波天线阵列以及与所述第二毫米波天线阵列关联的第二毫米波收发机，所述第二毫米波天线阵列沿着竖直方向布置；至少一组线性传动装置，所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块以能够滑移的方式连接至同一组线性传动装置，所述线性传动装置布置成带动所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块沿水平方向移动，其中，所述第二毫米波收发模块与所述第一毫米波收发模块彼此背对地布置且配置成在所述同一组线性传动装置的带动下同步移动。
本发明的实施例还提供了一种可扩展式毫米波扫描单元，包括：第一毫米波收发模块，所述第一毫米波收发模块包括用于发射和接收毫米波信号的第一毫米波天线阵列以及与所述第一毫米波天线阵列关联的第一毫米波收发机，所述第一毫米波天线阵列沿着竖直方向布置；第二毫米波收发模块，所述第二毫米波收发模块包括用于发射和接收毫米波信号的第二毫米波天线阵列以及与所述第二毫米波天线阵列关联的第二毫米波收发机，所述第二毫米波天线阵列沿着竖直方向布置；第一组线性传动装置和第二组线性传动装置，所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块以能够滑移的方式分别连接至第一组线性传动装置和第二组线性传动装置，所述第一组线性传动装置和第二组线性传动装置布置成带动所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块沿水平方向移动，其中，所述第二毫米波收发模块与所述第一毫米波收发模块彼此背对地布置且配置成分别在所述第一组线性传动装置和第二组线性传动装置的带动下独立移动。
本发明的上述至少一个实施例能够通过单个或多个扫描单元对一个或多个待检目标(例如人体)进行快速扫描。该系统成本低、占地面积小，便于快速部署安检通道；可扩展性强，通过扩展可以以较低成本获得对多个人体同时进行安全检查的能力。
附图说明
图1示出根据本发明的实施例的可扩展式毫米波安检系统的结构示意图；
图2示出根据本发明的实施例的可扩展式毫米波安检系统的扫描单元结构示意图；
图3示出根据本发明的实施例的可扩展式毫米波安检系统的扫描单元中线性传动装置结构示意图；
图4示出根据本发明的实施例的可扩展式毫米波安检系统的扫描单元的另一种结构图；
图5示出根据本发明的实施例的可扩展式毫米波安检系统的扫描单元的再一种结构图；
图6示出根据本发明的实施例的可扩展式毫米波安检系统的由两个扫描单元组成的单目标检测安检通道；
图7示出根据本发明的实施例的可扩展式毫米波安检系统的由三个扫描单元组成的双目标检测安检通道；
图8示出根据本发明的实施例的可扩展式毫米波安检系统的由三个扫描单元组成的双目标同时检测安检通道；
图9a和9b示出根据本发明的实施例的可扩展式毫米波安检系统的横向扩展示意图；
图10示出根据本发明的实施例的可扩展式毫米波安检系统的纵向扩展示意图；
图11示出根据本发明的实施例的人体检查方法的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号表示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
图1示意性地示出根据本发明一实施例的可扩展式毫米波安检系统。该可扩展式毫米波安检系统包括：一个或多个扫描单元100，数据处理装置500以及显示装置400。
扫描单元100为可扩展式毫米波安检系统的基本单元，可以以该扫描单元为基础进行扩展。图2示出了所述扫描单元100的基本结构，包括：毫米波收发模块10(例如竖直放置)，第一线性传动装置20和第二线性传动装置20’，机械外壳30，两个连接轴41和41’，电机(例如驱动减速电机)51，位置传感器61。
毫米波收发模块10包括用于发射和接收毫米波信号的毫米波天线阵列以及与所述毫米波天线阵列关联的毫米波收发机。毫米波收发机产生宽带的毫米波信号，通过毫米波发射天线照射到待检目标上，待检目标反射的毫米波信号被毫米波接收天线接收，由外差混频技术获得毫米波全息数据。毫米波天线阵列由电子开关进行控制，在扫描时快速切换发射和接收单元，从而实现竖直方向的快速扫描。
第一线性传动装置20和第二线性传动装置20’用于支持所述毫米波收发模块沿水平方向作往复运动，从而实现对待检目标水平方向的快速扫描。所述毫米波收发模块10可以以能够滑移的方式连接至所述第一线性传动装置20和第二线性传动装置20’。图3示出了所述线性传动装置20的基本结构，包括滑轨21、滑块22、传动轮(例如同步齿轮)23、传动带(例如同步齿形带)24。所述毫米波收发模块10通过上下两个滑块22与所述第一线性传动装置20和第二线性传动装置20’连接，滑块22与所述毫米波收发模块10和传动带24连接，并可以与滑轨21滑动连接，可以沿滑轨21例如在水平方向作往复运动。传动轮23与传动带24连接，传动轮23转动时可以带动传动带24例如沿水平方向作往复运动。传动轮23可以与传动带24啮合以驱动传动带24移动。
上述第一线性传动装置20和第二线性传动装置20’可看成是一组线性传动装置。例如第一线性传动装置20和第二线性传动装置20’可平行地布设。在本发明的实施例中，一组线性传动装置的个数不限于两个，例如可以根据实际的需要在一组线性传动装置中设置三个或更多个线性传动装置。
作为示例，扫描单元100还可以包括外壳30，作为扫描单元的屏蔽和保护装置。
两个连接轴41和41’，分别与第一线性传动装置20和第二线性传动装置20’上的传动轮23连接，其中一个传动轮转动时，带动另一个传动轮转动，进而同时驱动上下两个线性传动装置(即第一线性传动装置20和第二线性传动装置20’)的传动带24作水平方向的往复运动。在本发明的实施例中，连接轴的个数不限于两个，例如可以为一个、三个或更多个。
电机(例如驱动减速电机)51，用于驱动所述其中一个连接轴41旋转，进而带动上下两个线性传动装置(即第一线性传动装置20和第二线性传动装置20’)的传动轮23和传动带24运动。在本发明的实施例中，所谓线性传动装置，是指沿直线驱动所需部件(例如毫米波收发模块10)运动的装置。
作为示例，扫描单元还可以包括位置传感器61和光学摄像头71。位置传感器61用于获取所述毫米波收发模块在水平扫描过程中的位置信息，利用该位置信息可以避免运动过程对毫米波图像造成的模糊。
光学摄像头71记录待检目标的光学图像，例如可以在启动扫描前用于确定待检目标是否到达正确的检测区域，在扫描过程中，用于获取待检目标的光学图像。
在本发明的一实施例中，该可扩展式毫米波安检系统还可包括数据处理装置500。该数据处理装置500可以例如与扫描单元100中的毫米波收发模块10、光学摄像头71以及电机51的控制装置中的一者或更多者通过无线或有线连接。在启动扫描时，数据处理装置500可以对毫米波收发模块10以及电机51发出扫描指令，启动毫米波收发模块工作以及电机转动，竖直方向由天线阵列的电子开关切换完成快速扫描，水平方向则通过毫米波收发模块的水平移动来完成扫描。二维扫描结束后，获取的毫米波全息数据由毫米波收发机传递给数据处理装置500。所述数据处理装置500对毫米波全息数据进行图像重建，形成毫米波图像，并采用自动识别算法进行智能报警。所述数据处理装置500同时获取由光学摄像头71得到的待检目标的光学图像，通过人脸识别技术对待检目标进行身份识别。所述数据处理装置500待检目标的光学图像和毫米波图像进行匹配，给出综合查验信息。该数据处理装置500可以为具有一定计算能力的计算机、平板电脑等数据处理终端。
在本发明的一实施例中，该可扩展式毫米波安检系统还包括显示装置400。所述显示装置400用于接收数据处理装置500输出的安检信息，在安检出口或远程显示终端进行显示。由于所述数据处理装置同时输出了待检目标的身份信息以及安检报警信息，因此所述显示装置400可以在光学图像上对应位置标注红框来显示报警信息，当然也可以同时显示光学图像和带有报警框的毫米波图像或卡通图像。
作为示例，根据本发明的实施例的可扩展式毫米波安检系统可以包括：至少一条安检通道600，每条安检通道600的两侧中的至少任一侧上设置有至少一个扫描单元，每个扫描单元包括至少一个毫米波收发模块，所述毫米波收发模块布置成沿着安检通道600的延伸方向对安检通道内的待检目标进行毫米波扫描。
作为示例，所述至少一条安检通道600可以包括彼此相邻的第一安检通道610和第二安检通道620，所述第一安检通道610和第二安检通道620之间由公共的扫描单元(例如第一扫描单元100、第二扫描单元200或第三扫描单元600等)隔开。在此所述的公共的扫描单元是指扫描单元的一个扫描操作面(如毫米波收发模块所在的面)朝向第一安检通道610，而另一个扫描操作面朝向第二安检通道620。
在上述实施例中，毫米波收发模块的移动方向(即扫描方向)可以沿着安检通道延伸的方向(例如水平方向)，而毫米波收发模块中的毫米波天线阵列的方向可以沿着与安检通道延伸的方向垂直的方向(例如竖直方向)。同样地，位置传感器也可以用来确定毫米波收发模块在安检通道延伸的方向上的位置信息。
作为示例，所述至少一个扫描单元可以包括第一扫描单元，所述第一扫描单元包含一个毫米波收发模块，如图2所示。所述毫米波收发模块可以沿所述安检通道延伸的方向作往复运动，从而实现对单个待检目标的扫描成像。
作为示例，所述至少一个扫描单元还可以至少包括两个紧邻的第一扫描单元，其中一个第一扫描单元中的毫米波收发模块与另一个第一扫描单元中的毫米波收发模块分别面对不同的安检通道。
作为一实施例，采用两个第一扫描单元100紧邻背对放置，则组成可以对两个待检目标分别进行检查。
作为示例，所述至少一个扫描单元还可以包括第二扫描单元200，所述第二扫描单元200可以包含第一毫米波收发模块10和第二毫米波收发模块10’，所述第一毫米波收发模块10和第二毫米波收发模块10’分别位于所述第二扫描单元200的彼此相对的两侧且相互独立地分别沿所述安检通道延伸的方向作往复运动，从而实现对两个待检目标的独立扫描成像。作为示例，第二扫描单元200可以由紧邻背对放置的两个第一扫描单元100集成在一起而构成(例如两个第一扫描单元100中的对应的线性传动装置设置在同一个框架上，如图4所示)。第一毫米波收发模块10和第二毫米波收发模块10’的运动方向可以彼此相同或相反。其可以根据实际需要进行独立控制。
如图4所示，采用两套独立的传动装置，该扫描单元可以对两个待检目标进行独立的安全检查。在一实施例中，所述至少一个扫描单元还可以包括第三扫描单元300，所述第三扫描单元300包含第一毫米波收发模块10和第二毫米波收发模块10’，所述第一毫米波收发模块10和第二毫米波收发模块10’分别位于所述第三扫描单元300的彼此相对的两侧且由共同的线性传动装置驱动以彼此同步地沿所述安检通道延伸的方向作往复运动，从而实现对两个待检目标的同时扫描成像。
需要说明的是，对于第二扫描单元200和第三扫描单元300，待检目标均位于第一毫米波收发模块10和第二毫米波收发模块10’的外侧，而不是位于第一毫米波收发模块10和第二毫米波收发模块10’之间。
作为一实施例，可扩展式毫米波安检系统的第一扫描单元100在第一毫米波收发模块10的基础上可以在第一扫描单元100背面安装另一(第二)毫米波收发模块10’以及相应的滑轨和滑块，与第一毫米波收发模块10共用一组传动装置，形成可以对两个待检目标同时进行检查的第三扫描单元300，如图5所示。实际扫描中，在传动带的带动下，两个毫米波收发模块(即第一毫米波收发模块10和第二毫米波收发模块10’)沿安检通道延伸的方向(如水平方向)作相对的往复运动，分别对两侧的待检目标进行快速扫描。由于两个毫米波收发模块共用了一组传动装置，大幅度降低了系统成本。作为示例，两个毫米波收发模块在运动中可以是错开的，背对放置以对第三扫描单元300的两侧分别进行扫描。
在本发明的实施例中，安检通道延伸的方向例如可以是水平方向，但也可以例如是根据安检通道的设计需要而与水平方向成一定倾斜角度的方向。
在本发明的一实施例中，该可扩展式毫米波安检系统能够进行横向(如沿横向于所述安检通道延伸的方向的方向)和纵向(如沿安检通道延伸的方向)的扩展。
作为示例，所述可扩展式毫米波安检系统包括两个或更多个扫描单元，所述两个或更多个扫描单元在与所述安检通道延伸的方向垂直的方向上并排放置，在相邻的扫描单元之间形成所述安检通道。作为一实施例，可扩展式毫米波安检系统可以实现横向扩展。沿横向间隔一定距离摆放多个毫米波可扩展单元，组成多个毫米波安检通道，进而实现对多个待检目标的安全检查。在一示例中，采用两个第一扫描单元100间隔一定距离相对放置，组成对单个待检目标进行检测的安检通道，如图6所示，待检目标进入安检通道后，正对第一扫描单元100站立，两个第一扫描单元100分别完成对待检目标正反两个表面的安全检查；在一示例中，依次间隔放置第一扫描单元100、第二扫描单元200和第三扫描单元100，组成可以对两个待检目标独立检测的两个安检通道，如图7所示，两个待检目标分别进入两个安检通道进行安检，两者互不干扰；在一示例中，依次间隔放置第一扫描单元100、第三扫描单元300和第一扫描单元100，组成可以对两个待检目标同时检测的两个安检通道，如图8所示，两个待检目标分别进入两个安检通道，到达指定位置后，第一扫描单元100、第三扫描单元300和第一扫描单元100同时对两个待检目标进行扫描。在一示例中，横向依次间隔放置多个第三扫描单元300以及最外侧放置两个第一扫描单元100，如图9a所示，组成可以对多个待检目标进行独立扫描的多个安检通道；在一示例中，横向依次间隔放置多个由两个背对相邻设置的第一扫描单元100构成的模块(该模块亦可为第二扫描单元200)以及最外侧放置两个第一扫描单元100，如图9b所示，组成可以对多个待检目标同时进行扫描的多个安检通道。
作为一实施例，可扩展式毫米波安检系统可以实现纵向扩展。在第一扫描单元100(或第二扫描单元200、第三扫描单元300)的基础上沿纵向增加导轨长度，并相应增加毫米波收发模块，在一个安检通道内，可以实现对多个待检目标的安全检查。如图10a所示，对第三扫描单元300(亦可为第一扫描单元100或第二扫描单元200)的导轨长度进行扩展，并在对应位置增加毫米波收发模块，进而在同一安检通道可以对两个待检目标同时进行安全检查，由于共用一组传动装置，因而显著降低了多目标同时检测的系统成本。在一示例中，每个毫米波收发模块携带有独立的传动装置，可以在纵向扩展的滑轨上自由移动，继而覆盖整个滑轨范围的安检区域。如图10b所示，采用具有独立传动装置的第二扫描单元200可以对同一通道内多个待检目标同时进行安全检查。作为示例，在上述纵向扩展的实施例中，不同的扫描单元的滑轨可以进行拼接以形成跨多个扫描单元的公共滑轨，以使同一毫米波收发模块可以跨越不同的扫描单元移动，以提高毫米波收发模块的扫描范围。
需要说明的是，图2至图5仅仅给出了第一扫描单元100、第二扫描单元200以及第三扫描单元300的示例性结构。本发明的实施例不限于此，例如，图2至图5中的带轮式的线性传动结构可以被不受限于传动带的其它传动结构所代替，如轨道悬吊轮、磁性轮等等本领域已知的其他方式。只要能够满足第一扫描单元100、第二扫描单元200以及第三扫描单元300的上述功能要求即可。
作为示例，所述可扩展式毫米波安检系统包括两个或更多个扫描单元，所述两个或更多个扫描单元在与所述安检通道延伸的方向平行的方向上并排放置，用于对同一安检通道内多个待检目标进行同时扫描。例如，所述两个或更多个扫描单元中的各个毫米波收发模块可以设置成沿着同一公共滑轨滑动。再例如，所述两个或更多个扫描单元中的各个毫米波收发模块设置成能够各自独立地对待检目标进行扫描。
基于横向和纵向扩展，可扩展式毫米波安检系统可以实现单个或多个待检目标的同时检测。由于每个扫描单元为独立的平板状模块，便于快速安检布置，灵活性强。
本发明的实施例还提供了一种利用可扩展式毫米波安检系统对人体进行安全检查的方法，其中，所述可扩展毫米波安检系统包括多条由扫描单元分隔而成的安检通道，所述方法包括以下步骤：为多个待检目标分配安检位置并将所述多个待检目标分别引导至该待检目标对应的安检通道中的安检位置；通过光学摄像头检测安检位置处的图像以确定多个待检目标是否进入指定安检位置，并在确定多个待检目标是否进入指定检测位置之后启动扫描；采用所述可扩展毫米波安检系统对多个待检目标进行同时扫描，获取多个待检目标的毫米波图像和光学图像；对多个待检目标的毫米波图像进行自动识别以确定可疑的待检目标；利用光学图像对多个待检目标进行身份识别；将多个待检目标的毫米波图像与光学图像进行匹配以确定可疑的待检目标的身份。
作为示例，上述方法还可以包括步骤：在确定可疑的待检目标的身份的情况下，将可疑的待检目标的信息发送至位于安检出口的远程终端以对可疑的待检目标进行拦截。
这种方法对于提高检测安检系统的通过效率是很有帮助的。尤其是在机场、车站等人流密集的区域，可以使人员在通过安检系统时停留很短的时间。必要时可以通过位于安检出口的远程终端对可疑的人员进行拦截。
本发明的实施例还提供一种可扩展式毫米波扫描单元，包括：第一毫米波收发模块，所述第一毫米波收发模块包括用于发射和接收毫米波信号的第一毫米波天线阵列以及与所述第一毫米波天线阵列关联的第一毫米波收发机，所述第一毫米波天线阵列沿着竖直方向布置；第二毫米波收发模块，所述第二毫米波收发模块包括用于发射和接收毫米波信号的第二毫米波天线阵列以及与所述第二毫米波天线阵列关联的第二毫米波收发机，所述第二毫米波天线阵列沿着竖直方向布置；至少一组线性传动装置，所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块以能够滑移的方式连接至同一组线性传动装置，所述线性传动装置布置成带动所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块沿水平方向移动，其中，所述第二毫米波收发模块与所述第一毫米波收发模块彼此背对地布置且配置成在所述同一组线性传动装置的带动下同步移动。如图5所示的第三扫描单元300就可看成是上述可扩展式毫米波扫描单元的一种示例。对于线性传动装置的具体结构的示例，可参见前述实施例，在此不再赘述。
本发明的实施例还提供另一种可扩展式毫米波扫描单元，包括：第一毫米波收发模块，所述第一毫米波收发模块包括用于发射和接收毫米波信号的第一毫米波天线阵列以及与所述第一毫米波天线阵列关联的第一毫米波收发机，所述第一毫米波天线阵列沿着竖直方向布置；第二毫米波收发模块，所述第二毫米波收发模块包括用于发射和接收毫米波信号的第二毫米波天线阵列以及与所述第二毫米波天线阵列关联的第二毫米波收发机，所述第二毫米波天线阵列沿着竖直方向布置；第一组线性传动装置和第二组线性传动装置，所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块以能够滑移的方式分别连接至第一组线性传动装置和第二组线性传动装置，所述第一组线性传动装置和第二组线性传动装置布置成带动所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块沿水平方向移动，其中，所述第二毫米波收发模块与所述第一毫米波收发模块彼此背对地布置且配置成分别在所述第一组线性传动装置和第二组线性传动装置的带动下独立移动。如图4所示的将两个第一扫描单元100集成在一起的第二扫描单元200就可看成是上述可扩展式毫米波扫描单元的一种示例。对于线性传动装置的具体结构的示例，可参见前述实施例，在此不再赘述。
在本发明的一些实施例中，提供了一种可扩展式毫米波安检系统，包括一个或多个扫描单元，组成不同形式的安检通道；所述扫描单元包括：竖直放置的毫米波收发模块，所述毫米波收发模块包括用于发射和接收毫米波信号的毫米波天线阵列以及与所述毫米波天线阵列关联的毫米波收发机；两个线性传动装置，所述毫米波收发模块能够以滑移的方式连接至所述线性传动装置，并沿水平方向实现快速扫描；其中所述线性传动装置包括：用于支撑毫米波收发模块沿水平方向运动的滑轨、用于固定所述毫米波收发模块顶部和底部的滑块、用于实现传动的同步齿轮和同步齿形带；所述线性传动装置采用同步齿轮和同步齿形带进行传动，但本发明不限于这种传动方式；外壳，作为扫描单元的屏蔽和保护装置；连接轴，与所述两个线性传动装置上的同步齿轮连接；驱动减速电机，用来驱动其中一个连接轴，通过同步齿轮带动同步齿形带运动，实现毫米波收发模块在水平方向的往复运动；位置传感器，用来确定水平方向往复运动的毫米波收发模块的位置信息；光学摄像头，用于获取待检目标的光学图像。
在一实施例中，所述扫描单元包含一个毫米波收发模块，在所述驱动减速电机的驱动下，沿水平方向作往复运动，从而实现对单个目标的扫描成像。
在一实施例中，两个所述扫描单元紧邻背对放置，在所述两个驱动减速电机的驱动下，两个毫米波收发模块独立地沿水平方向作往复运动，从而实现对两个待检目标的独立扫描成像。
在一实施例中，所述扫描单元包含两个背对放置的毫米波收发模块，在所述同一驱动减速电机的驱动下，分别沿水平相反的方向作往复运动，从而实现对两个目标的同时扫描成像。
在一实施例中，两个扫描单元并排放置，构成安检通道，两个扫描单元分别实现对同一待检目标正反两个表面的扫描成像。
在一实施例中，所述可扩展式毫米波安检系统可以实现横向扩展，将多个扫描单元并排放置，组成多个毫米波安检通道，每个扫描单元对相邻通道的两个待检目标的某一面进行扫描，多个扫描单元同时工作则可以获得多个待检目标的正反面毫米波图像。
在一实施例中，所述可扩展式毫米波安检系统可以实现纵向扩展，增加滑轨长度，在同一滑轨上放置多个毫米波收发模块，在同一驱动减速电机的驱动下，多个毫米波收发模块可以对同一安检通道内多个待检目标进行同时扫描。
在一实施例中，所述可扩展式毫米波安检系统的扫描单元包括一个或多个竖直放置并具有独立传动装置的毫米波收发阵列以及滑轨，所述一个或多个毫米波收发阵列可以沿滑轨在水平方向上自由往复运动，从而实现大视场多目标的快速扫描成像。
在一实施例中，所述可扩展式毫米波安检系统还包括：
数据处理装置，所述数据处理装置与所述一个或多个毫米波收发模块无线或有线连接以接收来自所述一个或多个毫米波收发模块对待检目标扫描的全息数据，所述数据处理装置与一个或多个光学摄像头无线或有线连接以接收来自所述一个或多个光学摄像头获取的待检目标的光学图像；所述数据处理装置对获取的全息数据进行重建得到毫米波图像，并采用自动识别算法进行智能报警；所述数据处理装置通过获取的光学图像对待检目标进行身份识别；所述数据处理装置将待检目标的光学图像和毫米波图像进行匹配，给出综合查验信息；和
显示装置，所述显示装置与所述数据处理装置相连接，用于接收和显示来自数据处理装置的对于一个或多个待检目标的综合查验信息。
本发明还提供了一种利用可扩展毫米波安检系统对多个待检目标进行同时检查的方法，如图11所示。所述方法包括：
步骤S1：在候检区，安检员分配安检序号，多个待检目标按照顺序分配到多个安检位置；
步骤S2：多个待检目标按照序号进入对应序号所在的安检位置；
步骤S3：位于远程显示终端前的安检员通过光学摄像头确认多个待检目标都位于检测位置，启动扫描；
步骤S4：采用所述可扩展毫米波安检系统对多个待检目标进行同时扫描，获取多个待检目标的毫米波图像和光学图像；
步骤S5：数据处理装置采用自动识别算法对多个待检目标的毫米波图像进行智能报警；数据处理装置采用人脸识别算法对多个待检目标的光学图像进行身份识别；数据处理装置将多个待检目标的毫米波图像和光学图像进行匹配，输出综合安检信息。
步骤S6：待检目标通过安检区域。
在一示例中，所述方法还包括：
步骤S7：若毫米波安检系统对某个或多个待检目标进行报警，则报警信息和对应目标身份信息通过显示终端传达给位于安检出口处的安检人员，对可疑待检目标进行拦截作进一步检查。
如前文所述，采用这种检查方法可以实现对多个人体的同时安全检查，进而显著增加安检通过率。
根据本发明实施例的可扩展式毫米波安检系统及人体检查方法可以在不明显增加系统成本的前提下，实现多目标的毫米波人体安检，从而显著增加安检通过率，特别适合于机场、地铁站以及火车站等大客流安检场所。
虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。
虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (21)

1.一种可扩展式毫米波安检系统，包括：
至少一条安检通道，每条安检通道的两侧中的至少任一侧上设置有至少一个扫描单元，每个扫描单元包括至少一个毫米波收发模块，所述毫米波收发模块包括用于发射和接收毫米波信号的毫米波天线阵列以及与所述毫米波天线阵列关联的毫米波收发机，所述毫米波收发模块布置成沿着安检通道的延伸方向对安检通道内的待检目标进行毫米波扫描。
2.根据权利要求1所述的可扩展式毫米波安检系统，其特征在于，所述至少一条安检通道包括彼此相邻的第一安检通道和第二安检通道，所述第一安检通道和第二安检通道之间由公共的扫描单元隔开。
3.根据权利要求1所述的可扩展式毫米波安检系统，其特征在于，每个扫描单元包括：
第一线性传动装置和第二线性传动装置，所述毫米波收发模块以能够滑移的方式连接至所述第一线性传动装置和第二线性传动装置，所述第一线性传动装置和第二线性传动装置布置成带动所述毫米波收发模块沿安检通道延伸的方向移动以实现扫描。
4.根据权利要求3所述的可扩展式毫米波安检系统，其特征在于，
所述第一线性传动装置和第二线性传动装置中的每个包括：滑轨、滑块、以及传动轮和传动带，所述滑块与所述毫米波收发模块和传动带固定连接且与滑轨可滑动地连接，所述传动轮与传动带啮合以驱动传动带移动；
连接轴，与所述第一线性传动装置的传动轮和第二线性传动装置的传动轮连接；和
电机，布置成驱动所述连接轴旋转。
5.根据权利要求4所述的可扩展式毫米波安检系统，其特征在于，所述传动轮是同步齿轮且所述传动带是同步齿形带。
6.根据权利要求3所述的可扩展式毫米波安检系统，其特征在于，每个扫描单元还包括：
位置传感器，用来确定毫米波收发模块在安检通道延伸的方向上的位置信息；和
光学摄像头，用于获取待检目标的光学图像。
7.根据权利要求3所述的毫米波安检系统，其特征在于，所述安检通道延伸的方向为水平方向，所述毫米波天线阵列沿竖直方向布置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的可扩展式毫米波安检系统，其特征在于，所述至少一个扫描单元包括第一扫描单元，所述第一扫描单元包含一个毫米波收发模块，所述毫米波收发模块沿所述安检通道延伸的方向作往复运动，从而实现对单个待检目标的扫描成像。
9.根据权利要求8所述的可扩展式毫米波安检系统，其特征在于，所述至少一个扫描单元至少包括两个紧邻的第一扫描单元，其中一个第一扫描单元中的毫米波收发模块与另一个第一扫描单元中的毫米波收发模块分别面对不同的安检通道。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的可扩展式毫米波安检系统，其特征在于，所述至少一个扫描单元包括第二扫描单元，所述第二扫描单元包含第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块，所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块分别位于所述第二扫描单元的彼此相对的两侧且相互独立地分别沿所述安检通道延伸的方向作往复运动，从而实现对两个待检目标的独立扫描成像。
11.根据权利要求10所述的可扩展式毫米波安检系统，其特征在于，所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块的运动方向彼此相反。
12.根据权利要求1至7中任一项所述的可扩展式毫米波安检系统，其特征在于，所述至少一个扫描单元包括第三扫描单元，所述第三扫描单元包含第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块，所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块分别位于所述第三扫描单元的两侧且由共同的线性传动装置驱动以彼此同步地沿所述安检通道延伸的方向作往复运动，从而实现对两个待检目标的同时扫描成像。
13.根据权利要求1至7中任一项所述的可扩展式毫米波安检系统，其特征在于，所述可扩展式毫米波安检系统包括两个或更多个扫描单元，所述两个或更多个扫描单元在与所述安检通道延伸的方向垂直的方向上并排放置，在相邻的扫描单元之间形成所述安检通道。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的可扩展式毫米波安检系统，其特征在于，所述可扩展式毫米波安检系统包括两个或更多个扫描单元，所述两个或更多个扫描单元在与所述安检通道延伸的方向平行的方向上并排放置，用于对同一安检通道内多个待检目标进行同时扫描。
15.根据权利要求14所述的可扩展式毫米波安检系统，其特征在于，所述两个或更多个扫描单元中的各个毫米波收发模块设置成沿着同一公共滑轨滑动。
16.根据权利要求14所述的可扩展式毫米波安检系统，其特征在于，所述两个或更多个扫描单元中的各个毫米波收发模块设置成能够各自独立地对待检目标进行扫描。
17.根据权利要求1-5和7中任一项所述的可扩展式毫米波安检系统，还包括：
数据处理装置，所述数据处理装置与一个或多个所述毫米波收发模块无线或有线连接以接收来自一个或多个所述毫米波收发模块对待检目标进行扫描而获得的全息数据，其中，每个扫描单元还包括用于获取待检目标的光学图像的光学摄像头，所述数据处理装置与所述光学摄像头无线或有线连接以接收由所述光学摄像头获取的待检目标的光学图像并对待检目标的全息数据和光学图像进行处理，给出查验信息；和
显示装置，所述显示装置与所述数据处理装置相连接，用于接收和显示来自数据处理装置的对于一个或多个待检目标的查验信息。
18.一种利用可扩展式毫米波安检系统对人体进行安全检查的方法，其中，所述可扩展毫米波安检系统包括多条由扫描单元分隔而成的安检通道，所述方法包括以下步骤：
为多个待检目标分配安检位置并将所述多个待检目标分别引导至该待检目标对应的安检通道中的安检位置；
通过光学摄像头检测安检位置处的图像以确定多个待检目标是否进入指定安检位置，并在确定多个待检目标是否进入指定检测位置之后启动扫描；
采用所述可扩展毫米波安检系统对多个待检目标进行同时扫描，获取多个待检目标的毫米波图像和光学图像；
对多个待检目标的毫米波图像进行自动识别以确定可疑的待检目标；
利用光学图像对多个待检目标进行身份识别；
将多个待检目标的毫米波图像与光学图像进行匹配以确定可疑的待检目标的身份。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括步骤：
在确定可疑的待检目标的身份的情况下，将可疑的待检目标的信息发送至位于安检出口的远程终端以对可疑的待检目标进行拦截。
20.一种可扩展式毫米波扫描单元，包括：
第一毫米波收发模块，所述第一毫米波收发模块包括用于发射和接收毫米波信号的第一毫米波天线阵列以及与所述第一毫米波天线阵列关联的第一毫米波收发机，所述第一毫米波天线阵列沿着竖直方向布置；
第二毫米波收发模块，所述第二毫米波收发模块包括用于发射和接收毫米波信号的第二毫米波天线阵列以及与所述第二毫米波天线阵列关联的第二毫米波收发机，所述第二毫米波天线阵列沿着竖直方向布置；
至少一组线性传动装置，所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块以能够滑移的方式连接至同一组线性传动装置，所述线性传动装置布置成带动所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块沿水平方向移动，
其中，所述第二毫米波收发模块与所述第一毫米波收发模块彼此背对地布置且配置成在所述同一组线性传动装置的带动下同步移动。
21.一种可扩展式毫米波扫描单元，包括：
第一毫米波收发模块，所述第一毫米波收发模块包括用于发射和接收毫米波信号的第一毫米波天线阵列以及与所述第一毫米波天线阵列关联的第一毫米波收发机，所述第一毫米波天线阵列沿着竖直方向布置；
第二毫米波收发模块，所述第二毫米波收发模块包括用于发射和接收毫米波信号的第二毫米波天线阵列以及与所述第二毫米波天线阵列关联的第二毫米波收发机，所述第二毫米波天线阵列沿着竖直方向布置；
第一组线性传动装置和第二组线性传动装置，所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块以能够滑移的方式分别连接至第一组线性传动装置和第二组线性传动装置，所述第一组线性传动装置和第二组线性传动装置布置成带动所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块沿水平方向移动，
其中，所述第二毫米波收发模块与所述第一毫米波收发模块彼此背对地布置且配置成分别在所述第一组线性传动装置和第二组线性传动装置的带动下独立移动。
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