CN110031907A - 光机扫描成像系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光机扫描成像系统，该光机扫描成像系统包括：多波束透镜天线子系统、辐射计阵列子系统以及数据采集预处理子系统，所述多波束透镜天线子系统包括光机扫描子系统、透镜组合以及反射镜，且光机扫描子系统包括驱动机构、滚筒活动支架以及双面反射镜，通过光机扫描子系统中驱动机构可以启动光机扫描成像系统，驱动滚筒活动支架匀速转动，滚筒活动支架带动双面反射镜同步转动，并通过双面反射镜扫描目标检测物，从而使得扫描速度达到稳定状态，采样数据也较稳定，从而提高扫描成像的稳定性；另外，光机扫描成像系统通过透镜组合调节光波传输路径，进而可以灵活调节物方与像方的焦点，并能够更准确的调节最佳成像距离。

Description

光机扫描成像系统

技术领域

本申请涉及安检技术领域，特别是涉及一种光机扫描成像系统。

背景技术

毫米波是一种波长为1～10毫米的电磁波，它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，其具有较好的穿透性、反射性及较高的空间分辨率，能够很容易地探测衣服内的隐藏物，并且安检所关注的毒品、爆炸品等物质在毫米波波段具有特征谱。另外，毫米波成像不主动向外辐射电磁波，不会对被检人员造成电离伤害，适合于人体安检成像。

传统的成像系统，是采用机械或伺服驱动反射镜直接往复摆动，并且大多采用固定准光路设计以扫描覆盖成像区域。但是，现有的成像系统，机械结构需要做周期运动，导致扫描速度非匀速、采样数据不稳定，降低了成像的稳定性。另外，采用的固定准光路设计会导致扫描视场调节不灵活。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种光机扫描成像系统。

本申请实施例提供一种光机扫描成像系统，所述系统包括：多波束透镜天线子系统、辐射计阵列子系统以及数据采集预处理子系统，所述多波束透镜天线子系统包括光机扫描子系统、透镜组合以及反射镜，且光机扫描子系统包括驱动机构、滚筒活动支架以及双面反射镜，所述透镜组合设置于所述反射镜和双面反射镜之间，所述驱动机构与所述滚筒活动支架连接，所述滚筒活动支架与所述双面反射镜连接，所述辐射计阵列子系统与所述数据采集预处理子系统连接。

在其中一个实施例中，所述系统还包括显控终端，所述显控终端与所述数据采集预处理子系统连接。

在其中一个实施例中，所述双面反射镜设置于所述滚筒活动支架上，所述双面反射镜包括第一反射面与第二反射面，所述第一反射面和第二反射面背向设置，所述第一反射面平行于所述滚筒活动支架的转轴，所述第二反射面与所述第一反射面形成夹角。

在其中一个实施例中，所述双面反射镜包括第一反射镜以及第二反射镜，所述第一反射镜与所述第二反射镜之间形成所述夹角，所述第一反射镜具有所述第一反射面，所述第二反射镜具有所述第二反射面。

在其中一个实施例中，所述第一反射镜固定于所述转轴上，所述第二反射镜包括相对的第一端及第二端，所述第一端支撑于所述转轴上，所述第二端以所述夹角沿远离所述转轴的方向延伸。

在其中一个实施例中，所述滚筒活动支架在转动过程中，通过所述第一反射镜与所述第二反射镜交替扫描所述目标检测物。

在其中一个实施例中，所述滚筒活动支架为圆柱形支架，所述圆柱形支架的圆柱面覆盖有透明薄膜。

在其中一个实施例中，所述驱动机构包括驱动控制模块以及编码器，所述驱动控制模块与所述编码器均安装于所述转轴的两端，所述驱动控制模块用于控制所述光机扫描子系统的工作状态以及所述滚筒活动支架的转速，并读取所述编码器获取的信息，所述编码器用于记录所述滚筒活动支架垂直方向的位置编码信息。

在其中一个实施例中，所述透镜组合包括第一透镜以及第二透镜，所述第一透镜与所述第二透镜沿垂直方向上下间隔设置，所述第一透镜与第二透镜的厚度不同，其中，所述第一透镜位于靠近光机扫描子系统的一侧设置，所述第二透镜位于远离光机扫描子系统的一侧设置。

在其中一个实施例中，所述第一透镜和所述第二透镜为相对设置的平凸镜，且所述第一透镜的凸起方向与所述第二透镜的凸起方向面对设置。

所述系统还包括上下可调节支架以及机架；所述上下可调节支架支撑所述透镜组合，所述机架用于支撑所述光机扫描成像系统。

在其中一个实施例中，所述多波束透镜天线子系统还包括：透波窗口以及定标源，所述透波窗口与所述定标源分别间隔设置于所述光机扫描子系统的两侧。

在其中一个实施例中，所述定标源包括定标热源以及定标冷源，所述定标热源与所述定标冷源连接。

在其中一个实施例中，所述反射镜具有一个反射面，所述反射面设置于从透镜组合出射的光的光路上，用于将从透镜组合出射的光反射入所述所述辐射计阵列子系统。

在其中一个实施例中，所述辐射计阵列子系统包括多个毫米波辐射计，多个所述毫米波辐射计按照弧形排列分布。

本实施例提供的光机扫描成像系统，通过光机扫描子系统中驱动机构可以启动光机扫描成像系统，驱动滚筒活动支架匀速转动，滚筒活动支架带动双面反射镜同步转动，并通过双面反射镜扫描目标检测物，从而使得扫描速度达到稳定状态，采样数据也较稳定，从而提高扫描成像的稳定性；另外，光机扫描成像系统通过透镜组合调节光波传输路径，进而可以灵活调节物方与像方的焦点，并能够更准确的调节最佳成像距离。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的一种光机扫描成像系统的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的一种光机扫描子系统的正面结构示意图；

图2a为本申请一实施例提供的一种光机扫描子系统的斜视结构示意图；

图2b为本申请一实施例提供的一种光机扫描子系统的侧面结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的物平面至像平面的传输路径示意图；

图4为本申请一实施例提供的双面反射镜的结构示意图。

附图标记说明：

光机扫描成像系统10 多波束透镜天线子系统100

光机扫描子系统110 驱动机构111

驱动控制模块1111 编码器1112

滚筒活动支架112 转轴1121

双面反射镜113 第一反射面1131

第二反射面1132 第一反射镜1131a

第二反射镜1132a 透镜组合120

第一透镜121 第二透镜122

反射镜130 透波窗口140

定标源150 定标热源151

定标冷源152 辐射计阵列子系统200

毫米波辐射计200a 天线210

低噪声放大器220 检波器230

积分器240 放大器250

数据采集预处理子系统300 数据采集预处理模块300a

现场可编程门阵列300b 运算放大器310

模数转换器320 显控终端400

上下可调节支架500 机架600

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本实施例提供了一种光机扫描成像系统10，光机扫描成像系统10的结构示意图如图1所示，所述光机扫描成像系统10包括多波束透镜天线子系统100、辐射计阵列子系统200以及数据采集预处理子系统300，所述多波束透镜天线子系统100包括光机扫描子系统110、透镜组合120以及反射镜130，且光机扫描子系统110包括驱动机构111、滚筒活动支架112以及双面反射镜113，所述驱动机构111与所述滚筒活动支架112连接，所述滚筒活动支架112与所述双面反射镜113连接，所述辐射计阵列子系统200与所述数据采集预处理子系统300连接。

可选的，所述光机扫描成像系统10还包括显控终端400，所述显控终端400与所述数据采集预处理子系统300连接。

其中，所述驱动机构111，用于驱动所述滚筒活动支架112转动；所述滚筒活动支架112，用于支撑所述双面反射镜113以及带动所述双面反射镜113围绕所述滚筒活动支架的转轴1121转动；所述双面反射镜113，用于扫描目标检测物，并传输所述目标检测物辐射的毫米波辐射信号；所述透镜组合120，用于调节光波传输路径，并将所述光机扫描子系统110扫描接收到的所述毫米波辐射信号，通过折射汇聚至所述反射镜130上；所述反射镜130，用于通过所述透镜组合120传输的所述毫米波辐射信号，反射至所述辐射计阵列子系统200上；所述辐射计阵列子系统200，用于接收反射镜130反射的所述毫米波辐射信号，并将所述毫米波辐射信号转化为模拟电信号；所述数据采集预处理子系统300，用于对所述模拟电信号进行转换处理，生成单帧图像；所述显控终端400，用于对所述单帧图像进行图像处理后成像，并显示成像图。

图2为所述光机扫描子系统110的正面结构示意图，图2a为光机扫描子系统110外部结构的斜视图，图2b为光机扫描子系统110的侧视图，光机扫描子系统110中的驱动机构111用于提供驱动力，以驱动滚筒活动支架112旋转。驱动机构111可为电机，也可为其它能够提供驱动力以驱动滚筒活动支架112的系统。可选的，驱动机构111可以驱动滚筒活动支架112匀速转动。

光机扫描子系统110中的滚筒活动支架112可包括转轴1121，滚筒活动支架112可在驱动机构111的驱动下以所述转轴1121为旋转轴进行转动。所述滚筒活动支架112为圆柱形支架，所述圆柱形支架的圆柱面覆盖有透明薄膜。其中，滚筒活动支架112可包括轮毂以及覆盖于轮毂外轮廓的薄膜，轮毂的轮廓为圆柱形，形成圆柱形的支架，该圆柱形支架的圆柱面可以通过透明薄膜覆盖，该透明薄膜可以用塑料、胶粘剂、橡胶或其它材料制成，对此本实施例并不做任何限定。需要说明的是，所述滚筒活动支架112可在驱动机构111的驱动下在竖直方向上转动。另外，滚筒活动支架112还可以带动双面反射镜113围绕转轴1121匀速转动，滚筒活动支架112转动一周，可带动双面反射镜113对同一视场进行两次扫描，以实现分时快速切换瞬时扫描视场。其中，滚筒活动支架112的转动角度可以为0度～360度。

还可以理解的是，所述双面反射镜113随着滚筒活动支架112的转动而转动，并且在转动的过程中，可以扫描目标检测物，并传输目标检测物辐射的毫米波辐射信号。可选的，双面反射镜113可以为平面反射镜、球面反射镜和非球面反射镜，只要能够将入射到双面反射镜113的光线，反射到指定位置或区域即可。

可选的，所述透镜组合120包括第一透镜121以及第二透镜122，所述第一透镜121与所述第二透镜122沿垂直方向上下间隔设置，所述第一透镜121与第二透镜122的厚度不同，其中，所述第一透镜121位于靠近光机扫描子系统110的一侧设置，所述第二透镜122位于远离光机扫描子系统110的一侧设置。同时，所述第一透镜121和所述第二透镜122为相对设置的平凸镜，且所述第一透镜121的凸起方向与所述第二透镜122的凸起方向面对设置。

所述光机成像扫描系统10还包括上下可调节支架500以及机架600；所述上下可调节支架500支撑所述透镜组合120，所述机架600用于支撑所述光机扫描成像系统10。其中，所述上下可调节支架500用于调节所述第一透镜121与所述第二透镜122之间的间距。

需要说明的是，所述第一透镜121与所述第二透镜122沿垂直方向上下间隔放置，可以使毫米波辐射信号在传输过程中达到两次折射的作用，达到聚焦的效果，其中，上述间隔距离的调节范围可以为5mm～100mm。其中，第一透镜121以及第二透镜122的口径均可以为500mm，且第一透镜121的厚度可以为50mm，第二透镜122的厚度可以为100mm。所述第一透镜121以及第二透镜122均可以为平凸透镜，该平凸透镜可称为两面透镜，一面为平面设计，另一面为球面设计，并且第一透镜121和第二透镜122的球面曲率均固定。还有，第一透镜121以及第二透镜122均可以由高密度聚四氟乙烯1000材料制成。另外，第一透镜121以及第二透镜122可以安装于上下可调节支架500上。同时，光机扫描成像系统10中，第一透镜121和第二透镜122的光轴、光机扫描子系统的转轴1121、反射镜113的中心以及辐射计阵列子系统200均可以共轴设置。

所述上下可调节支架500的形状不固定，只要能够保证沿垂直方向上下调节即可，且上下可调节支架500可由金属材料制成；另外，光机成像扫描系统10通过上下可调节支架500，可以调节第一透镜121与第二透镜122之间的间距。所述机架600可以包括一个多边形装配板以及两条支撑梁，这两条支撑梁的长度可以相等，该装配板可以固定光机扫描子系统110在光机扫描成像系统10中的位置。可选的，上述可拆卸连接方式可以为螺纹连接、键联结、铆接、链接等方式，对此本实施例不做任何限定。可选的，上下可调节支架500通过可拆卸方式与机架600连接。

可选的，所述反射镜130具有一个反射面131，所述反射面131设置于从透镜组合120出射的光的光路上，用于将从透镜组合120出射的光反射入所述所述辐射计阵列子系统200。

可以理解的是，所述反射面131与所述第一透镜121的平面一侧面向设置，所述反射面131沿垂直方向可倾斜设置。所述反射镜130的反射面131可以与第一透镜121的平面一侧靠近，并且所述反射面131可贴附于所述反射镜130的表面，进一步，所述反射镜130可以沿垂直方向向左倾斜一定的角度设置，倾斜的角度范围可以为0度～90度。可选的，所述反射镜130的形状可以为多边形，只要能确保将入射到反射镜130的光线，反射到辐射计阵列子系统200上即可。

所述辐射计阵列子系统200包括多个毫米波辐射计200a，多个所述毫米波辐射计200a按照弧形排列分布。

需要说明的是，辐射计阵列子系统200可以为多个毫米波辐射计200a组成的毫米波辐射计阵列，所述辐射计阵列子系统200可接收所述反射镜130反射后的毫米波辐射信号，并将该毫米波辐射信号转换为模拟电信号。例如，若毫米波辐射计阵列由64路3mm毫米波辐射计组成，并且64路毫米波辐射计可以通过框架固定，则辐射计阵列框架可以采用四层弧形排列设计，每层可以固定16路毫米波辐射计，且每路毫米波辐射计在毫米波辐射计阵列框架内，沿毫米波辐射信号传输方向可做精细调整，以确保每层16路毫米波辐射计接收到毫米波辐射信号的同步性。四层毫米波辐射计阵列可以采用错位排列的分布形式，其中，四层阵列自下而上依次为第一层、第二层、第三层、第四层，同一层相邻两路毫米波辐射计间距为1个毫米波辐射计口径大小，第二层相较第一层延后1/4口径，第三层相较第一层延后1/2口径，第四层相较第一层延后3/4口径。另外，如图3所示，在扫描成像过程中，若物平面与像平面相对位置不变，中心轴线波程差不随透镜组合120沿轴线位置变化以及透镜组合120的间距变化而变化，作为基准参考，在透镜组合120中的四个界面分别采用折射定律，根据光路可逆定理，若L1表示大气介质路径长度，L2表示透镜介质路径长度，则偏离轴线各路毫米波辐射计200a至物平面的物理路径L可以等于L1+L2，将物理路径L归一化为空间传输路径L0，从而可以计算出同一层16路毫米波辐射计空间传输路径差值，并根据路径差值可以进一步调整每层16路毫米波辐射计的弧度排列形状。

在本实施例中，所述毫米波辐射计200a包括：天线210、低噪声放大器220、检波器230、积分器240以及低频放大器250，所述天线210与所述低噪声放大器220之间电连接，所述低噪声放大器220与所述检波器230之间电连接，所述检波器230与所述积分器240之间电连接，所述积分器240与所述低频放大器250之间电连接。

可选的，多个所述天线210，用于接收所述反射镜130反射的所述毫米波辐射信号，并将所述毫米波辐射信号转化为低频信号；多个所述低噪声放大器220，用于对所述低频信号进行放大处理，得到高频调制信号；多个所述检波器230，用于对所述高频调制信号进行解调得到原始低频信号；多个所述积分器240，用于对所述原始低频信号进行滤波处理得到低频信号；多个所述低频放大器250，用于对所述低频信号进行放大处理，得到高频模拟信号。

每一个毫米波辐射计200a可以包括天线210、低噪声放大器220、检波器230、积分器240以及低频放大器250。所述低噪声放大器220可以将对应天线210接收到的微弱的毫米波辐射信号放大，得到高频调制信号，并继续对高频调制信号进行检波、积分以及低频放大处理，得到高频模拟信号。

需要说明的是，所述天线210可以为一种介质棒天线，可以由低损耗高频介质材料(一般用聚苯乙烯)制成。

所述低噪声放大器220可以尽可能少的引入噪声，对小信号进行放大，使得放大后的信号线性失真较小，该低噪声放大器220可以为一个信号线性放大器，且低噪声放大器220的输入端必须与前接的天线210匹配。

所述检波器230可以为包络检波器或同步检波器。其中，所述检波器230输出的电压正比于输入信号的功率。

所述积分器240可以为低通滤波器，该低通滤波器可以滤除中高频欺负的分量，以平滑噪声功率中的短期变化，得到低频信号。

其中，所述数据采集预处理子系统300可以将辐射计阵列子系统200传输的电模拟信号进行转换的得到数字信号，并对数字信号进行分析得到单帧图像，其中，单帧图像可以包括多个，一个单帧图像可对应双面反射镜113旋转一周扫描目标检测物得到的图像。

在本实施例中，所述数据采集预处理子系统300包括多个数据采集预处理模块300a以及现场可编程门阵列300b，所述数据采集预处理模块300a包括：运算放大器310以及模数转换器320，所述运算放大器310与所述模数转换器320之间电连接，所述模数转换器320与所述现场可编程门阵列300b之间电连接。

可选的，多个所述运算放大器310，用于对所述高频模拟信号的增益进行补偿处理，多个所述模数转换器320，用于将补偿后的所述高频模拟信号转换为数字信号，所述现场可编程门阵列300b，用于控制所述模数转换器320进行转换处理，并对接收到的所述数字信号进行成像处理，生成所述单帧图像。

具体的，所述数据采集预处理模块300a的数量可以等于毫米波辐射计200a的数量。其中，数据采集预处理模块300a中的运算放大器310，实际上是一种由晶体管组成的直接耦合的高放大倍数的线性集成电路。

所述模数转换器320可以将高频模拟信号转换为数字信号，以便现场可编程门阵列300b对数字信号进行成像处理。其中，根据模数转换的工作原理不同，模数转换器320可以分为计数-比较式、逐次逼近式和双斜率积分式，因此，光机扫描成像系统10可以根据实际的模数转换需求，确定模数转换器320的类型。

所述现场可编程门阵列300b可以分为基于SRAM编程的现场可编程门阵列，以及基于反熔丝编程的现场可编程门阵列，本实施例对现场可编程门阵列300b的类型不做任何限定。其中，双面反射镜113旋转一周，可以实现两次分段扫描，进而现场可编程门阵列300b通过分段图像拼接重构的技术，对分段扫描后对应的数字信号进行成像处理，生成完整的单帧图像。

还可以理解的是，所述显控终端400可以接收数据采集预处理子系统300形成的单帧图像，并对这些单帧图像进行图像处理后成像，并将成像图显示于显控界面上，进一步，显控终端400还可以控制光机扫描子系统110中驱动机构111的转速。其中，上述图像处理可以包括图像帧间积累、对比度增强、平滑滤波、可疑物检测、定位标注等处理，并且显控终端400是当图像帧数小于目标检测时间时，才可对单帧图像进行图像处理。

可选的，所述驱动机构111包括驱动控制模块1111以及编码器1112，所述驱动控制模块1111与所述编码器1112均安装于所述转轴1121的两端，所述驱动控制模块130用于控制所述光机扫描子系统110的工作状态以及所述滚筒活动支架112的转速，并读取所述编码器1112获取的信息，所述编码器1112用于记录所述滚筒活动支架112垂直方向的位置编码信息。

可以理解的是，上述驱动控制模块1111可以根据光机扫描成像系统10的功能要求，控制光机扫描子系统110的扫描速度，其中，该驱动控制模块1111内设有电路板，该电路板可以实现光机扫描子系统110的开启状态，以及控制滚筒活动支架112和双面反射镜113的转动速度。可选的，上述电路板主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、插件、填充和电气边界等组成，并且常见的板层结构可以包括单层板、双层板和多层板三种。可选的，上述电路板可以通过螺丝安装或绝缘粘合材料粘贴在驱动控制模块1111内需要安装的位置处。

此外，驱动控制模块1111、编码器1112与滚筒活动支架112三者之间具有联动关系，可以同步转动，该驱动控制模块1111转动速度可以大于滚筒活动支架112的转动速度，滚筒活动支架112的转动速度与编码器1112的转动速度可以相等。其中，编码器1112在转动过程中，可以获取滚筒活动支架112垂直方向的位置编码信息，即滚筒活动支架1112的转动圈数，并且驱动控制模块1111可以通过与编码器1112之间的电连接关系，读取编码器1112记录的位置编码信息。

本实施例提供了一种光机扫描成像系统10，该光机扫描成像系统10包括：多波束透镜天线子系统100、辐射计阵列子系统200、数据采集预处理子系统300以及显控终端400，所述多波束透镜天线子系统100包括光机扫描子系统110、透镜组合120以及反射镜130，且光机扫描子系统110包括驱动机构111、滚筒活动支架112以及双面反射镜113，通过光机扫描子系统110中驱动机构可以启动光机扫描成像系统10，驱动滚筒活动支架112匀速转动，滚筒活动支架112带动双面反射镜113同步转动，并通过双面反射镜113扫描目标检测物，从而使得扫描速度达到稳定状态，采样数据也较稳定，从而提高扫描成像的稳定性；另外，光机扫描成像系统10通过透镜组合120调节光波传输路径，进而可以灵活调节物方与像方的焦点，并能够更准确的调节最佳成像距离。

在其中一个实施例中，所述双面反射镜113设置于所述滚筒活动支架112上，如图4所述，所述双面反射镜113包括第一反射面1131与第二反射面1132，所述第一反射面1131和第二反射面1132背向设置，所述第一反射面1131平行于所述滚筒活动支架的转轴1121，所述第二反射面1132与所述第一反射面1131形成夹角。

具体的，所述双面反射镜113设置于转轴1121上，并可在驱动机构111的驱动下，与滚筒活动支架112进行同步旋转。可选的，双面反射镜113和滚筒活动支架112可以同步转动，进一步，双面反射镜113与滚筒活动支架112的转动速度可以相等。可选的，双面反射镜113的两个侧边可分别固定于滚筒活动支架112的两个侧面上。所述双面反射镜113的形状可以为多边形，只要保证有两个反射面，形成一定的夹角即可。上述双面反射镜113所包含的第一反射面1131以及第二反射面1132，可为同一片反射镜的两个反射面，也可是两个反射镜的不同反射面。其中，双面反射镜113中的第一反射面1131可平行于所述转轴1121设置，进一步，所述第一反射面1131可贴附于所述转轴1121的表面。

进一步，第一反射面1131与第二反射面1132形成一夹角θ，且第一反射面1131与第二反射面1132为背向设置，所述夹角θ可为正值，也可为负值。若该夹角θ为正值，则以第一反射面1131为旋转轴，逆时针旋转θ后的位置可为第二反射面1132的角度位置；若该夹角θ为负值，则以第一反射面1131为旋转轴，顺时针旋转θ后的位置可为第二反射面1132的角度位置。

所述滚筒活动支架112在转动过程中，通过所述第一反射面1131与所述第二反射面1132交替扫描视场。可以理解的是，双面反射镜113随着滚筒活动支架112同步转动，并且双面反射镜113在转动过程中，通过第一反射面1131与第二反射面1132交替扫描视场，并且双面反射镜113旋转一周，第一反射面1131与第二反射面1132均可以扫描得到一个单帧图像。

可选的，所述双面反射镜113包括第一反射镜1131a以及第二反射镜1132a，所述第一反射镜1131a与所述第二反射镜1132a之间形成所述夹角，所述第一反射镜1131a具有所述第一反射面1131，所述第二反射镜1132a具有所述第二反射面1132。

需要说明的是，第一反射镜1131a可以通过光学环氧粘胶粘贴于滚筒活动支架的转轴1121上，还可以通过铰接件固定于所述转轴1121上。可选的，第一反射镜1131a与所述转轴1121之间可间隔设置，且两者相互平行。双面反射镜113所包括的第一反射镜1131a以及第二反射镜1132a之间可形成夹角θ，且该夹角θ范围可以为0.5度～10度。可选的，第一反射镜1131a和第二反射镜1132a均具有一个反射面，并且这两个反射面可以背向设置，也就是，第一反射镜1131a上的第一反射面1131与第二反射镜1132a上的第二反射面1132可以背向设置。其中，第一反射镜1131a与第二反射镜1132a可以通过可拆卸方式连接。

其中，上述第一反射镜1131a固定于所述转轴1121上，所述第二反射镜1132a包括相对的第一端及第二端，所述第一端可支撑于所述转轴1121上，所述第二端以所述夹角沿远离所述转轴1121的方向延伸。

需要说明的是，第一反射镜1131a可称为双面反射镜113中的固定镜面，第二反射镜1132a可称为双面反射镜113中的可调节镜面，通过调节第二反射镜1132a的角度位置，可改变第一反射镜1131a与第二反射镜1132a之间形成的夹角θ。可选的，第一反射镜1131a固定于转轴1121上的方式可以为焊接、铆接、粘接，对此本实施例不做任何限定。可选的，第一反射镜1131a的一端与第二反射镜1132a的第一端可转动连接，而第一反射镜1131a的另一端设置有能够调节夹角θ的组成部件，第二反射镜1132a的第二端为自由端。

本实施例提供的光机扫描成像系统10，该光机扫描成像系统10中的双面反射镜113包括第一反射镜1131a以及第二反射镜1132a，在滚筒活动支架112转动过程中，通过第一反射镜1131a和第二反射镜1132a交替扫描视场，并将交替扫描的结果叠加，以增加空间采样密度，提高成像的像素分辨率。

在其中一个实施例中，继续参见图1，所述光机扫描成像系统10包括多波束透镜天线子系统100，所述多波束透镜天线子系统100还包括：透波窗口140以及定标源150，所述透波窗口140与所述定标源150分别间隔设置于所述光机扫描子系统110的两侧。

具体的，所述透波窗口140与所述目标检测物均可位于所述光机扫描子系统110的同一侧，所述定标源150可位于所述光机扫描子系统110的另一侧，其中，所述透波窗口140用于穿透所述目标检测物辐射的毫米波辐射信号；所述定标源150用于为所述辐射计阵列子系统200中的毫米波辐射计阵列增益校准提供定标辐射源。进一步的，所述透波窗口140可以为一种毫米波辐射信号能够进出的窗口，可以由透波材料制成，该透波窗口140可以为一个矩形的双面板，包括前面板和后面板，其中，前面板可以位于远离光机扫描子系统110的一侧设置，后面板可以位于靠近光机扫描子系统110的一侧设置，并且透波窗口140的设置位置可以位于光机扫描子系统110的一侧，并且可以位于目标检测物与光机扫描子系统110的中间正对位置。

需要说明的是，所述定标源150可以位于光机扫描子系统110的另一侧，也就是，定标源150与目标检测物位于光机扫描子系统110的不同侧。定标源150可以提供不同温度对应的辐射源。

可选的，所述定标源150包括定标热源151以及定标冷源152，所述定标热源151与所述定标冷源152连接。

可以理解的是，定标热源151与定标冷源152均可以为长方形，并且定标热源151的长边与定标冷源152的长边可以通过可拆卸方式连接，定标热源151与定标冷源152的连接线可以与光机扫描子系统110的转轴1121平行、等高。其中，定标冷源152可以垂直设置，距离转轴1121的垂直距离可以为330mm，该定标冷源152具有的物理温度可以为常温状态；另外，上述定标热源151可以与垂直方向呈15度角设置，且该夹角偏向于光机扫描子系统110一侧，距离转轴1121的垂直距离可以为342mm，该定标热源151具有的物理温度可以大于定标冷源152具有的温度即可。可选的，定标热源151与定标冷源152均包括一个金属板，并且靠近光机扫描子系统110一侧的板面上均可以粘贴3mm波段吸波材料，还有，定标热源151金属板的背面可以设置有加热装置，该加热装置可以为硅胶加热板、电热丝以及加热片等，只要具有加热功能的装置均可。

此外，在双面反射镜113在旋转的过程中，还可以分别扫描定标热源151与定标冷源152毫米波辐射信号，且经过光线折射以及光线反射，获得毫米波辐射信号对应的数字信号，以对数字信号进行曲线拟合，完成毫米波辐射计增益校准。

本实施例提供的光机扫描成像系统10，该光机扫描成像系统10中的定标源150包括定标热源151以及定标冷源152，该定标热源151和定标冷源152均可以为多通道毫米波辐射计阵列增益校准提供定标辐射源，通过双面反射镜113依次扫描定标热源151和定标冷源152，以拟合温度响应曲线，各通道温度响应曲线不断归一化逼近收敛，直至满足一定的偏差，从而实现毫米波辐射计增益校准，以达到稳定的扫描结果，提高成像的稳定性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种光机扫描成像系统，其特征在于，所述系统包括多波束透镜天线子系统(100)、辐射计阵列子系统(200)以及数据采集预处理子系统(300)，所述多波束透镜天线子系统(100)包括光机扫描子系统(110)、透镜组合(120)以及反射镜(130)，且光机扫描子系统(110)包括驱动机构(111)、滚筒活动支架(112)以及双面反射镜(113)，所述透镜组合(120)设置于所述反射镜(130)和双面反射镜(113)之间，所述驱动机构(111)与所述滚筒活动支架(112)连接，所述滚筒活动支架(112)与所述双面反射镜(113)连接，所述辐射计阵列子系统(200)与所述数据采集预处理子系统(300)连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括显控终端(400)，所述显控终端(400)与所述数据采集预处理子系统(300)连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述双面反射镜(113)设置于所述滚筒活动支架(112)上，所述双面反射镜(113)包括第一反射面(1131)与第二反射面(1132)，所述第一反射面(1131)和第二反射面(1132)背向设置，所述第一反射面(1131)平行于所述滚筒活动支架的转轴(1121)，所述第二反射面(1132)与所述第一反射面(1131)形成夹角。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述双面反射镜(113)包括第一反射镜(1131a)以及第二反射镜(1132a)，所述第一反射镜(1131a)与所述第二反射镜(1132a)之间形成所述夹角，所述第一反射镜(1131a)具有所述第一反射面(1131)，所述第二反射镜(1132a)具有所述第二反射面(1132)。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一反射镜(1131a)固定于所述转轴(1121)上，所述第二反射镜(1132a)包括相对的第一端及第二端，所述第一端支撑于所述转轴(1121)上，所述第二端以所述夹角沿远离所述转轴(1121)的方向延伸。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述滚筒活动支架(112)在转动过程中，通过所述第一反射镜(1131a)与所述第二反射镜(1132a)交替扫描所述目标检测物。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述滚筒活动支架(112)为圆柱形支架，所述圆柱形支架的圆柱面覆盖有透明薄膜。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述驱动机构(111)包括驱动控制模块(1111)以及编码器(1112)，所述驱动控制模块(1111)与所述编码器(1112)均安装于所述转轴(1121)的两端，所述驱动控制模块(130)用于控制所述光机扫描子系统(110)的工作状态以及所述滚筒活动支架(112)的转速，并读取所述编码器(1112)获取的信息，所述编码器(1112)用于记录所述滚筒活动支架(112)垂直方向的位置编码信息。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述透镜组合(120)包括第一透镜(121)以及第二透镜(122)，所述第一透镜(121)与所述第二透镜(122)沿垂直方向上下间隔设置，所述第一透镜(121)与第二透镜(122)的厚度不同，其中，所述第一透镜(121)位于靠近光机扫描子系统(110)的一侧设置，所述第二透镜(122)位于远离光机扫描子系统(110)的一侧设置。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一透镜(121)和所述第二透镜(122)为相对设置的平凸镜，且所述第一透镜(121)的凸起方向与所述第二透镜(122)的凸起方向面对设置。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括上下可调节支架(500)以及机架(600)；所述上下可调节支架(500)支撑所述透镜组合(120)，所述机架(600)用于支撑所述光机扫描成像系统(10)。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多波束透镜天线子系统(100)还包括：透波窗口(140)以及定标源(150)，所述透波窗口(140)与所述定标源(150)分别间隔设置于所述光机扫描子系统(110)的两侧。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述定标源(150)包括定标热源(151)以及定标冷源(152)，所述定标热源(151)与所述定标冷源(152)连接。

14.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反射镜(130)具有一个反射面(131)，所述反射面(131)设置于从透镜组合(120)出射的光的光路上，用于将从透镜组合(120)出射的光反射入所述所述辐射计阵列子系统(200)。

15.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述辐射计阵列子系统(200)包括多个毫米波辐射计(200a)，多个所述毫米波辐射计(200a)按照弧形排列分布。