CN110308443A - 一种实波束电扫描快速成像人体安检方法及安检系统 - Google Patents

一种实波束电扫描快速成像人体安检方法及安检系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实波束电扫描快速成像人体安检方法及安检系统,系统包括:多个宽波束发射天线、实波束电扫描接收阵列天线、位置传感器,多通道毫米波收发组件,数据处理模块及显示装置。本发明提出利用多个所述发射天线发射毫米波信号覆盖被检人体,借助采集的位置信息,通过控制所述接收阵列天线各单元相位,使各所述接收阵列天线以较低分辨率的近场聚焦波束快速完成对相应区域的三维接收扫描,再通过多通道接收数字波束合成信号处理实现高分辨率成像,从而完成快速高分辨率安检成像。本发明提出的安检成像系统,无机械扫描装置,成像算法简洁,并解决了高分辨率实波束成像与波束扫描时间的矛盾,安检系统易于布置,可实现快速通过式人体安检。

Description

一种实波束电扫描快速成像人体安检方法及安检系统
技术领域
本发明属于安检技术领域,具体涉及一种实波束电扫描快速成像人体安检方法及安检系统。
背景技术
近年来,国内外暴力犯罪活动和恐怖主义事件频频发生,公共安全问题已引起国际社会的广泛关注。现阶段的袭击事件主要发生在机场、地铁、车站、广场等人员密集的公共场所。因此,公共场所的安检问题也逐渐成为社会关注的焦点,对安检系统的准确性、实时性、智能化和环境适用性也提出了更高的要求。
人体安检一直都面临着一些技术难题,传统的安全检测设备如金属探测器、X光成像设备等均存在一些问题。金属探测器能够检测出人体携带的金属违禁物品,但不能检测如陶瓷刀、塑胶炸弹等非金属违禁物品,且对违禁物品无法实现精确定位;X光成像设备可以对携带隐匿物品的人体进行高分辨率成像,但由于X光具有电离性,并不适用于人体安检成像。
利用毫米波进行安检成像是近几年出现的新型安检技术,其具有如安全性高、穿透性好、不同材料的电磁散射特性具有差异性等优点,已成为目前人体安检技术的主流发展方向。
目前,世界上主流的毫米波安检成像系统仍存在不同程度的问题:如美国L3公司的Provision系列,需要机械扫描,成像速度较慢;德国Rohde&Schwarz公司的QPS系统,成本较高,信号处理负荷大、时间长;Smith公司的Eqo,需要被检人员在成像系统前旋转一周,成像速度较慢。目前这些问题使得已有安检成像系统无法满足国内的高通量安检需求。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种实波束电扫描成像人体安检方法及安检系统,可以对人体进行快速扫描成像。
一种人体安检方法,包括:
采用发射天线向待检人体发射毫米波;
采用至少四个接收阵列天线接收待检人体散射的毫米波信号;通过调整接收阵列天线中各个天线单元的相位,使得在同一时刻所有接收阵列天线中所有天线单元接收来自待检人体同一个区域的毫米波信号;针对该区域的每个像素点,采用数字波束合成信号处理方法,对该像素点对应的每个接收阵列天线接收通道内的毫米波信号的基带信号进行同相叠加,继而得到该像素点处的目标强度值;遍历该区域内所有像素点,完成该区域的三维成像。
一种人体安检系统,其特征在于,包括发射天线、接收阵列天线以及信号处理模块;
所述发射天线向待检人体发射毫米波;
所述接收阵列天线包括至少为四个;接收阵列天线中各个天线单元根据被配置的相位,同一时刻接收来自待检人体同一个区域散射的毫米波信号;
所述信号处理模块根据接收阵列天线接收的同一区域散射的毫米波信号,针对该区域的每个像素点,采用数字波束合成信号处理方法,对该像素点对应的每个接收阵列天线接收通道内的毫米波信号的基带信号进行同相叠加,继而得到该像素点处的目标强度值;遍历该区域内所有像素点后,完成该区域的三维成像。
较佳的,所述接收阵列天线分为四组,分别负责接收待检人体右前侧、左前侧、右后侧和左后侧四个部分的散射信号。
较佳的,针对每组接收阵列天线,接收阵列天线中各个天线单元根据不同时刻被配置的不同相位,分时接收来自待检人体对应部分的不同区域散射的毫米波信号;遍历待检人体该部分所有区域,由此完成待检人体对应部分的三维成像。
较佳的,各组内的接收阵列天线位于同一平面内;待检人体两侧各分布两组接收阵列天线;一侧的两组接收阵列天线沿待检人体行进方向排列;待检人体一侧的两组接收阵列天线之间成一个设定角度,四组接收阵列天线呈蝶型。
较佳的,每组接收阵列天线均对应一组所述发射天线。
较佳的,所述每组发射天线至少为两个,沿竖直方向布置。
较佳的,所述接收阵列天线为接收相控阵式天线或者为反射阵式天线。
较佳的,当所述接收阵列天线为反射阵列式天线时,每个反射阵列对应一个接收馈源;所述反射阵列接收散射的毫米波信号,并将其反射至对应的接收馈源;接收馈元将信号送至信号处理模块。
较佳的,所述接收馈源位于反射阵列对侧或者本侧的反射阵列中心上。
进一步的,还包括位置传感器;当待检人体开始进入所述人体安检系统并进入可检测范围后,发射天线、接收阵列天线以及信号处理模块开始工作,完成待检人体前面及侧面的扫描成像;当待检人体开始离开所述人体安检系统并进入可检测范围后,发射天线、接收阵列天线以及信号处理模块开始工作,完成待检人体后面及侧面的扫描成像。
较佳的,所述每组接收阵列天线中的各阵列沿竖直方向排列;或者沿水平方向排列或者沿水平和竖直方向均有排列。
进一步的,还包括图像显示装置,用于显示待检人体图像,并识别可疑物品。
本发明具有如下有益效果:
本发明提出的实波束电扫描快速成像方法,通过所述接收阵列天线的较低分辨率的近场聚焦接收波束实现了快速扫描接收,而多个所述接收阵列天线对应的基带信号通过数字波束合成信号处理实现了高分辨率成像,解决了高分辨率实波束成像与波束扫描时间之间的矛盾,实现了快速高分辨率成像。
本发明提出的实波束电扫描快速成像系统,无机械扫描装置,其实波束扫描成像方式与基于合成孔径技术的成像方式具有显著差异,成像处理算法简洁,避免了以往基于合成孔径技术的安检成像中的复杂运算,安检系统兼具高通过率和高分辨率的优点,易于布置,应用环境适用性强,可以实现不停留的人体安检,可应用于机场和高通量的地铁、火车站等环境下的人体安检。
附图说明
图1是根据本发明的实波束电扫描快速成像人体安检方法的原理框图;
图2(a)为本发明的一个实施例1中人体安检系统的整体结构示意图;图2(b)为本发明的一个实施例2中人体安检系统的整体结构示意图;
图3(a)为本发明的一个实施例1中人体安检系统的单个阵列工作模式的示意性俯视图;图3(b)为本发明的一个实施例2中人体安检系统的单个阵列工作模式的示意性俯视图;图3(c)为本发明的一个实施例3中人体安检系统的单个阵列工作模式的示意性俯视图;
图4(a)-图4(c)为本发明的几种接收阵列天线阵型和布阵方式示意图。
其中,100、101、200、201、300—宽波束发射天线;102、103、104、105—接收相控阵天线;106、210—位置传感器;202、203、204、205、302—反射阵列;206、207、208、209、301—接收馈源。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例,对本发明进行详细描述。
本发明的一种基于实波束电扫描成像的人体安检系统,如图1所示,该系统包括:多个宽波束发射天线、多个实波束电扫描接收阵列天线、多个位置传感器、多通道毫米波收发组件、数据处理与控制装置、图像显示装置。
其中,多通道毫米波收发组件与多个宽波束发射天线以及多个实波束电扫描接收阵列天线相连,其主要实现基带信号与毫米波信号间的上下变频等功能。
其中,数据处理与控制装置,其分别与多个实波束电扫描接收阵列天线、多个位置传感器和多通道毫米波收发组件相连,主要实现对各个模块进行控制以及数据综合处理等功能。
安检系统通过以下工作方式实现对人体的快速高分辨率成像:
利用多个位置传感器检测被检人体位置,当检测到被检人体进入可检测范围后,安检系统其余部分开始工作。
多个宽波束发射天线用于向被检人体发射毫米波,并确保当被检人体进入可检测范围1时,多个宽波束发射天线波束可覆盖被检人体正面和侧面,当被检人体进入可检测范围2时,多个宽波束发射天线波束可覆盖被检人体背面和侧面,可检测区域如图2(a)-图3(c)所示。
将被检人体分为多个部分,被检人体至少被分为右前侧、左前侧、右后侧和左后侧四个部分;根据所述接收波束覆盖区域的大小,将人体各部分在三维空间内均划分成多个区域。
多个实波束电扫描接收阵列天线分成四组,每组所述接收阵列天线对人体一个部分的散射信号进行三维扫描接收。每一组所述接收阵列天线又至少包含四个接收阵列天线,各组接收阵列天线的扫描原理相同。
针对每组中各个接收阵列天线,通过控制所述接收阵列天线的各单元相位,可使各单元同相接收被检人体相应部分内的一个区域的散射的毫米波信号,形成覆盖该区域的近场聚焦接收波束。通过不断调整各单元相位,可使近场聚焦接收波束遍历被检人体相应部分内的各个区域,实现对人体相应部分的三维扫描接收。所述接收阵列天线的阵列采用小口径,由阵列口径和波束宽度成反比的关系,可知所述接收阵列天线所形成的近场聚焦接收波束的覆盖区域较大,也即所述接收波束的分辨率较低,因而人体各部分内划分的区域数少,近场聚焦接收波束遍历人体相应部分内的所有区域所需时间短,从而实现对人体相应部分的快速三维扫描接收。
同组内的所述接收阵列天线各单元同步扫描人体一个部分,即在同一时刻,同组的接收阵列天线同时接收人体一个部分内的同一区域的散射信号,并遍历人体该部分内的各个区域,从而实现对人体该部分的散射信号的同步扫描接收。每个所述接收阵列天线对应一个接收通道,当所述接收阵列天线接收被检人体一个部分内的一个区域的散射信号时,其接收通道的基带信号中包含该区域内所有目标的信息,在数据处理与控制装置11内,利用数字波束合成信号处理技术,对同组内的多个接收通道的基带信号进行数字合成信号处理,即在信号处理中,可将人体每个部分内的每个区域在三维空间内进一步划分为多个像素点,通过对同组内的多个接收通道的基带信号进行相位匹配和叠加等操作,实现同一像素点处的目标对应的同组多个基带信号的同相叠加,再将叠加信号取幅值以得到该像素点处的目标强度值,其效果等同于将同组内多个所述接收阵列天线的较低分辨率的近场聚焦接收波束合成为高分辨率的近场聚焦波束,通过遍历该区域每个像素点,可实现对该区域的高分辨率三维成像。同理,各组所述接收阵列天线分别对人体相应部分内各区域的散射信号进行上述操作及处理,从而实现对人体各部分内各区域的高分辨率三维成像。
在本发明所述的近场安检成像场景下,该信号处理方式可使得三维成像的水平维和垂直维达到高分辨率,并提高距离维分辨率,此外,距离维可通过信号带宽进一步提高分辨率,从而实现对人体一个区域的三维高分辨率成像。
综上所述,通过所述接收阵列天线的较低分辨率的近场聚焦接收波束实现了快速扫描接收,而多个所述接收阵列天线对应的基带信号通过数字波束合成信号处理实现了高分辨率成像,从而将快速扫描与高分辨率成像相结合,实现了快速高分辨率成像。
之后,结合运动补偿、图像反卷积、图像融合等进一步处理对图像进行优化,并根据图像判断被检人体是否携带可疑物品。图像显示装置12用于对被检人体的成像结果进行显示,并对可疑物品进行标识。
本发明提出的实波束电扫描快速成像系统,无机械扫描装置,其实波束扫描成像方式与基于合成孔径技术的成像方式具有显著差异,其成像处理算法简洁,避免了以往基于合成孔径技术的安检成像中的复杂运算,并解决了高分辨率实波束成像与波束扫描时间之间的矛盾,使安检系统实现了快速高分辨率成像,安检系统兼具高通过率和高分辨率的优点,易于布置,应用环境适用性强,可以实现不停留的人体安检,可应用于机场和高通量的地铁、火车站等环境下的人体安检。
下面详细描述本发明的部分实施例,通过参考附图描述的实施例只是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
实施例附图中相同的标识应理解为具有相同功能的部件或模块。
在本发明的描述中,描述的方位或位置关系为基于附图所示实施例的方位或位置关系,而不能理解为所述系统部件或模块必须以上述位置安装或工作,不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,部件或模块序号的标注是以方便描述为目的,而不能理解为部件或模块的相对重要性。
在本发明的部分实施例中,该实波束电扫描快速成像人体安检系统被设置在普通的安检通道上,具有良好的应用环境适用性,安检通道两侧系统呈“蝶形”安置,即安检通道同一侧的系统的两面朝外侧翻转一定角度,这种系统布置方式避免了宽波束发射天线发射的毫米波信号直接照射所述宽波束发射天线对侧的所述接收阵列天线,也即避免了所述宽波束发射天线对安检通道对侧的所述接收阵列天线的干扰。
在本发明的部分实施例中,实波束电扫描接收阵列天线的实现方式可分为两类,接收相控阵式和反射阵式。在所述接收阵列天线的实现方式为接收相控阵式的情况下,所述接收阵列天线为接收相控阵天线;而在所述接收阵列天线的实现方式为反射阵式的情况下,各个所述接收阵列天线由反射阵列和与之对应的接收馈源组成。下面对这两种情况下的部分实施例进行更为具体的说明。
首先对所述接收阵列天线实现方式为接收相控阵式情况下的部分实施例进行说明。
如图2(a)所示,该图为在实波束电扫描接收阵列天线实现方式为接收相控阵式的情况下,一个具体实施例中安检系统的整体结构示意图。以安检系统的部分装置为例,其他部分可类比。在该实施例中,位置传感器106保持工作状态。当被检人员进入安检通道后,位置传感器106实时检测被检人员所处位置。当检测到被检人员进入可检测范围1时,宽波束发射天线100、101同时工作,发射覆盖人体右前侧部分的毫米波信号。通过移相器分别控制所述接收相控阵天线102、103、104、105的各单元相位,使各单元同相接收被检人体右前侧部分内的同一区域的散射信号,形成四束覆盖该区域的近场聚焦接收波束。根据所述接收波束覆盖区域大小可将被检人体右前侧部分在三维空间内划分为多个区域,通过调整各单元相位,可使近场聚焦接收波束遍历被检人体右前侧部分内的各个区域,实现对人体右前侧部分的三维扫描接收。所述接收相控阵天线的阵列口径较小,由阵列口径和波束宽度成反比的关系,可知所述接收相控阵天线所形成的近场聚焦接收波束的覆盖区域较大,也即所述接收波束的分辨率较低,因而人体各部分内划分的区域数少,近场聚焦接收波束遍历人体相应部分内的所有区域所需时间短,从而实现对人体相应部分的快速三维扫描。以所述接收相控阵天线102、103、104、105为一组,同步接收被检人体右前侧部分同一区域的信号,并完成对该部分的各个区域的快速三维扫描接收。将该部分内的每个区域在三维空间内进一步划分为多个像素点,该组四个接收相控阵天线接收到的反射回波经解调之后得到该组四个接收通道的基带信号,该组基带信号经过数字波束合成信号处理,对同一区域内的同一像素点处的信号进行同相叠加,再将叠加信号取幅值以得到该像素点处的目标强度值,其效果等同于将该组四个所述接收相控阵天线的较低分辨率的近场聚焦接收波束合成为高分辨率的近场聚焦波束,通过遍历该区域每个像素点,可实现对该区域的高分辨率三维成像,对被检人体右前侧部分的各个区域的散射信号进行上述操作及处理,从而实现对该部分各区域的高分辨率三维成像。同理,安检系统四个面上各模块的工作模式和处理流程可以类比,即当被检人体位于可检测范围1时,由通道两侧的系统分别对被检人体右前侧部分和左前侧部分进行快速高分辨率三维成像,当被检人体位于可检测范围2时,由通道两侧的系统分别对被检人体右后侧部分和左前侧部分进行快速高分辨率三维成像。此外,结合运动补偿、图像反卷积、图像融合等处理,使成像效果得到优化,得到被检人体全身的最终成像结果,并应用图像识别或直接根据图像判断被检人体表面是否存在可疑物品。上述数据处理与控制等功能由数据处理与控制装置11实现,图像显示装置12对被检人体的成像结果进行显示,并对可疑物品进行标识。
如图3(a)所示,该图为在实波束电扫描接收阵列天线实现方式为接收相控阵式的情况下,一个具体实施例中安检系统单个阵列工作模式的示意性俯视图。以所述接收相控阵天线102为例对单个所述接收相控阵天线的工作方式进行说明。当被检人员进入可检测范围1时,宽波束发射天线100工作,向可检测范围1发射毫米波,所述接收相控阵天线102对可检测范围1的被检人体的右前侧部分进行较低分辨率的快速三维扫描接收。此情况下的其余各宽波束发射天线、接收相控阵天线的工作模式可类比上述工作模式。
上述内容对所述接收阵列天线实现方式为接收相控阵式情况下的部分实施例进行了说明。下面对所述接收阵列天线实现方式为反射阵式情况下的部分实施例进行说明。
如图2(b)所示,该图为在实波束电扫描接收阵列天线实现方式为反射阵式的情况下,一个具体实施例中安检系统的整体结构示意图。以安检系统的部分装置为例,其他部分可类比。在该实施例中,位置传感器210保持工作状态。当被检人员进入安检通道后,位置传感器210实时检测被检人员所处位置。当检测到被检人员进入可检测范围1时,宽波束发射天线200、201同时工作,发射覆盖人体右前侧部分的毫米波信号。通过电子开关分别控制反射阵列202、203、204、205的各单元相位,使每个反射阵列上的各单元将被检人体右前侧部分内的同一区域的散射信号,分别反射至对面的接收馈源206、207、208、209进行同相接收,形成四束覆盖该区域的近场聚焦接收波束。根据所述接收波束覆盖区域大小可将被检人体右前侧部分在三维空间内划分为多个区域,通过调整各单元相位,可使近场聚焦接收波束遍历被检人体右前侧部分内的各个区域,实现对人体右前侧部分的三维扫描接收。所述反射阵列的阵列口径较小,由阵列口径和波束宽度成反比的关系,可知所述反射阵列所形成的近场聚焦接收波束的覆盖区域较大,也即所述接收波束的分辨率较低,因而人体各部分内划分的区域数少,近场聚焦接收波束遍历人体相应部分内的所有区域所需时间短,从而实现对人体相应部分的快速三维扫描。以所述反射阵列202、203、204、205为一组,同步将接收到的被检人体右前侧部分同一区域的散射信号分别反射至对面的接收馈源206、207、208、209,并完成对该部分的各个区域的快速三维扫描。将该部分内的每个区域在三维空间内进一步划分为多个像素点,该组四个接收馈源接收到的反射回波经解调之后得到该组四个接收通道的基带信号,该组基带信号经过数字波束合成信号处理,对同一区域内的同一像素点处的信号进行同相叠加,再将叠加信号取幅值以得到该像素点处的目标强度值,其效果等同于将该组四个所述反射阵列的较低分辨率的近场聚焦接收波束合成为高分辨率的近场聚焦波束,通过遍历该区域每个像素点,可实现对该区域的高分辨率三维成像,对被检人体右前侧部分的各个区域的散射信号进行上述操作及处理,从而实现对该部分各区域的高分辨率三维成像。同理,安检系统四个面上各模块的工作模式和处理流程可以类比,即当被检人体位于可检测范围1时,由通道两侧的系统分别对被检人体右前侧部分和左前侧部分进行快速高分辨率三维成像,当被检人体位于可检测范围2时,由通道两侧的系统分别对被检人体右后侧部分和左前侧部分进行快速高分辨率三维成像。此外,结合运动补偿、图像反卷积、图像融合等处理,使成像效果得到优化,得到被检人体全身的最终成像结果,并应用图像识别或直接根据图像判断被检人体表面是否存在可疑物品。上述数据处理与控制等功能由数据处理与控制装置11实现,图像显示装置12对被检人体的成像结果进行显示,并对可疑物品进行标识。
如图3(b)所示,该图为在实波束电扫描接收阵列天线实现方式为反射阵式的情况下,一个具体实施例中安检系统单个阵列工作模式的示意性俯视图。该实施例中,各反射阵与对应的接收馈源位于安检通道异侧。以反射阵列202为例对单个反射阵列的工作方式进行说明。当被检人员进入可检测范围1时,宽波束发射天线200工作,向可检测范围1发射毫米波,反射阵列202对可检测范围1的被检人体的右前侧部分进行较低分辨率的快速三维扫描,并将人体散射信号反射至对面的接收馈源206进行接收。此情况下的其余各宽波束发射天线、反射阵列和接收馈源的工作模式可类比上述工作模式。
上述图2(b)、图3(b)所示示例均为反射阵列与接收馈源位于安检通道异侧情况下的具体实施例,但本发明不限于此,例如:当改变接收方式时,反射阵列与接收馈源可位于安检通道同侧。
如图3(c)所示,该图为在实波束电扫描接收阵列天线实现方式为反射阵式的情况下,另一个具体实施例中安检系统单个阵列工作模式的示意性俯视图。该实施例中,由于系统设计和接收方式的改变,各反射阵列与对应的接收馈源位于安检通道同侧。其中各接收馈源位于对应的反射阵列的中心处,与反射阵列集成设置,以反射阵列302为例对单个反射阵列的工作方式进行说明。当被检人员进入可检测范围1时,宽波束发射天线300工作,向可检测范围1发射毫米波,反射阵列302对可检测范围1的被检人员的正面和右侧进行较低分辨率的快速三维扫描,并将人体散射信号反射至接收馈源301进行接收。此情况下的其余各宽波束发射天线、反射阵列和接收馈源的工作模式可类比上述工作模式。该示例为反射阵列与接收馈源位于安检通道同侧情况下的一个具体实施例,但本发明不限于此。
上述各图所示均为实波束电扫描接收阵列天线的阵型为长方形时的部分具体实施例,但本发明不限于此。
图4(a)-图4(c)示例性的给出了本发明的几种实波束电扫描接收阵列天线阵型和布阵方式示意图。4(a)、4(b)为长方形所述接收阵列天线。4(a)为横向满阵,直接实现了水平维高分辨率成像,可纵向布置多个所述接收阵列天线,从而通过对纵向多个所述接收阵列天线进行数字波束合成实现垂直维高分辨率成像。4(b)为纵向满阵,对应实现垂直维高分辨率成像,可横向布置多块所述接收阵列天线,从而通过对横向多个所述接收阵列天线进行数字波束合成实现水平维高分辨率成像。4(c)为正方形所述接收阵列天线,可在横向纵向两维布置多块所述接收阵列天线,从而通过对横向和纵向两维多个所述接收阵列天线进行数字波束合成实现水平维和垂直维两维高分辨率成像。这三种方式均为阵型设计和布阵方式的具体实施例,但是本发明不限于此,可以根据实际需要对阵列尺寸、阵型和布阵方式等进行相应的改变和调整。
此外,对于三维成像中的距离维成像而言,在近场成像场景下,各个所述接收阵列天线通过调整各单元相位形成近场聚焦波束,此时已具备距离维分辨能力,之后在数字波束合成信号处理中,距离维分辨率也会得到提高,此外,利用信号带宽可使距离维分辨率进一步提高,从而实现距离维高分辨率成像。
综上,根据本发明实施例的实波束电扫描快速成像人体安检系统,具有接收波束电扫描能力,无机械扫描装置,成像算法简洁,避免了以往基于合成孔径技术的安检成像中的复杂运算,以较小口径的实波束电扫描接收阵列天线实现较低分辨率的快速三维扫描接收,再将多个接收通道的基带信号通过数字波束合成信号处理技术,对扫描接收波束进行数字合成,从而实现高分辨率成像,解决了高分辨率实波束成像与波束扫描时间之间的矛盾,使安检系统实现了快速高分辨率成像,安检系统兼具高通过率和高分辨率的优点,且易于布置,应用环境适用性强,可以实现不停留的人体安检,可应用于机场和高通量的地铁、火车站等环境下的人体安检。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种人体安检方法,其特征在于,包括:
采用发射天线向待检人体发射毫米波;
采用至少四个接收阵列天线接收待检人体散射的毫米波信号;通过调整接收阵列天线中各个天线单元的相位,使得在同一时刻所有接收阵列天线中所有天线单元接收来自待检人体同一个区域的毫米波信号;针对该区域的每个像素点,采用数字波束合成信号处理方法,对该像素点对应的每个接收阵列天线接收通道内的毫米波信号的基带信号进行同相叠加,继而得到该像素点处的目标强度值;遍历该区域内所有像素点,完成该区域的三维成像。
2.一种人体安检系统,其特征在于,包括发射天线、接收阵列天线以及信号处理模块;
所述发射天线向待检人体发射毫米波;
所述接收阵列天线包括至少为四个;接收阵列天线中各个天线单元根据被配置的相位,同一时刻接收来自待检人体同一个区域散射的毫米波信号;
所述信号处理模块根据接收阵列天线接收的同一区域散射的毫米波信号,针对该区域的每个像素点,采用数字波束合成信号处理方法,对该像素点对应的每个接收阵列天线接收通道内的毫米波信号的基带信号进行同相叠加,继而得到该像素点处的目标强度值;遍历该区域内所有像素点后,完成该区域的三维成像。
3.如权利要求2所述的一种人体安检系统,其特征在于,所述接收阵列天线分为四组,分别负责接收待检人体右前侧、左前侧、右后侧和左后侧四个部分的散射信号。
4.如权利要求3所述的一种人体安检系统,其特征在于,针对每组接收阵列天线,接收阵列天线中各个天线单元根据不同时刻被配置的不同相位,分时接收来自待检人体对应部分的不同区域散射的毫米波信号;遍历待检人体该部分所有区域,由此完成待检人体对应部分的三维成像。
5.如权利要求3或4所述的一种人体安检系统,其特征在于,各组内的接收阵列天线位于同一平面内;待检人体两侧各分布两组接收阵列天线;一侧的两组接收阵列天线沿待检人体行进方向排列;待检人体一侧的两组接收阵列天线之间成一个设定角度,四组接收阵列天线呈蝶型。
6.如权利要求3或4所述的一种人体安检系统,其特征在于,每组接收阵列天线均对应一组所述发射天线。
7.如权利要求6所述的一种人体安检系统,其特征在于,所述每组发射天线至少为两个,沿竖直方向布置。
8.如权利要求4所述的一种人体安检系统,其特征在于,所述接收阵列天线为接收相控阵式天线或者为反射阵式天线。
9.如权利要求8所述的一种人体安检系统,其特征在于,当所述接收阵列天线为反射阵列式天线时,每个反射阵列对应一个接收馈源;所述反射阵列接收散射的毫米波信号,并将其反射至对应的接收馈源;接收馈元将信号送至信号处理模块。
10.如权利要求9所述的一种人体安检系统,其特征在于,所述接收馈源位于反射阵列对侧或者本侧的反射阵列中心上。
11.如权利要求5所述的一种人体安检系统,其特征在于,还包括位置传感器;当待检人体开始进入所述人体安检系统并进入可检测范围后,发射天线、接收阵列天线以及信号处理模块开始工作,完成待检人体前面及侧面的扫描成像;当待检人体开始离开所述人体安检系统并进入可检测范围后,发射天线、接收阵列天线以及信号处理模块开始工作,完成待检人体后面及侧面的扫描成像。
12.如权利要求5所述的一种人体安检系统,其特征在于,所述每组接收阵列天线中的各阵列沿竖直方向排列;或者沿水平方向排列或者沿水平和竖直方向均有排列。
13.如权利要求5所述的一种人体安检系统,其特征在于,还包括图像显示装置,用于显示待检人体图像,并识别可疑物品。
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