CN204228978U - 一种三维成像装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种三维成像装置，相对设置的第一毫米波天线阵列和第二毫米波天线阵列，连接所述第一毫米波天线阵列的第一毫米波收发模块，连接所述第二毫米波天线阵列的第二毫米波收发模块，所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列之间设置装载的待成像物体或人的载物模块，驱动所述载物模块旋转的驱动模块，进行图像处理的图像处理模块。本实用新型的三维成像装置，能够有效的完成人体全方位的扫描，提高了安检的效率。本实用新型的三维成像装置通过设置相对的天线阵列，然后转动载物模块，带动人体转动，分别对人体的相对两面进行扫描，由于使用了多组天线，扫描速度快，效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种成像装置，尤其涉及一种用于安检的毫米波三维成像装置。
背景技术
当今世界安全隐患日益加剧，使得迅速而有效地检测潜在危险品变为当务之急。机场安检区需要对众多的人群进行安检以便查找形态各异的危险品，以前，金属安检门足以检测出危险品。如今，这些危险品可能采用了包括金属和非金属的各种材料。这些危险品中可能包含粉末、塑料制品、陶制品、液体、凝胶以及非常纤薄的片状和散装爆炸物，而金属安检门对这些危险品束手无策。对全球航空安全构成威胁的新型危险品日趋复杂，需要与时俱进的技术予以应对防止造成危害。
传统的人体安检仪包括两类,一种是手持式和通过式金属探测器, 另一种是微剂量透射式X射线人体安全检查设备,前者功能单一,仅能检测出金属物品,对于非金属物品的无视以及接触式和近距离检测的缺陷注定了不能适应现代安检的功能需求,后者因X射线电离辐射会导致人体伤害而让人望而却步。
相比之下，毫米波人体安检仪的突出优势是无辐射，同时对于非金属危险品具有识别能力，同时能区分可疑物的具体种类，成像素质稳定，随着近年来毫米波成像技术的不断发展和完善，毫米波安检仪市场前景越开越被看好，也越来越被国际社会所重视。毫米波成像技术主要有被动式成像技术和主动式成像技术两种，被动式成像技术是利用被检体自身发出的辐射波，通过探测接收装置来实现对被观测物体的成像，由于辐射源的不稳定性和偏弱性，当前的探测技术对这种被动式成像方式的精度不高，成像质量不够理想，实际应用突发性大，无法投入市场。
主动式毫米波人体安检系统主要利用线型平面合成孔径技术和柱形合成孔径技术两种，其中线型平面合成孔径技术实时性不高，成像能力善不足，当前主要是柱形合成孔径技术为毫米波安检仪扫描的发展方向。现有技术主动式扫描装置，通常采用单一的扫描天线，扫描速度慢，等待时间长，效率低下。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是：构建一种三维成像装置，克服现有技术通常采用单一的扫描天线，扫描速度慢，等待时间长，效率低下的技术问题。
本实用新型的技术方案是：构建一种三维成像装置，包括：相对设置的第一毫米波天线阵列和第二毫米波天线阵列，连接所述第一毫米波天线阵列的第一毫米波收发模块，连接所述第二毫米波天线阵列的第二毫米波收发模块，所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列之间设置装载的待成像物体或人的载物模块，驱动所述载物模块旋转的驱动模块，进行图像处理的图像处理模块，所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列分别由多对天线单元分布排列形成，所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列的天线单元呈竖向直线排列，所述天线单元包括发射毫米波的发射天线和接收毫米波的接收天线；所述第一毫米波收发模块向所述第一毫米波天线阵列提供连续频率波，所述第一毫米波天线阵列向所述载物模块的区域发射毫米波，同时，所述第二毫米波收发模块向所述第二毫米波天线阵列提供连续频率波，所述第二毫米波天线阵列向所述载物模块的区域发射毫米波；所述第一毫米波收发模块通过所述第一毫米波天线阵列接收返回的毫米波，所述第二毫米波收发模块通过所述第二毫米波天线阵列接收返回的毫米波；所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列的所述多对天线单元依次按时序发射和接收毫米波，同时，所述载物模块转动以带动装载的待成像物体或人转动，所述图像处理模块接收所述第一毫米波收发模块和所述第二毫米波收发模块接收的毫米波信号。
本实用新型的进一步技术方案是：所述载物模块旋转120度。
本实用新型的进一步技术方案是：所述第一毫米波收发模块和所述第二毫米波收发模块提供工作频率范围为10GHz-50GHz的毫米波。
本实用新型的进一步技术方案是：所述第一毫米波收发模块和所述第二毫米波收发模块的每个工作频点的频率相差为40 MHz到60MHz。
本实用新型的进一步技术方案是：所述载物模块转动周期为1秒到2秒。
本实用新型的进一步技术方案是：还包括安装所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列的天线的框架，所述框架为方柱形，所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列的天线分别安装在所述框架相对的两边。
本实用新型的进一步技术方案是：还包括安装所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列的天线的框架，所述框架为圆柱形，所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列的天线分别安装在所述框架相对方向。
本实用新型的进一步技术方案是：所述发射天线和接收天线并排横向排列。
本实用新型的进一步技术方案是：所述发射天线和接收天线并排竖向排列。
本实用新型的技术效果是：构建一种三维成像装置，相对设置的第一毫米波天线阵列和第二毫米波天线阵列，连接所述第一毫米波天线阵列的第一毫米波收发模块，连接所述第二毫米波天线阵列的第二毫米波收发模块，所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列之间设置装载的待成像物体或人的载物模块，驱动所述载物模块旋转的驱动模块，进行图像处理的图像处理模块。本实用新型的三维成像装置，采取了开关天线阵列上下机械带动的平移扫描和环弧状方向扫描相结合的探测方式。能够有效的完成人体全方位的扫描，提高了安检的效率。本实用新型的三维成像装置通过设置相对的天线阵列，然后转动载物模块，带动人体转动，分别对人体的相对两面进行扫描，由于使用了多组天线，扫描速度快，效率高。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本实用新型技术方案进一步说明。
如图1所示，本实用新型的具体实施方式是：构建一种三维成像装置，包括：相对设置的第一毫米波天线阵列1和第二毫米波天线阵列2，连接所述第一毫米波天线阵列1的第一毫米波收发模块3，连接所述第二毫米波天线阵列2的第二毫米波收发模块4，所述第一毫米波天线阵列1和所述第二毫米波天线阵列2之间设置装载的待成像物体或人的载物模块5，驱动所述载物模块5旋转的驱动模块6，进行图像处理的图像处理模块7，所述第一毫米波天线阵列1和所述第二毫米波天线阵列2分别由多对天线单元分布排列形成，所述第一毫米波天线阵列1和所述第二毫米波天线阵列2的天线单元呈竖向直线排列，所述天线单元包括发射毫米波的发射天线和接收毫米波的接收天线；发射天线和接收天线可以并排横向排列，也可以并排竖向排列。所述第一毫米波收发模块3向所述第一毫米波天线阵列1提供连续频率波，所述第一毫米波天线阵列1向所述载物模块5的区域发射毫米波，同时，所述第二毫米波收发模块4向所述第二毫米波天线阵列2提供连续频率波，所述第二毫米波天线阵列2向所述载物模块5的区域发射毫米波；所述第一毫米波收发模块3通过所述第一毫米波天线阵列1接收返回的毫米波，所述第二毫米波收发模块4通过所述第二毫米波天线阵列2接收返回的毫米波；所述第一毫米波天线阵列1和所述第二毫米波天线阵列2的所述多对天线单元依次按时序发射和接收毫米波，同时，所述载物模块5转动以带动装载的待成像物体或人转动，所述图像处理模块7接收所述第一毫米波收发模块3和所述第二毫米波收发模块4接收的毫米波信号进行成像。
如图1所示，本实用新型的具体实施过程是：将待成像物体或人置于所述载物模块5上，所述载物模块5在所述驱动模块6的驱动下转动，带动所述载物模块5上的待成像物体或人转动。在待成像物体或人开始转动的同时，所述第一毫米波收发模块3产生毫米波，向所述第一毫米波天线阵列1提供连续频率波，所述第一毫米波天线阵列1向所述载物模块5的区域发射毫米波，同时，所述第二毫米波收发模块4向所述第二毫米波天线阵列2提供连续频率波，所述第二毫米波天线阵列2向所述载物模块5的区域发射毫米波。由于所述天线单元包括发射毫米波的发射天线和接收毫米波的接收天线，每组天线单元的发射天线向所述载物模块5的区域发射毫米波后，该组天线单元的接收天线接收该组天线单元的发射天线发射的毫米波的回波信号。所述第一毫米波收发模块3通过所述第一毫米波天线阵列1接收返回的毫米波，所述第二毫米波收发模块4通过所述第二毫米波天线阵列2接收返回的毫米波。所述第一毫米波天线阵列1的所述多对天线单元依次按时序发射和接收毫米波，同时，所述第二毫米波天线阵列2的所述多对天线单元依次按时序发射和接收毫米波。所述图像处理模块7接收所述第一毫米波收发模块3和所述第二毫米波收发模块4接收的毫米波信号进行三维成像。所述图像处理模块7根据所述第一毫米波收发模块3和所述第二毫米波收发模块4接收的毫米波信号进行合并成像，形成整个人体的三维图像。具体实施例中，所述载物模块旋转120度即可以实现对人体全身的三维成像，其旋转角度可以大于等于120度。所述第一毫米波收发模块和所述第二毫米波收发模块提供工作频率范围为10GHz-50GHz的毫米波。具体实施例中，包括控制系统工作的控制模块6，包括控制所述第一毫米波收发模块3、所述、第二毫米波收发模块4、驱动模块5、所述第一毫米波天线阵列1和所述第二毫米波天线阵列2等。
如图1所示，本实用新型的优选实施方式是：由于所述第一毫米波天线阵列1的所述多对天线单元依次按时序发射和接收毫米波，同时，所述第二毫米波天线阵列2的所述多对天线单元依次按时序发射和接收毫米波。所述第一毫米波收发模块3和所述第二毫米波收发模块4的每个工作频点的频率相差为40 MHz到60MHz，这样既可以保证成像质量，又可以保证成像速度。
如图1所示，本实用新型的优选实施方式是：所述载物模块的旋转速度根据所述第一毫米波收发模块3和所述第二毫米波收发模块4发生的毫米波的工作频率以及所述第一毫米波收发模块3和所述第二毫米波收发模块4的每个工作频点的频率相差来确定。所述载物模块转动周期为1秒到2秒。
如图1所示，本实用新型的优选实施方式是：还包括安装所述第一毫米波天线阵列1和所述第二毫米波天线阵列2的天线的框架8，所述框架8为方柱形，所述第一毫米波天线阵列1和所述第二毫米波天线阵列2的天线分别安装在所述框架8相对的两边。或者还包括安装所述第一毫米波天线阵列1和所述第二毫米波天线阵列2的天线的框架8，所述框架8为圆柱形，所述第一毫米波天线阵列1和所述第二毫米波天线阵列2的天线分别安装在所述框架相对方向。
本实用新型的技术效果是：构建一种三维成像装置，包括：相对设置的第一毫米波天线阵列1和第二毫米波天线阵列2，连接所述第一毫米波天线阵列1的第一毫米波收发模块3，连接所述第二毫米波天线阵列2的第二毫米波收发模块4，所述第一毫米波天线阵列1和所述第二毫米波天线阵列2之间设置装载的待成像物体或人的载物模块5，驱动所述载物模块5旋转的驱动模块6，进行图像处理的图像处理模块7。本实用新型的三维成像装置，采取了开关天线阵列上下机械带动的平移扫描和环弧状方向扫描相结合的探测方式。能够有效的完成人体全方位的扫描，提高了安检的效率。本实用新型的三维成像装置通过设置相对的天线阵列，然后转动载物模块，带动人体转动，分别对人体的相对两面进行扫描，由于使用了多组天线，扫描速度快，效率高。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种三维成像装置，其特征在于，包括：相对设置的第一毫米波天线阵列和第二毫米波天线阵列，连接所述第一毫米波天线阵列的第一毫米波收发模块，连接所述第二毫米波天线阵列的第二毫米波收发模块，所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列之间设置装载的待成像物体或人的载物模块，驱动所述载物模块旋转的驱动模块，进行图像处理的图像处理模块，所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列分别由多对天线单元分布排列形成，所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列的天线单元呈竖向直线排列，所述天线单元包括发射毫米波的发射天线和接收毫米波的接收天线；所述第一毫米波收发模块向所述第一毫米波天线阵列提供连续频率波，所述第一毫米波天线阵列向所述载物模块的区域发射毫米波，同时，所述第二毫米波收发模块向所述第二毫米波天线阵列提供连续频率波，所述第二毫米波天线阵列向所述载物模块的区域发射毫米波；所述第一毫米波收发模块通过所述第一毫米波天线阵列接收返回的毫米波，所述第二毫米波收发模块通过所述第二毫米波天线阵列接收返回的毫米波；所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列的所述多对天线单元依次按时序发射和接收毫米波，同时，所述载物模块转动以带动装载的待成像物体或人转动，所述图像处理模块接收所述第一毫米波收发模块和所述第二毫米波收发模块接收的毫米波信号。
2.根据权利要求1所述的三维成像装置，其特征在于，所述载物模块旋转120度。
3.根据权利要求1所述的三维成像装置，其特征在于，所述第一毫米波收发模块和所述第二毫米波收发模块提供工作频率范围为10GHz-50GHz的毫米波。
4.根据权利要求1所述的三维成像装置，其特征在于，所述第一毫米波收发模块和所述第二毫米波收发模块的每个工作频点的频率相差为40 MHz到60MHz。
5.根据权利要求1所述的三维成像装置，其特征在于，所述载物模块转动周期为1秒到2秒。
6.根据权利要求1所述的三维成像装置，其特征在于，还包括安装所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列的天线的框架，所述框架为方柱形，所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列的天线分别安装在所述框架相对的两边。
7.根据权利要求1所述的三维成像装置，其特征在于，还包括安装所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列的天线的框架，所述框架为圆柱形，所述第一毫米波天线阵列和所述第二毫米波天线阵列的天线分别安装在所述框架相对方向。
8.根据权利要求1所述的三维成像装置，其特征在于，所述发射天线和接收天线并排横向排列。
9.根据权利要求1所述的三维成像装置，其特征在于，所述发射天线和接收天线并排竖向排列。
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