CN208569066U - 太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统，属于太赫兹检验技术领域，其结构包括太赫兹发射源、太赫兹波导管、太赫兹相机三者组构成太赫兹机柜；太赫兹机柜的太赫兹波导管的发射端穿过的机柜界面设置为工作界面；工作界面与金属反射镜以及旋转转台上空间在水平方向上构成连续波发射、反射、接收的三角关系；数字图像处理及分析模块与计算机连接，通过计算机自动控制或人工介入进行操控，通过计算机记录和反映太赫兹相机的接受波形信号的信息。该太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统可以有效检测薄层状态的人体隐藏物，对于毫米级大小的贵重或危险物品可以有效探测，省略了多个太赫兹源及相机的配置。
Description
技术领域
本实用新型涉及太赫兹检验技术领域，具体地说是一种太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统。
背景技术
目前市场上的人体隐藏物检测系统多采用毫米波作为系统应用电磁波段，对于厚度很薄的人体隐藏物难以检测，所用电磁波段决定并限制了成像的分辨率，其毫米级的分辨率对于很薄的隐藏物及毫米级大小的贵重或危险物品难以探测限制了其应用。再者市场上现有的太赫兹人体隐藏物检测系统多采用多个太赫兹源及相机，调试及安装困难。
发明内容
本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统。
本实用新型的技术方案是按以下方式实现的，该太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统，其结构包括太赫兹发射源、太赫兹波导管、金属反射镜、太赫兹相机和旋转转台，
太赫兹发射源配置连接有太赫兹波导管，太赫兹波导管的发射端朝向金属反射镜，
太赫兹发射源、太赫兹波导管、太赫兹相机三者组构成太赫兹机柜；太赫兹机柜的太赫兹波导管的发射端穿过的机柜界面设置为工作界面；
金属反射镜的镜面背面设置有脊背转轴，脊背转轴配置连接有镜面角度传感器和镜面转向编码器以及镜面转向伺服电机，镜面角度传感器、镜面转向编码器、镜面转向伺服电机三者互联构成金属反射镜伺服角度转向机构；
旋转转台的底部中心配置连接有转台角度传感器和转台转向编码器以及转台伺服电机，转台角度传感器、转台转向编码器、转台伺服电机三者互联构成转台伺服角度转向机构；
金属反射镜伺服角度转向机构和转台伺服角度转向机构分别与数字图像处理及分析模块连接，数字图像处理及分析模块通过控制器输出控制信号分别通过镜面角度传感器、镜面转向编码器以及转台角度传感器、转台转向编码器来控制转向伺服电机和转台伺服电机的伺服正反转，并且使工作界面与金属反射镜以及旋转转台上空间在水平方向上构成连续波发射、反射、接收的三角关系；
数字图像处理及分析模块与计算机连接，通过计算机自动控制或人工介入进行操控，通过计算机记录和反映太赫兹相机的接受波形信号的信息。
太赫兹发射源的频率范围选取350GHZ～650GHZ频段，优选400GHZ频段。
太赫兹波导管采用金属材质，太赫兹波导管的内表面进行光学研磨使得相对太赫兹的反射率大于等于99.999%，太赫兹波导管的发射端采用扁平扇形结构使得出射的太赫兹光束成扁平光束出射，出射角度范围30°～65°。
金属反射镜的镜面材质为金属铝材质，发射镜表面线形为二次曲线，二次曲线的曲面镜面的凹陷面参与太赫兹波导管向旋转转台方向的波反射。
太赫兹相机的扫描帧率5000fps。
太赫兹机柜的工作界面与金属反射镜高度相同。
旋转转台上空间设置为生物体待检测区。
本实用新型与现有技术相比所产生的有益效果是：
该太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统可以有效检测薄层状态的人体隐藏物，对于毫米级大小的贵重或危险物品可以有效探测，省略了多个太赫兹源及相机的配置，利用太赫兹波导管和金属反射镜的作用，构成连续波发射、反射、接收的三角关系；只用一台太赫兹源及相机即可有效检测生物体携带的薄层隐藏物，使调试及安装更加方便和快捷。
该太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统设计合理、结构简单、安全可靠、使用方便、易于维护，具有很好的推广使用价值。
附图说明
附图1是本实用新型的结构示意图；
附图2是本实用新型的结构示意图；
附图3是本实用新型的数字图像处理及分析模块原理图。
附图中的标记分别表示：
1、太赫兹发射源，2、太赫兹波导管，3、金属反射镜，4、被检测生物体（人体），5、太赫兹相机，6、数字图像处理及分析模块，7、计算机，8、旋转转台，
9、镜面角度传感器，10、镜面转向编码器，11、镜面转向伺服电机，12、金属反射镜伺服角度转向机构，
13、转台角度传感器，14、转台转向编码器，15、转台伺服电机，16、转台伺服角度转向机构，
17、工作界面，18、生物体（人体）待检测区，
19、控制器，20、太赫兹机柜。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统作以下详细说明。
如附图所示，本实用新型的太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统，其结构包括太赫兹发射源1、太赫兹波导管2、金属反射镜3、太赫兹相机和旋转转台，
太赫兹发射源1配置连接有太赫兹波导管2，太赫兹波导管的发射端朝向金属反射镜3，
太赫兹发射源1、太赫兹波导管2、太赫兹相机5三者组构成太赫兹机柜20；太赫兹机柜20的太赫兹波导管的发射端穿过的机柜界面设置为工作界面17；
金属反射镜3的镜面背面设置有脊背转轴，脊背转轴配置连接有镜面角度传感器9和镜面转向编码器10以及镜面转向伺服电机11，镜面角度传感器、镜面转向编码器、镜面转向伺服电机三者互联构成金属反射镜伺服角度转向机构12；
旋转转台8的底部中心配置连接有转台角度传感器13和转台转向编码器14以及转台伺服电机15，转台角度传感器、转台转向编码器、转台伺服电机三者互联构成转台伺服角度转向机构16；
金属反射镜伺服角度转向机构和转台伺服角度转向机构分别与数字图像处理及分析模块连接，数字图像处理及分析模块通过控制器19输出控制信号分别通过镜面角度传感器、镜面转向编码器以及转台角度传感器、转台转向编码器来控制转向伺服电机和转台伺服电机的伺服正反转，并且使工作界面与金属反射镜以及旋转转台上空间在水平方向上构成连续波发射、反射、接收的三角关系；
数字图像处理及分析模块6与计算机7连接，通过计算机自动控制或人工介入进行操控，通过计算机记录和反映太赫兹相机的接受波形信号的信息。
太赫兹发射源的频率范围选取350GHZ～650GHZ频段，优选400GHZ频段。
太赫兹波导管采用金属材质，太赫兹波导管的内表面进行光学研磨使得相对太赫兹的反射率大于等于99.999%，太赫兹波导管的发射端采用扁平扇形结构使得出射的太赫兹光束成扁平光束出射，出射角度范围30°～65°。
金属反射镜的镜面材质为金属铝材质，发射镜表面线形为二次曲线，二次曲线的曲面镜面的凹陷面参与太赫兹波导管向旋转转台方向的波反射。
太赫兹相机的扫描帧率5000fps。
太赫兹机柜的工作界面与金属反射镜高度相同。
旋转转台上空间设置为生物体待检测区。
该太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统的工作方式为：太赫兹发射源1发射的太赫兹波经过太赫兹波导管2的整形出射，并经过金属反射镜3的反射扩束入射到人体表面，由于人体组织对太赫兹波的吸收，经过人体反射的回的太赫兹波消失，人体表面隐藏的物品回反射太赫兹波，通过太赫兹相机5的接收将人体隐藏物的反射太赫兹波进行成像，与此同时旋转转台8旋转以此获得整个人体表面的成像。成像后的数据经过数字图像及分析处理模块6的处理将成得的数字图像转换为三维图像并经计算机7进行三维图像显示。
太赫兹发射源，选用频率范围350GHZ～650GHZ频段，出于分辨率及发射功率的要求选用最优的400GHZ频段。
太赫兹波导管，采用金属材质，内表面进行光学研磨使得相对太赫兹的反射率不低于99.999%。采用扁平扇形结构使得出射的太赫兹光束成扁平光束出射，出射角度范围30°～65°。
金属反射镜，将入射的太赫兹光束变为发射角度更大的光束，其材质为金属铝材质，发射镜表面线形为二次曲线。通过扩大光束的角度来覆盖整个人体减少了太赫兹发射源及相机的数量，减少了调试及组装难度。
太赫兹相机，实时采集经过人体表面隐藏物反射的太赫兹波，扫描帧率5000fps,此时人体在旋转转台的旋转带动下，整个人体表面的成像信息将获得收集。
数字图像处理及分析模块将整个人体表面的成像信息与旋转转台的转速信息及人体身高因子参量合并分析得出人体的三维成像图像并最终在计算机上显示。
数字图像处理及分析模块原理：
太赫兹相机数据、旋转转台转速信息、身高因子分别通过计算机及现有支持太赫兹技术的软件进行三维模型构建，最后经计算机综合三维图像输出。
Claims (7)
1.太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统，其特征在于包括太赫兹发射源、太赫兹波导管、金属反射镜、太赫兹相机和旋转转台，
太赫兹发射源配置连接有太赫兹波导管，太赫兹波导管的发射端朝向金属反射镜，
太赫兹发射源、太赫兹波导管、太赫兹相机三者组构成太赫兹机柜；太赫兹机柜的太赫兹波导管的发射端穿过的机柜界面设置为工作界面；
金属反射镜的镜面背面设置有脊背转轴，脊背转轴配置连接有镜面角度传感器和镜面转向编码器以及镜面转向伺服电机，镜面角度传感器、镜面转向编码器、镜面转向伺服电机三者互联构成金属反射镜伺服角度转向机构；
旋转转台的底部中心配置连接有转台角度传感器和转台转向编码器以及转台伺服电机，转台角度传感器、转台转向编码器、转台伺服电机三者互联构成转台伺服角度转向机构；
金属反射镜伺服角度转向机构和转台伺服角度转向机构分别与数字图像处理及分析模块连接，数字图像处理及分析模块通过控制器输出控制信号分别通过镜面角度传感器、镜面转向编码器以及转台角度传感器、转台转向编码器来控制转向伺服电机和转台伺服电机的伺服正反转，并且使工作界面与金属反射镜以及旋转转台上空间在水平方向上构成连续波发射、反射、接收的三角关系；
数字图像处理及分析模块与计算机连接，通过计算机自动控制或人工介入进行操控，通过计算机记录和反映太赫兹相机的接受波形信号的信息。
2.根据权利要求1所述的太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统，其特征在于：太赫兹发射源的频率范围选取350GHZ～650GHZ频段。
3.根据权利要求1所述的太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统，其特征在于：太赫兹波导管采用金属材质，太赫兹波导管的内表面进行光学研磨使得相对太赫兹的反射率大于等于99.999%，太赫兹波导管的发射端采用扁平扇形结构使得出射的太赫兹光束成扁平光束出射，出射角度范围30°～65°。
4.根据权利要求1所述的太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统，其特征在于：金属反射镜的镜面材质为金属铝材质，发射镜表面线形为二次曲线，二次曲线的曲面镜面的凹陷面参与太赫兹波导管向旋转转台方向的波反射。
5.根据权利要求1所述的太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统，其特征在于：太赫兹相机的扫描帧率5000fps。
6.根据权利要求1所述的太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统，其特征在于：太赫兹机柜的工作界面与金属反射镜高度相同。
7.根据权利要求1所述的太赫兹主动式连续波三维人体隐藏物检测系统，其特征在于：旋转转台上空间设置为生物体待检测区。
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