CN212207699U - 基于毫米波成像的安检装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于毫米波成像的安检装置，其特征在于：所述基于毫米波成像的安检装置包括：至少一个毫米波检测部，用于对人体进行毫米波检测；移动部，与所述毫米波检测部相连接，用于限定毫米检测部的移动轨迹；所述移动部的移动轨迹呈封闭状且移动轨迹所在平面垂直于水平面；驱动部，与所述移动部相连接，提供所述移动部的驱动力；其中，所述移动部包含有：夹持部，用于固定毫米波检测部；封闭式轨迹带，用于提供所述毫米波检测部的移动轨迹；所述驱动部驱动所述封闭式轨迹带进行周期性往复运动。本实用新型所达到的有益效果：提供一种利用毫米波进行安检的设备，大大地提高安检的准确率以及效率。

Description

基于毫米波成像的安检装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于毫米波成像的安检装置。

背景技术

现有的安检设备主要还是以x光为主，在人流量比较大的场所，诸如火车站、机场等等，还是需要采用机检结合人检的方式，这种方式不仅效率低下，成本也很高，对于这种人流量大的场所非常不适用，同时由于人检的存在，误检率很高。

实用新型内容

一种基于毫米波成像的安检装置，其特征在于：

基于毫米波成像的安检装置包括：

至少一个毫米波检测部，用于对人体进行毫米波检测；

移动部，与毫米波检测部相连接，用于限定毫米检测部的移动轨迹；移动部的移动轨迹呈封闭状且移动轨迹所在平面垂直于水平面；

驱动部，与移动部相连接，提供移动部的驱动力；

其中，移动部包含有：

夹持部，用于固定毫米波检测部；

封闭式轨迹带，用于提供毫米波检测部的移动轨迹；

驱动部驱动封闭式轨迹带进行周期性往复运动。

进一步地，基于毫米波成像的安检装置还包括：

侧部框架，顶箱和踩踏部；

其中，

侧部框架分为左框架和右框架；

左框架、顶箱、右框架和踩踏部依次首尾连接，形成门状结构，将移动部和毫米波检测部完全包裹在自身内部。

进一步地，侧部框架还包括面板；

面板的介电常数范围为（1,1.1）。

进一步地，踩踏部包括：

足底探测器，用于检测是否有人体在检查设备中进行安检。

进一步地，踩踏部还包括：

传动部，位于足底探测器的底部，带动足底探测器一同沿进入检查设备的方向进行传动。

进一步地，踩踏部还包括：

转动部，位于足底探测器与传动部之间；在传动部传动过程中，转动部带动足底探测器转动，且转动部的转动角度不少于360度。

进一步地，毫米波检测部包括：

毫米波发射部，用于发射毫米波；

毫米波接受部，用于接受来自同一个毫米波检测部中的毫米波发射部发射的毫米波。

进一步地，毫米波检测部包括：

第一毫米波检测部，位于左框架内部；

第二毫米波检测部，位于右框架内部；

第一毫米波检测部位于左框架底部时，第二毫米波检测部位于右框架顶部；第一毫米波检测部位于左框架顶部时，第二毫米波检测部位于右框架底部。

进一步地，轨迹带包括：

同步带，与夹持部相连接；

导轨，位于同步带上，用于供夹持部与同步带同步移动；

同步带通过同步轮与驱动部相连接。

进一步地，基于毫米波成像的安检装置还包括：

监控设备，位于门状结构上，用于对检查设备内部的人体安检过程进行监控；

显示模块，与监控设备以及毫米波检测部相连接，用于显示检测结果。

本实用新型所达到的有益效果：提供一种利用毫米波进行安检的设备，大大地提高安检的准确率以及效率。

附图说明

图1是毫米波成像装置的外部结构示意图；

图2是图1的背面结构示意图；

图3是图1的内部结构俯视图；

图4是毫米波成像装置的外部图；

图5是毫米波成像装置的内部结构示意图；

图6是毫米波成像装置沿B-B的剖面结构示意图；

图7是安检系统的整体结构示意图；

图8是安检系统内部移动部的结构示意图；

图9是安检系统的侧部结构展示图；

图10是安检系统的部分结构示意图；

图11是安检系统的侧面框架示意图；

图12是安检系统中移动部以及顶箱的结构示意图；

图13是图12的仰视结构示意图；

图14是安检系统的底部剖面图；

图15是安检系统的另一种底部剖面图。

图中附图标记的含义：

100-毫米波安全检测装置，101-保护罩，102-壳体，103-连接部，110-快速调频信号源（发射），111-毫米波多通道发射机组件，113-电源板，114--毫米波多通道接收机组件，115-快速调频信号源（接收），116-中频差分IQ接收组件，117-电源适配器模块，118-毫米波发射部，119-毫米波接收部，210-移动部，211-夹持部，212-轨迹带，213-同步带，214-导轨，215-同步轮，220-驱动部，230-侧部框架，231-顶箱，232-踩踏部，233-面板，234-足底探测器，235-传动部，240-监控设备，250-显示模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

本技术方案所涉及的毫米波成像装置用于发射并接受毫米波，以实现对前方物体或者人体的检测，主要可以应用于安检领域。

如图3所示，本方案中的毫米波成像装置采用一个对称结构，包括机箱壳体以及位于机箱内部的电源板。机箱采用对称结构，分为左区域和右区域，其中左区域和右区域内部的结构完全对称，均包括锁相环以及控制模块。

机箱的中部外侧设置有夹持区域，以用于与外部结构相连接，且在本装置的运动过程中，由于对称结构的存在，能够提高整个运动过程中的稳定性。本实施例中，中间部位采用一个凹形结构，凹部作为连接部，用于与外部结构相连接，在毫米波成像装置移动过程中，凹部作为一个移动轴心，能够使得两侧处于一个平衡的位置。

此外，为了便于本装置的运输，在毫米波发射部以及毫米波接收部的前端（即发射端和接收端）设置有一个天线面板，即保护罩，在运输中起到保护作用，防止天线被破坏，在使用时天线面板会去掉，本实施例中天线面板的材料为6061合金，尺寸只要能够完全罩住发射端和接收端即可，可以通过螺丝可拆卸式的安装在本装置上即可。

附图3中，从左至右依次为，快速调频信号源（发射），毫米波多通道发射机组件，组成了即毫米波发射部，正中间的为电源板，右侧包括了：毫米波多通道接收机组件，快速调频信号源（接收）组成了毫米波接收部。毫米波多通道发射机组件的背面是中频差分IQ接收组件，毫米波多通道接收机组件的背面是FPGA控制板（控制板很薄，因此俯视图中未能看清），快速调频信号源（接收）的背面是电源适配器模块。

如图所示，本实施例中机箱采用长方体结构，在长方体的一条长面上，横置有阵列形式的毫米波发射部以及毫米波接收部。毫米波发射部和毫米波接收部的结构在长度以及分布上完全一样，两者并列平行放置，以使得毫米波接收部能够较好地接受毫米波发射部发出的毫米波。

本实施例中，毫米波发射部和毫米波接收部的发射或者接受的方向必须相互平行。此外，本方案中所采用的发射线阵和接收线阵，天线之间的尺寸不能改变，模块数量可增加不可减少，上下位置可进行互换，但不能间隔互换，必须整体进行上下互换。

毫米波成像装置的工作流程如下：

首先，发射锁相环和接收锁相环分别产生频率为f1和f2的信号，分别供给发射机和接收机做本振。发射机将本振信号倍频后，通过发射天线发送出去。该信号打到目标物身上后反射回来，被接收天线接收。接收天线接收到的信号给接收机做射频，结合之前输入给接收机的本振信号，接收机可以混频出中频信号。该中频信号传入中频模块后，进行一系列放大滤波，最终到达数据采集模块（FPGA控制板），进行数模转换和存储。

利用上述毫米波成像装置，可以在安检方面有崭新的突破，形成一个基于毫米波成像的安检装置。

作为一个具体的实施例，基于毫米波成像的安检装置包括：

至少一个毫米波检测部，用于对人体进行毫米波检测；

移动部，与毫米波检测部相连接，用于限定毫米检测部的移动轨迹。移动部的移动轨迹呈封闭状且移动轨迹所在平面垂直于水平面。

这里移动部的移动通过对应的驱动部来进行驱动，在移动部的带动下，毫米波检测部可以对待检测的人体或者部件进行全方面的检测。

作为一个具体的实施例，本结构中采用两组毫米波检测部，相对设置，以检测人体为例，能够全方位的检测人体的前面和后面。

两组毫米波检测部检测时，由于毫米波检测部位于同一个移动部上，在驱动部驱动封闭式轨迹带进行周期性往复运动的情况下，两组呈现一上一下的运动方式，两组的交汇处只有位于中部的位置，从而使得交汇的时间最短，对于相互的干扰最小。

作为一个具体的实施例，移动部包括了：

夹持部，用于固定毫米波检测部，用于夹持毫米波检测部的中部，以使得整个毫米波检测部在上下移动过程中的稳定性。

封闭式轨迹带，用于提供毫米波检测部的移动轨迹，加持部固定在同步带上，为了避免同步带在长期使用时与加持部发生一些磨损，在同步带上设置了导轨，用于限位加持部的移动，使得加持部的移动能够在同一个平面内进行，不发生任何轨迹的偏移，也降低对于同步带的影响。

此外，驱动部上通过同步轮与同步带相连接，驱动部通过驱动同步轮的运转能够精确地控制同步带的运动，从而实现毫米波检测部的精确控制。

在控制方面，驱动部通过设定驱动电机的转动速度以及转动方向对同步轮实现一个往复运动的控制，具体的转动速度以及转动周期可以根据实际的检测需求进行调节，由于整个移动部内时采用的一个封闭式的同步带，使得两侧的毫米波检测部的运动能够保持一致，即使是长期的检测过程下，两侧的毫米波检测部的运动位置也依旧能够保持一致。本实施例中，驱动部带动毫米波检测部进行检测时的速率不超过2s。

作为一个具体的实施例，本检测装置还包括一个外置的整体框架，包括侧部框架，顶箱和踩踏部，形成一个截面为门状的通道。

本实施例中将侧部框架分为左框架和右框架，第一毫米波检测部位于左框架内部，第二毫米波检测部位于右框架内部。第一毫米波检测部位于左框架底部时，第二毫米波检测部位于右框架顶部。第一毫米波检测部位于左框架顶部时，第二毫米波检测部位于右框架底部。

左框架、顶箱、右框架和踩踏部依次首尾连接，形成门状结构，将移动部和毫米波检测部完全包裹在自身内部。两组毫米波检测部完的移动轨迹所形成的平面与左框架或者右框架所在的平面平行。

其中，侧部框架还包括面板，面板的材质以及厚度有一定的要求，需要尽可能的降低对毫米波的干扰，从而才能够实现对于人体的检测准确度，本实施例中面板的材选择材料P260，总体上选材时材料的介电常数尽可能接近于1（也就是空气的介电常数）。

作为一个具体的实施例，踩踏部的中部设置有一个限位结构，用于提醒过检人员站在该处，限位结构可以采用凹形或者凸形足状结构。在限位结构的下内嵌有足底探测器，用于检测是否有人体在检查设备中进行安检。

足底探测器的存在可以及时地启动移动部，使得毫米波检测部能够及时地进行安全监测，同时能够起到一定的节能作用。

作为另一个具体的实施例，踩踏部还可以包括自动移动的功能。

通过在足底探测器的底部设置有传动部，传动部带动足底探测器一同沿进入检查设备的方向进行传动。传动部在踩踏部内做往复运动，使得足底探测器能够在踩踏部上进行来回的往复运动，从而使得过检人员可以直接站在踩踏部上就能够被传动部自动移至另一端，整个过程实现自动化的检测，不需要过检人员在检测区域判断是否驻留时间合格。这一块的结构可以采用类似于机场内部的水平传送扶梯的结构。

作为另一个具体的实施例，踩踏部还可以包括自动旋转的功能。

通过在足底探测器上设置转动部，转动部带动足底探测器转动，转动的范围至少超过90度，以使得过检人员的侧面可以直面毫米波检测部，进而实现一个360度无死角的全方位检测，提高安检的质量。

此外，可以将上述两个实施例进行结合，将转动部设置在传动部与足底探测器之间，实现转动+传送的双重功能，这样过检人员只需要站在限位结构上就能够实现全方位的自动检测。

作为一个具体的实施例，在门状结构的入口处可以设置有监控设备，以采用摄像头为例，摄像头位于门状结构的顶部或者靠近入口或出口一侧的上部，以用于从高处向下监控，防止过检人员的肩部或者头部等部位有任何的小动作，提高检测的质量。

在整个机框外部设置有显示模块，与监控设备以及毫米波检测部相连接，用于显示检测结果。

作为一个具体的实施例，在机框结构的入口端，可以设置有信号接收部，用于监测过检人员的高度，从而可以对毫米波检测部的一个移动距离实现控制。

比如，以过检人员的高度为1.6m为例，对于毫米波检测部来说，其内部的毫米波发射端的最高发射高度只要略高于1.6m即可，不需要一直运动到最高处，因此在驱动部中设置一个控制器，通过入口端的信号接收部来实时检测过检人员或者过检物体的高度，将高度数据直接传输到控制器中，控制器通过简单地数据处理直接得到该数据所对应的电机的转动周期，进而控制了毫米波检测部的运动距离，降低了整个设备的运转距离，不仅可以降低能耗，还能够提高耐久度。

本实施例中信号接收部可以采用红外线结构，更简单地可以以固定间距在入口处设置有若干个高度等间距分布的红外线发射部，当过检人员一进入的瞬间，下方的若干个红外线发射部均被遮挡住，此时最低的一个未被遮挡的红外线发射部所对应的高度就是当前毫米波检测部可以采用的检测距离。这样的结构在于控制器不需要进行复杂的运算，只需要将对应高度的数据直接调出后控制到驱动部中的电机即可。

作为一个具体的实施例，本方案中显示模块还对应有数据库，包含了毫米波对不同物件的发射情况，根据毫米波接收部所接受到的数据情况，能够判断出所对应毫米波检测的对应位置可能的物品，通过大量的数据测试形成数据库，当进行实地的使用时，毫米波检测部能够直接根据所接收到的数据从数据库中调出同样的数据，进而可以直接在显示模块上显示出相关的信息，更加直观，也能够提高安检工作人员的工作效率。

作为一个具体的实施例，本方案还可以设置有报警装置，与显示模块相连接，一旦出现违禁物品或者未知物品，及时发生警报。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于毫米波成像的安检装置，其特征在于：

所述基于毫米波成像的安检装置包括：

至少一个毫米波检测部，用于对人体进行毫米波检测；

移动部，与所述毫米波检测部相连接，用于限定毫米检测部的移动轨迹；所述移动部的移动轨迹呈封闭状且移动轨迹所在平面垂直于水平面；

驱动部，与所述移动部相连接，提供所述移动部的驱动力；

其中，所述移动部包含有：

夹持部，用于固定毫米波检测部；

封闭式轨迹带，用于提供所述毫米波检测部的移动轨迹；

所述驱动部驱动所述封闭式轨迹带进行周期性往复运动。

2.根据权利要求1所述的基于毫米波成像的安检装置，其特征在于：

所述基于毫米波成像的安检装置还包括：

侧部框架，顶箱和踩踏部；

其中，

所述侧部框架分为左框架和右框架；

所述左框架、顶箱、右框架和踩踏部依次首尾连接，形成门状结构，将所述移动部和毫米波检测部完全包裹在自身内部。

3.根据权利要求2所述的基于毫米波成像的安检装置，其特征在于：

所述侧部框架还包括面板；

所述面板的介电常数范围为(1,1.1)。

4.根据权利要求2所述的基于毫米波成像的安检装置，其特征在于：

所述踩踏部包括：

足底探测器，用于检测是否有人体在检查设备中进行安检。

5.根据权利要求4所述的基于毫米波成像的安检装置，其特征在于：

所述踩踏部还包括：

传动部，位于所述足底探测器的底部，带动所述足底探测器一同沿进入检查设备的方向进行传动。

6.根据权利要求5所述的基于毫米波成像的安检装置，其特征在于：

所述踩踏部还包括：

转动部，位于所述足底探测器与传动部之间；在所述传动部传动过程中，转动部带动足底探测器转动，且转动部的转动角度不少于360度。

7.根据权利要求2所述的基于毫米波成像的安检装置，其特征在于：

所述毫米波检测部包括：

毫米波发射部，用于发射毫米波；

毫米波接受部，用于接受来自同一个毫米波检测部中的毫米波发射部发射的毫米波。

8.根据权利要求7所述的基于毫米波成像的安检装置，其特征在于：

所述毫米波检测部包括：

第一毫米波检测部，位于所述左框架内部；

第二毫米波检测部，位于所述右框架内部；

所述第一毫米波检测部位于左框架底部时，第二毫米波检测部位于右框架顶部；所述第一毫米波检测部位于左框架顶部时，第二毫米波检测部位于右框架底部。

9.根据权利要求2所述的基于毫米波成像的安检装置，其特征在于：

所述轨迹带包括：

同步带，与所述夹持部相连接；

导轨，位于所述同步带上，用于供所述夹持部与同步带同步移动；

所述同步带通过同步轮与驱动部相连接。

10.根据权利要求2所述的基于毫米波成像的安检装置，其特征在于：

所述基于毫米波成像的安检装置还包括：

监控设备，位于门状结构上，用于对检查设备内部的人体安检过程进行监控；

显示模块，与所述监控设备以及毫米波检测部相连接，用于显示检测结果。

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