WO2015021791A1 - 毫米波三维全息扫描成像设备及人体或物品检查方法 - Google Patents

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WO2015021791A1
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millimeter wave
transceiver module
wave transceiver
scanning
scan
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PCT/CN2014/075779
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吴万龙
陈志强
李元景
赵自然
沈宗俊
刘以农
桑斌
刘文国
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同方威视技术股份有限公司
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    • G03H1/2202—Reconstruction geometries or arrangements
    • G03H1/2205—Reconstruction geometries or arrangements using downstream optical component
    • G03H2001/2213—Diffusing screen revealing the real holobject, e.g. container filed with gel to reveal the 3D holobject

Definitions

  • the invention relates to the technical field of human body security inspection, in particular to a millimeter wave three-dimensional holographic scanning imaging device and a method for inspecting a human body or an article by using a millimeter wave three-dimensional holographic scanning imaging device. Background technique
  • Millimeter wave imaging technology is mainly divided into passive millimeter wave imaging technology and active millimeter wave imaging technology, while active millimeter wave imaging technology is mainly based on holographic imaging technology.
  • cylindrical scanning imaging technology In the active millimeter-wave three-dimensional holographic imaging technology applied to human body security, cylindrical scanning imaging technology is widely used, but its equipment is bulky and the algorithm is complex, and theoretically its algorithm is obtained after approximation. Therefore, the imaging accuracy cannot be guaranteed.
  • cylindrical scanning can only use a vertical antenna array, the antenna array is long, and there are many antenna units, which greatly increases the cost of the equipment.
  • the active millimeter-wave three-dimensional holographic imaging device with one-sided scanning can only inspect one side of the examinee at a time. To complete the full inspection of the examinee, it is necessary to scan twice, and between the two scans, the examinee needs to turn around. The security check process is more complicated and slower. Summary of the invention
  • An object of the present invention is to provide a millimeter wave three-dimensional holographic scanning imaging apparatus which can realize millimeter wave three-dimensional holographic scanning imaging and simplifies system structure quickly and efficiently.
  • the object of the present invention is also to provide a method for inspecting a human body or an article by using a millimeter wave three-dimensional holographic scanning imaging device, which can realize comprehensive, convenient and quick inspection, and is particularly suitable for each safety inspection of a human body or an object.
  • a millimeter wave three-dimensional holographic scanning imaging apparatus comprising: a first millimeter wave transceiver module, the first millimeter wave transceiver module comprising a first millimeter wave transceiver antenna array for transmitting and receiving a first millimeter wave signal;
  • the second millimeter wave transceiver module comprising a second millimeter wave transceiver antenna array for transmitting and receiving a second millimeter wave signal;
  • the first millimeter wave transceiver module being slidably coupled to the first rail device to be movable along the first rail device to perform a first scan of the object to be tested;
  • the second millimeter wave transceiver module is slidably coupled to the second rail device to be movable along the second rail device to perform a second scan on the object to be tested; And a driving device for driving the first millimeter wave transceiver module to move along the first rail device and/or to drive the second millimeter wave transceiver module to move along the second rail device,
  • the first scan performed by the first millimeter wave transceiver module and the second scan performed by the second millimeter wave transceiver module are both plane scans.
  • direction of the first scan and the direction of the second scan may be the same or opposite.
  • direction of the first scan and the direction of the second scan may be parallel to each other, perpendicular to each other, or inclined at an angle to each other.
  • the movement of the first millimeter wave transceiver module and/or the second millimeter wave transceiver module may be performed in a vertical direction.
  • first scan and the second scan may be performed synchronously or asynchronously.
  • first scan and the second scan may have different scan speeds.
  • the driving device may include a first driving device directly driving the first millimeter wave transceiver module, and the first millimeter wave transceiver module is connected to the first rail device through the first driving device; and/or
  • the driving device may include a second driving device that directly drives the second millimeter wave transceiver module, and the second millimeter wave transceiver module is connected to the second rail device through the second driving device.
  • the millimeter wave three-dimensional holographic scanning imaging apparatus may further include a linkage device, wherein the linkage device is configured to move the first millimeter wave transceiver module and the second millimeter wave transceiver module in association with each other, the driving device The movement of the first millimeter wave transceiver module and the second millimeter wave transceiver module is driven by driving at least one of the linkage, the first millimeter wave transceiver module, and the second millimeter wave transceiver module.
  • first rail device and/or the second rail device may be constituted by a single rail or a plurality of parallel rails.
  • the millimeter wave three-dimensional holographic scanning imaging device further includes: a data processing device, the data processing device being wirelessly or wiredly connected to the first millimeter wave transceiver module and/or the second millimeter wave transceiver module to receive the first millimeter wave transceiver module and/or the second Millimeter wave transceiver module scans data and generates millimeter wave holographic images; and
  • a display device coupled to the data processing device for receiving and displaying millimeter wave holographic images from the data processing device.
  • the data processing device is configured to generate a control signal and send the control signal to the driving device to cause the driving device to drive the first millimeter wave transceiver module and/or the second millimeter wave transceiver module to move;
  • the millimeter wave three-dimensional holographic scanning imaging apparatus further includes control means independent of the data processing apparatus, the control means for generating a control signal and transmitting the control signal to the driving means to drive the driving means The first millimeter wave transceiver module and/or the second millimeter wave transceiver module moves.
  • the first millimeter wave signal and the second millimeter are at least 50% of the time The frequency of the wave signal is different.
  • the first millimeter wave transceiver antenna array and the second millimeter wave transceiver antenna array emit millimeters The moments of the waves are different.
  • a method of inspecting a human body or an article using a millimeter wave three-dimensional holographic scanning imaging apparatus comprising the steps of:
  • the scanning by the first millimeter wave transceiver module and the scanning by the second millimeter wave transceiver module are both plane scans.
  • the scanning by the first millimeter wave transceiver module and the scanning by the second millimeter wave transceiver module may have different scanning speeds. Further, in the whole process of scanning the human body or the object by the first millimeter wave transceiver module and the second millimeter wave transceiver module, the first millimeter wave signal and the first portion are at least 50% of the time The frequency of the two millimeter wave signal is different.
  • the first millimeter wave transceiver antenna array and the second millimeter wave transceiver antenna array The timing of emitting millimeter waves is different.
  • the human body or the article is automatically identified with the suspect and the position of the suspect and the result is output.
  • At least one aspect of the above technical solution of the present invention is capable of realizing biplane scanning of an object to be measured by at least two millimeter wave transceiver modules. This solution improves scanning speed and accuracy, simplifies scanning operations and increases the flexibility of device applications. DRAWINGS
  • FIG. 1 shows a schematic structural view of a millimeter wave three-dimensional holographic scanning imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a flow chart of a human body or article inspection method in accordance with an embodiment of the present invention. detailed description
  • FIG. 1 schematically illustrates a millimeter wave three-dimensional holographic scan imaging apparatus 100 in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the millimeter wave three-dimensional holographic scanning imaging apparatus 100 may include: a first millimeter wave transceiver module 101, a second millimeter wave transceiver module 102, a first rail device 103, a second rail device 104, and driving devices 105a, 105b.
  • the first millimeter wave transceiver module 101 includes a first millimeter wave transceiver antenna array for transmitting and receiving a first millimeter wave signal.
  • the first millimeter wave transceiver module 101 is slidably coupled to the first rail device 103 so as to be movable along the first rail device 103 to perform a first scan of the object 110 to be measured.
  • the second millimeter wave transceiver module 102 includes a second millimeter wave transceiver antenna array for transmitting and receiving a second millimeter wave signal, and is slidably coupled to the second rail device 104 so as to be able to The second rail device 104 moves to perform a second scan on the object to be tested 110.
  • the millimeter wave three-dimensional holographic scanning imaging apparatus 100 can perform simultaneous scanning of two directions in the object 110 to be measured, for example, the front and back sides of the object 110 to be measured (such as a human body or an article) are simultaneously scanned. This can significantly improve the inspection efficiency. For example, when the object to be tested 110 is a human body, the front and back sides of the human body can be simultaneously scanned without the human body turning. This is very helpful for improving the detection efficiency.
  • the first scan performed by the first millimeter wave transceiver module and the second scan performed by the second millimeter wave transceiver module are planar scans instead of cylindrical scans.
  • the millimeter wave holographic imaging algorithm required for planar scanning is simpler and more accurate than cylindrical scanning.
  • planar scan can be performed in any scanning direction (such as vertical, horizontal or oblique, etc.), while the cylindrical scanning can only be performed along an arcuate trajectory in the horizontal direction, and therefore, according to the biplanar scanning scheme of the present invention Flexibility is significantly better than cylindrical scanning in the prior art.
  • FIG. 1 shows the case where the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102 are arranged oppositely, this is not essential, for example, if it is to be from a specific orientation. (For example, the front side or the side of the object to be tested 110, etc.) To obtain a better image effect, the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102 may not be arranged to face each other, but their millimeters The wave signal transmission direction is arranged to have a certain angle.
  • the driving device 105a, 105b is configured to drive the first millimeter wave transceiver module 101 to move along the first rail device 103 and/or drive the second millimeter wave transceiver module 102 to move along the second rail device 104 .
  • a first driving device 105a that directly drives the first millimeter wave transceiver module 101 and a second driving device 105b that directly drives the second millimeter wave transceiver module 102 are shown in FIG. However, these driving means are not always necessary.
  • the millimeter wave three-dimensional holographic scanning imaging apparatus 100 may include only one of these driving means 105a, 105b.
  • these driving devices may operate independently or together, as long as the first millimeter wave transceiver module 101 and/or the second millimeter wave transceiver module 102 can be driven to perform scanning operations. Just fine.
  • the first driving device 105a and/or the second driving device 105b are employed, the first millimeter wave transceiver module 101 may be connected to the first rail device 103 through the first driving device 105a; and/or the second millimeter wave transmitting and receiving The module 102 can be coupled to the second rail device 104 by a second drive device 105b.
  • the direction of the first scan by the first millimeter wave transceiver module 101 and the direction of the second scan by the second millimeter wave transceiver module 102 may be the same. In this case, for example, it is easy to acquire images of different angles of the same portion of the object 110 to be measured in the most timely manner.
  • the direction of the first scan by the first millimeter wave transceiver module 101 and the direction of the second scan by the second millimeter wave transceiver module 102 may also be reversed. This can make them not in the mutually opposite position most of the time during the scanning process, and therefore, the dry between the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102 can be reduced. Disturb.
  • the direction of the first scan by the first millimeter wave transceiver module 101 and the direction of the second scan by the second millimeter wave transceiver module 102 are shown to be parallel to each other in FIG. 1, those skilled in the art should understand This is not essential.
  • the direction of the first scan by the first millimeter wave transceiver module 101 and the direction of the second scan by the second millimeter wave transceiver module 102 may also be perpendicular to each other or inclined to each other.
  • the length of the millimeter wave transmitting and receiving antenna array in the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102 is limited, in practice, in order to utilize the length of the millimeter wave transmitting and receiving antenna array as much as possible to save costs, It is often desirable to determine the scan direction based on the scanned object, especially for elongated objects. For example, the directions of the first scan and the second scan can be set to be changeable to allow the user to adjust the scan direction as needed, which is not possible with cylindrical scanning.
  • the movement of the first millimeter wave transceiver module 101 and/or the second millimeter wave transceiver module 102 can be performed in a vertical direction. This is especially advantageous for scanning an upright human body.
  • the first scan and the second scan may be performed synchronously to simultaneously present a three-dimensional holographic image.
  • the first scan and the second scan can also be performed asynchronously, as different faces of the object 110 to be tested can have different scanning requirements. For example, a finer scan may be required on one side or a certain part of the object to be tested 110, and other parts of the object to be tested 110 may only require a relatively coarse scan. In this case, separate control that is not synchronized may be employed for the first scan and the second scan.
  • the first scan and the second scan may have different scan speeds to accommodate different scanning requirements. Even the scanning speeds of the first scan and the second scan may be continuously varying or intermittently varying.
  • the millimeter wave three-dimensional holographic scan imaging apparatus 100 may further include a linkage for moving the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102 in association with each other.
  • the linkage device may make the movement speeds of the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102 equal or have a certain speed difference, and may also make the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter.
  • the wave transceiver module 102 maintains a certain pitch or phase difference and the like during motion.
  • the linkage device may be realized by a mechanical wire connecting the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102, or may be the first millimeter wave transceiver module 101 and the first through a pneumatic, hydraulic, magnetic field or electrostatic component.
  • the two millimeter wave transceiver module 102 imposes constraints. Even, the linkage can be implemented by the constraints in the drive control signals of the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102.
  • the linkage device can not only realize the motion constraint on the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102, but also improve the stability and reliability of their motion, and even the first millimeter wave transceiver module 101 and the second The millimeter wave transceiver module 102 provides accidental security protection.
  • the driving device may drive the first millimeter wave by driving one or more of the linkage, the first millimeter wave transceiver module 101, and the second millimeter wave transceiver module 102 The movement of the transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102.
  • first rail device 103 and the second rail device 104 can be substantially parallel to each other. However, this is not essential, for example, for the convenience of arrangement, they can also be inclined at a certain angle.
  • first rail device 103 and/or the second rail device 104 may be constructed of a single rail or may be constructed of a plurality of parallel rails. The latter solution can make the movement of the first millimeter wave transceiver module 101 and/or the second millimeter wave transceiver module 102 more stable.
  • the millimeter wave three-dimensional holographic scan imaging apparatus 100 may further include a data processing device 107.
  • the data processing device 107 is wirelessly or wiredly connected to the first millimeter wave transceiver module 101 and/or the second millimeter wave transceiver module 102 (eg, via wire 108) to receive the first millimeter wave transceiver module 101 and/or the second
  • the millimeter wave transceiver module 102 scans the data and generates a millimeter wave hologram image.
  • the millimeter wave three-dimensional holographic scan imaging apparatus 100 may further include a display device 109. Display device 109 is coupled to data processing device 107 for receiving and displaying millimeter wave holographic images from data processing device 107.
  • data processing device 107 is configured to generate a control signal and transmit the control signal to drive devices 105a, 105b to cause said drive device 105a, 105b to drive first millimeter wave transceiver module 101 and/or second millimeter wave transceiver Module 102 moves.
  • the millimeter wave three-dimensional holographic scan imaging apparatus 100 may also include control means independent of the data processing apparatus 107, the control means for generating a control signal and transmitting the control signal to the drive means 105a, 105b The scanning means is implemented by causing the driving means 105a, 105b to drive the first millimeter wave transceiver module 101 and/or the second millimeter wave transceiver module 102.
  • the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102 are the objects to be measured.
  • the whole process of scanning 110 in at least 50% of the time, for example, in a period in which the distance between the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102 is relatively close, it is also possible in the entire scanning process.
  • the first millimeter wave signal transmitted and received by the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave signal transmitted and received by the second millimeter wave transceiver module 102 use different frequencies.
  • the first millimeter wave transceiver antenna in the first millimeter wave transceiver module 101 is in the whole process of scanning the object to be measured 110 by the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102.
  • the second millimeter wave transceiver antenna array in the array and the second millimeter wave transceiver module 102 emits millimeter waves at different times, that is, the millimeter waves are not simultaneously emitted. This can also weaken or avoid signal interference between the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102.
  • the object to be tested 110 (shown as a human body in the figure) is located between the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102.
  • the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102 can respectively scan the front and back sides of the object 110 to obtain data for the data processing device 107 to generate a millimeter wave image.
  • this is not required, and the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102 can scan any face of the object 110 to be tested.
  • the present invention also provides a method of inspecting a human body or an article using a millimeter wave three-dimensional holographic scanning imaging device, as shown in FIG.
  • the method includes:
  • Step 301 placing the human body or article in a position to be tested and placing the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102 at respective scanning start positions;
  • Step 302 Driving the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102 from the respective scan start positions along the first rail device 103 and the second rail device, respectively, by means of the driving devices 105a, 105b, 105c, 105d 104 continuously or intermittently moved to respective scan end positions to complete scanning of the human body or article;
  • Step 303 Send the data collected by the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102 during the scanning process to the data processing device 107 during the scanning process and/or after the scanning is completed;
  • Step 304 The data received by the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102 is processed by the data processing device 107 to generate a millimeter wave holography image of the human body or article.
  • the scan performed by the first millimeter wave transceiver module 101 and the scan performed by the second millimeter wave transceiver module 102 are both plane scans.
  • the scanning by the first millimeter wave transceiver module 101 and the scanning by the second millimeter wave transceiver module 102 may Have the same or different scanning speeds.
  • the frequency division method as described above may also be used in step 302 (the first millimeter wave transceiver module 101 and the second The millimeter wave transceiver module 102 transmits and receives millimeter waves at different frequencies or in a time division manner (the first millimeter wave transceiver module 101 and the second millimeter wave transceiver module 102 emit millimeter waves at different times).
  • the method may further include the step 305: after generating the millimeter wave holography image of the human body or the item, automatically identifying whether the human body or the item has the suspect and the position of the suspect and The result is output. This helps to quickly identify suspects and prevent security risks, which is especially beneficial in applications such as airports and customs that need to quickly determine security risks.

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Abstract

一种毫米波三维全息扫描成像设备（100）及人体或物品检査方法，该设备（100）包括：第一毫米波收发模块（101）；第二毫米波收发模块（102）；第一导轨装置（103），第一毫米波收发模块（101）以能够滑移的方式连接至所述第一导轨装置（103）；第二导轨装置（104），第二毫米波收发模块（102）以能够滑移的方式连接至所述第二导轨装置（104）；驱动装置（105a，105b），用于驱动第一毫米波收发模块（101）沿着所述第一导轨装置（103）移动和/或驱动第二毫米波收发模块（102）沿着所述第二导轨装置（104）移动，其中第一毫米波收发模块（101）进行的第一扫描和第二毫米波收发模块（102）进行的第二扫描都是平面扫描。该设备和方法能够提高扫描速度，简化扫描操作和提高设备应用的灵活性。

Description

毫米波三维全息扫描成像设备及人体或物品检查方法 本申请要求于 2013年 8月 15 日递交的、 申请号为 201310356864.2、 发明名称为
"毫米波三维全息扫描成像设备及人体或物品检查方法" 的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用并入本申请中。 技术领域
本发明涉及人体安检技术领域， 尤其涉及一种毫米波三维全息扫描成像设备及 一种利用毫米波三维全息扫描成像设备对人体或物品进行检查的方法。 背景技术
当前运用最广泛的成像式人体或物品安检技术主要是 X射线成像技术和毫米波 成像技术。 而且毫米波成像技术越来越受到市场的认可。 毫米波成像技术又主要分为 被动式毫米波成像技术和主动式毫米波成像技术， 而主动式毫米波成像技术又以全息 成像技术为主。
运用于人体安检的主动式毫米波三维全息成像技术中， 柱面扫描成像技术运用 较为广泛， 但其设备体积庞大， 算法复杂， 且从理论上来说它的算法就是经过近似处 理后才得出的， 因此无法保证成像精度。 另外， 柱面扫描只能采用竖直的天线阵列， 天线阵列较长， 天线单元较多， 大大抬高了设备的成本。
单面扫描的主动式毫米波三维全息成像设备一次只能检查被检人的一面， 要完 成对被检人的全面检查需要扫描两次， 且这两次扫描之间， 还需要被检人转身， 安检 流程较复杂， 速度较慢。 发明内容
本发明的目的是提供一种毫米波三维全息扫描成像设备， 其能够快速、 高效地 实现毫米波三维全息扫描成像并简化系统结构。
本发明的目的还在于提供一种利用毫米波三维全息扫描成像设备对人体或物品 进行检查的方法， 该方法能够实现全面、 方便、 快捷的检查， 尤其适用于对人体或物 品进行安全检查的各种应用。
为了实现上述发明目的， 本发明的技术方案通过以下方式来实现：
根据本发明的第一方面， 提供一种毫米波三维全息扫描成像设备， 包括： 第一毫米波收发模块， 所述第一毫米波收发模块包括用于发送和接收第一毫米 波信号的第一毫米波收发天线阵列；
第二毫米波收发模块， 所述第二毫米波收发模块包括用于发送和接收第二毫米 波信号的第二毫米波收发天线阵列；
第一导轨装置， 所述第一毫米波收发模块以能够滑移的方式连接至所述第一导 轨装置从而能够沿着所述第一导轨装置移动以对待测对象进行第一扫描；
第二导轨装置， 所述第二毫米波收发模块以能够滑移的方式连接至所述第二导 轨装置从而能够沿着所述第二导轨装置移动以对所述待测对象进行第二扫描； 和 驱动装置， 用于驱动所述第一毫米波收发模块沿着所述第一导轨装置移动和 /或 驱动所述第二毫米波收发模块沿着所述第二导轨装置移动，
其中所述第一毫米波收发模块进行的所述第一扫描和所述第二毫米波收发模块 进行的所述第二扫描都是平面扫描。
进一步地， 所述第一扫描的方向和所述第二扫描的方向可以是相同的或相反 的。
进一步地， 所述第一扫描的方向和所述第二扫描的方向可以是相互平行的、 相 互垂直的或相互成倾斜角的。
进一步地， 所述第一毫米波收发模块和 /或所述第二毫米波收发模块的移动可以 在竖直方向上进行。
进一步地， 所述第一扫描和所述第二扫描可以同步或异步地进行。
进一步地， 所述第一扫描和所述第二扫描可以具有不同的扫描速度。
更进一步地， 所述驱动装置可以包括直接驱动所述第一毫米波收发模块的第一 驱动装置， 所述第一毫米波收发模块通过第一驱动装置连接至第一导轨装置； 和 /或 所述驱动装置可以包括直接驱动所述第二毫米波收发模块的第二驱动装置， 所述第二 毫米波收发模块通过第二驱动装置连接至第二导轨装置。
更进一步地， 所述毫米波三维全息扫描成像设备还可以包括联动装置， 所述联 动装置用于使所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块相互关联地移动， 所述 驱动装置通过驱动所述联动装置、 所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块中 的至少一个来驱动所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块的移动。
更进一步地， 所述第一导轨装置和 /或第二导轨装置可以由单条导轨或多条平行 的导轨构成。
更进一步地， 所述毫米波三维全息扫描成像设备还包括： 数据处理装置， 所述数据处理装置与所述第一毫米波收发模块和 /或所述第二毫 米波收发模块无线连接或有线连接以接收来自第一毫米波收发模块和 /或所述第二毫 米波收发模块的扫描数据并生成毫米波全息图像； 和
显示装置， 所述显示装置与所述数据处理装置相连接， 用于接收和显示来自数 据处理装置的毫米波全息图像。
再进一步地， 所述数据处理装置用于生成控制信号并将控制信号发送给所述驱 动装置以使所述驱动装置驱动所述第一毫米波收发模块和 /或第二毫米波收发模块运 动； 或所述毫米波三维全息扫描成像设备还包括与所述数据处理装置相独立的控制装 置， 所述控制装置用于生成控制信号并将控制信号发送给所述驱动装置以使所述驱动 装置驱动所述第一毫米波收发模块和 /或第二毫米波收发模块运动。
更进一步地， 在第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块一起对待测对象进 行扫描的整个过程中， 在至少 50 %的时间里， 所述第一毫米波信号和所述第二毫米 波信号的频率不同。
更进一步地， 在第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块一起对待测对象进 行扫描的整个过程中， 所述第一毫米波收发天线阵列和所述第二毫米波收发天线阵列 发射毫米波的时刻不同。
根据本发明的另一方面， 提供一种利用毫米波三维全息扫描成像设备对人体或 物品进行检查的方法， 包括以下步骤：
使所述人体或物品处于待测位置并将第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模 块分别置于各自的扫描起始位置；
借助于驱动装置驱动第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块从各自的扫描 起始位置分别沿着第一导轨装置和第二导轨装置连续地或断续地移动至各自的扫描终 止位置以完成对所述人体或物品的扫描；
在扫描过程中和 /或扫描结束后， 将所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发 模块在扫描过程中采集到的数据发送给数据处理装置； 和
利用数据处理装置对接收自所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块的 数据进行处理， 生成所述人体或物品的毫米波全息图像，
其中由所述第一毫米波收发模块进行的扫描和由所述第二毫米波收发模块进行 的扫描都是平面扫描。
进一步地， 由第一毫米波收发模块进行的扫描和由第二毫米波收发模块进行的 扫描可以具有不同的扫描速度。 更进一步地， 在第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块对所述人体或物品 进行扫描的整个过程中， 在至少 50%的时间里， 所述第一毫米波信号和所述第二毫 米波信号的频率不同。
更进一步地， 在第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块对所述人体或物品 进行扫描的整个过程中， 所述第一毫米波收发天线阵列和所述第二毫米波收发天线阵 列发射毫米波的时刻不同。
更进一步地， 在生成所述人体或物品的毫米波全息图像之后， 对所述人体或物 品是否带有嫌疑物以及嫌疑物的位置进行自动识别并将结果输出。
本发明的上述技术方案中的至少一个方面能够通过至少两个毫米波收发模块来 实现对待测对象的双平面扫描。 这种方案可以提高扫描速度和准确性， 简化扫描操作 和提高设备应用的灵活性。 附图说明
图 1 示出根据本发明的实施例的毫米波三维全息扫描成像设备的结构示意图； 和
图 2示出根据本发明的实施例的人体或物品检查方法的流程图。 具体实施方式
下面通过实施例， 并结合附图， 对本发明的技术方案作进一步具体的说明。 在 说明书中， 相同或相似的附图标号表示相同或相似的部件。 下述参照附图对本发明实 施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释， 而不应当理解为对本发明的一 种限制。
图 1示意性地示出根据本发明的一实施例的毫米波三维全息扫描成像设备 100。 该毫米波三维全息扫描成像设备 100可以包括： 第一毫米波收发模块 101、 第二毫米 波收发模块 102、 第一导轨装置 103、 第二导轨装置 104和驱动装置 105a、 105b。 第 一毫米波收发模块 101包括用于发送和接收第一毫米波信号的第一毫米波收发天线阵 列。 而且， 第一毫米波收发模块 101 以能够滑移的方式连接至所述第一导轨装置 103 从而能够沿着所述第一导轨装置 103移动以对待测对象 110进行第一扫描。 同样地， 第二毫米波收发模块 102包括用于发送和接收第二毫米波信号的第二毫米波收发天线 阵列， 并以能够滑移的方式连接至所述第二导轨装置 104从而能够沿着所述第二导轨 装置 104移动以对所述待测对象 110进行第二扫描。 也就是说， 根据本发明的毫米波三维全息扫描成像设备 100可以对待测对象 110 同时进行两个方位的扫描， 例如， 对待测对象 110 (如人体或物品） 的正面和背面同 时进行扫描。 这可以显著地提高检查效率， 比如， 当待测对象 110为人体时， 可以对 人体的正面和背面同时进行扫描， 而无需人体转身。 这对于检测效率的提高很有帮 助。 所述第一毫米波收发模块进行的所述第一扫描和所述第二毫米波收发模块进行的 所述第二扫描都是平面扫描， 而非柱面扫描。 与柱面扫描相比， 平面扫描所需要的毫 米波全息成像算法更为简单和精确。 而且， 平面扫描可以沿着任何扫描方向 （如竖 直、 水平或倾斜等） 进行， 而柱面扫描只能沿着水平方向的弧形轨迹进行， 因此， 根 据本发明的双平面扫描的方案的灵活性明显胜于现有技术中的柱面扫描。
需要说明的是， 虽然图 1 中示出的是第一毫米波收发模块 101 和第二毫米波收 发模块 102相对地布置的情况， 但这不是必须的， 例如， 如果为了从某个特定的方位 (例如待测对象 110的侧前方或侧后方等） 获得更好的图像效果， 可以不将第一毫米 波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102布置成正对的， 而是将它们的毫米波信号 发送方向布置成具有一定的夹角。
驱动装置 105a、 105b用于驱动所述第一毫米波收发模块 101沿着所述第一导轨 装置 103移动和 /或驱动所述第二毫米波收发模块 102沿着所述第二导轨装置 104移 动。 图 1 中示出了直接驱动所述第一毫米波收发模块 101 的第一驱动装置 105a和直 接驱动所述第二毫米波收发模块 102 的第二驱动装置 105b。 然而， 这些驱动装置并 不都是必须的， 例如， 毫米波三维全息扫描成像设备 100 可以仅包括这些驱动装置 105a, 105b 中的一个。 在包括多于一个的驱动装置的情况下， 这些驱动装置可以独 立地工作， 也可以一起协作， 只要能够驱动对第一毫米波收发模块 101 和 /或第二毫 米波收发模块 102以实现扫描动作即可。 在采用上述第一驱动装置 105a和 /或第二驱 动装置 105b的情况下， 第一毫米波收发模块 101可以通过第一驱动装置 105a连接至 第一导轨装置 103 ; 和 /或第二毫米波收发模块 102可以通过第二驱动装置 105b连接 至第二导轨装置 104。
在一示例中， 由第一毫米波收发模块 101 进行的第一扫描的方向和由第二毫米 波收发模块 102进行的第二扫描的方向可以是相同的。 在这种情况下， 例如， 易于最 及时地获取待测对象 110的同一局部的不同角度的图像。 在另一示例中， 由第一毫米 波收发模块 101进行的第一扫描的方向和由第二毫米波收发模块 102进行的第二扫描 的方向也可以是相反的。 这可以使得在扫描过程中它们大部分时间不处于相互正对的 位置， 因此， 可以减小第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102之间的干 扰。
虽然在图 1 中示出由第一毫米波收发模块 101 进行的第一扫描的方向和由第二 毫米波收发模块 102进行的第二扫描的方向是相互平行的， 但是本领域技术人员应当 理解， 这不是必须的， 由第一毫米波收发模块 101进行的第一扫描的方向和由第二毫 米波收发模块 102进行的第二扫描的方向也可以是相互垂直的或相互成倾斜角的。 由 于第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102中的毫米波收发天线阵列的长 度是有限的， 所以在实际中为了尽可能充分地利用毫米波收发天线阵列的长度以节约 成本， 往往期望根据扫描对象来确定扫描方向， 尤其是对于细长的物体。 例如， 所述 第一扫描和所述第二扫描的方向可以设置成能够改变的， 以使使用者根据需要来调整 扫描方向， 而这是圆柱扫描所无法实现的。
在一示例中， 第一毫米波收发模块 101和 /或所述第二毫米波收发模块 102的移 动可以在竖直方向上进行。 这对于扫描直立的人体尤其有利。 所述第一扫描和所述第 二扫描可以同步地进行以同步地呈现三维全息图像。 然而， 所述第一扫描和所述第二 扫描也可以异步地进行， 因为待测对象 110的不同的面可以具有不同的扫描要求。 例 如， 在待测对象 110的某一侧或某个局部可以需要更为精细的扫描， 而待测对象 110 的其他部位可能只需要相对粗略的扫描。 在这种情况下， 对所述第一扫描和所述第二 扫描可以采用不同步的分别的控制。 同样， 所述第一扫描和所述第二扫描也可以具有 不同的扫描速度， 以适应于不同的扫描要求。 甚至所述第一扫描和所述第二扫描的扫 描速度可以是连续变化或间歇变化的。
在一示例中， 毫米波三维全息扫描成像设备 100 还可以包括联动装置， 所述联 动装置用于使所述第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102相互关联地移 动。 例如， 联动装置可以使所述第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102 的运动速度相等或具有一定的速度差， 也可以使所述第一毫米波收发模块 101和第二 毫米波收发模块 102在运动过程中保持一定的间距或相位差等等。 联动装置可以通过 连接所述第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102的机械线带来实现， 也 可以通过气动、 液压、 磁场或静电元件对第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发 模块 102施加约束。 甚至， 联动装置可以通过对第一毫米波收发模块 101和第二毫米 波收发模块 102的驱动控制信号中的约束条件来实现。 联动装置不仅可以实现对第一 毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102的运动约束， 还可以提高它们运动的 稳定性和可靠性， 甚至可以为第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102提 供意外安全防护。 在采用联动装置的情况下， 驱动装置可以通过驱动所述联动装置、 所述第一毫 米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102中的一个或更多个来驱动所述第一毫米 波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102的移动。
在一示例中， 第一导轨装置 103 和所述第二导轨装置 104 可以基本上相互平 行。 然而， 这也不是必须的， 例如为了布置的方便， 它们之间也可以成一定的倾斜角 度。 在一示例中， 第一导轨装置 103 和 /或第二导轨装置 104可以由单条导轨构成， 也可以由多条平行的导轨构成。 后一种方案可以使得第一毫米波收发模块 101 和 /或 所述第二毫米波收发模块 102的移动更为稳定。
在一示例中， 该毫米波三维全息扫描成像设备 100 还可以包括数据处理装置 107。 数据处理装置 107与第一毫米波收发模块 101和 /或第二毫米波收发模块 102无 线连接或有线连接 （例如通过导线 108 ) 以接收来自第一毫米波收发模块 101和 /或所 述第二毫米波收发模块 102的扫描数据并生成毫米波全息图像。 该毫米波三维全息扫 描成像设备 100还可以包括显示装置 109。 显示装置 109与数据处理装置 107相连 接， 用于接收和显示来自数据处理装置 107的毫米波全息图像。
在一示例中， 数据处理装置 107 用于生成控制信号并将控制信号发送给驱动装 置 105a、 105b 以使所述驱动装置 105a、 105b驱动第一毫米波收发模块 101和 /或第 二毫米波收发模块 102运动。 在另一示例中， 毫米波三维全息扫描成像设备 100也可 以包括与所述数据处理装置 107相独立的控制装置， 所述控制装置用于生成控制信号 并将控制信号发送给驱动装置 105a、 105b以使驱动装置 105a、 105b驱动第一毫米波 收发模块 101和 /或第二毫米波收发模块 102实现扫描运动。
为了减小第一毫米波收发模块 101 和第二毫米波收发模块 102 之间的信号干 扰， 在一示例中， 在第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102—起对待测 对象 110进行扫描的整个过程中， 在至少 50%的时间里， 例如在第一毫米波收发模 块 101和第二毫米波收发模块 102之间的距离较近的时段中， 也可以在扫描过程的全 部时间里， 第一毫米波收发模块 101发送和接收的第一毫米波信号和第二毫米波收发 模块 102发送和接收的第二毫米波信号采用不同的频率。
在另一示例中， 在第一毫米波收发模块 101 和第二毫米波收发模块 102—起对 待测对象 110进行扫描的整个过程中， 第一毫米波收发模块 101中的第一毫米波收发 天线阵列和第二毫米波收发模块 102中的第二毫米波收发天线阵列发射毫米波的时刻 不同， 即不同时发射毫米波。 这也可以削弱或避免第一毫米波收发模块 101和第二毫 米波收发模块 102之间的信号干扰。 在图 1示出的示例中， 待测对象 110 (图中示出为人体） 位于第一毫米波收发模 块 101和第二毫米波收发模块 102之间。 第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发 模块 102可以分别对待测对象 110的正面和背面进行扫描以获取数据供数据处理装置 107生成毫米波图像。 然而这不是必须的， 第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收 发模块 102可以对待测对象 110的任何面进行扫描。
本发明还提供了一种利用毫米波三维全息扫描成像设备对人体或物品进行检查 的方法， 如图 2所示。 所述方法包括：
步骤 301 : 使所述人体或物品处于待测位置并将第一毫米波收发模块 101和第二 毫米波收发模块 102分别置于各自的扫描起始位置；
步骤 302: 借助于驱动装置 105a、 105b, 105c, 105d驱动第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102从各自的扫描起始位置分别沿着第一导轨装置 103和 第二导轨装置 104连续地或断续地移动至各自的扫描终止位置以完成对所述人体或物 品的扫描；
步骤 303 : 在扫描过程中和 /或扫描结束后， 将第一毫米波收发模块 101 和第二 毫米波收发模块 102在扫描过程中采集到的数据发送给数据处理装置 107; 和
步骤 304: 利用数据处理装置 107对接收自第一毫米波收发模块 101和第二毫米 波收发模块 102的数据进行处理， 生成所述人体或物品的毫米波全息图像。
在上述步骤 302 中， 所述第一毫米波收发模块 101 进行的扫描和所述第二毫米 波收发模块 102进行的扫描都是平面扫描。
如前文所述， 在第一毫米波收发模块 101 和第二毫米波收发模块 102 的扫描过 程中， 由第一毫米波收发模块 101进行的扫描和由第二毫米波收发模块 102进行的扫 描可以具有相同或不同的扫描速度。
为了减小第一毫米波收发模块 101 和第二毫米波收发模块 102 之间的信号干 扰， 在步骤 302中也可以采用如前所述的频分方式 （第一毫米波收发模块 101和第二 毫米波收发模块 102采用不同的频率发射和接收毫米波） 或时分方式 （第一毫米波收 发模块 101和第二毫米波收发模块 102在不同的时刻发射毫米波）。
在一示例中， 上述方法还可以可选地包括步骤 305: 在生成所述人体或物品的毫 米波全息图像之后， 对所述人体或物品是否带有嫌疑物以及嫌疑物的位置进行自动识 别并将结果输出。 这有助于快速地判别嫌疑物和防范安全风险， 这在机场、 海关等需 要快速判定安全风险的应用中尤其有益。
虽然结合附图对本发明进行了说明， 但是附图中公开的实施例旨在对本发明优 选实施方式进行示例性说明， 而不能理解为对本发明的一种限制。
虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明， 本领域普通技术人员将理 解， 在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下， 可对这些实施例做出改变， 本 发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims

权 利 要 求
1、 一种毫米波三维全息扫描成像设备， 包括：
第一毫米波收发模块， 所述第一毫米波收发模块包括用于发送和接收第一毫米 波信号的第一毫米波收发天线阵列；
第二毫米波收发模块， 所述第二毫米波收发模块包括用于发送和接收第二毫米 波信号的第二毫米波收发天线阵列；
第一导轨装置， 所述第一毫米波收发模块以能够滑移的方式连接至所述第一导 轨装置从而能够沿着所述第一导轨装置移动以对待测对象进行第一扫描；
第二导轨装置， 所述第二毫米波收发模块以能够滑移的方式连接至所述第二导 轨装置从而能够沿着所述第二导轨装置移动以对所述待测对象进行第二扫描； 和 驱动装置， 用于驱动所述第一毫米波收发模块沿着所述第一导轨装置移动和 /或 驱动所述第二毫米波收发模块沿着所述第二导轨装置移动，
其中所述第一毫米波收发模块进行的所述第一扫描和所述第二毫米波收发模块 进行的所述第二扫描都是平面扫描。
2、 根据权利要求 1 所述的毫米波三维全息扫描成像设备， 其特征在于， 所述第 一扫描的方向和所述第二扫描的方向是相同的或相反的。
3、 根据权利要求 1 所述的毫米波三维全息扫描成像设备， 其特征在于， 所述第 一扫描的方向和所述第二扫描的方向是相互平行的、 相互垂直的或相互成倾斜角的。
4、 根据权利要求 1 所述的毫米波三维全息扫描成像设备， 其特征在于， 所述第 一毫米波收发模块和 /或所述第二毫米波收发模块的移动在竖直方向上进行。
5、 根据权利要求 1 所述的毫米波三维全息扫描成像设备， 其特征在于， 所述第 一扫描和所述第二扫描同步或异步地进行。
6、 根据权利要求 1 所述的毫米波三维全息扫描成像设备， 其特征在于， 所述第 一扫描和所述第二扫描具有不同的扫描速度。
7、 根据权利要求 1 -6 中任一项所述的毫米波三维全息扫描成像设备， 其特征在 于， 所述驱动装置包括直接驱动所述第一毫米波收发模块的第一驱动装置， 所述第一 毫米波收发模块通过第一驱动装置连接至第一导轨装置； 和 /或所述驱动装置包括直 接驱动所述第二毫米波收发模块的第二驱动装置， 所述第二毫米波收发模块通过第二 驱动装置连接至第二导轨装置。
8、 根据权利要求 1 -6 中任一项所述的毫米波三维全息扫描成像设备， 其特征在 于， 所述毫米波三维全息扫描成像设备还包括联动装置， 所述联动装置用于使所述第 一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块相互关联地移动， 所述驱动装置通过驱动所 述联动装置、 所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块中的至少一个来驱动所 述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块的移动。
9、 根据权利要求 1 -6 中任一项所述的毫米波三维全息扫描成像设备， 其特征在 于， 所述第一导轨装置和 /或第二导轨装置由单条导轨或多条平行的导轨构成。
1 0. 根据权利要求 1 -6中任一项所述的毫米波三维全息扫描成像设备， 还包括： 数据处理装置， 所述数据处理装置与所述第一毫米波收发模块和 /或所述第二毫 米波收发模块无线连接或有线连接以接收来自第一毫米波收发模块和 /或所述第二毫 米波收发模块的扫描数据并生成毫米波全息图像； 和
显示装置， 所述显示装置与所述数据处理装置相连接， 用于接收和显示来自数 据处理装置的毫米波全息图像。
11 . 根据权利要求 10 所述的毫米波三维全息扫描成像设备， 其特征在于， 所述 数据处理装置用于生成控制信号并将控制信号发送给所述驱动装置以使所述驱动装置 驱动所述第一毫米波收发模块和 /或第二毫米波收发模块运动； 或所述毫米波三维全 息扫描成像设备还包括与所述数据处理装置相独立的控制装置， 所述控制装置用于生 成控制信号并将控制信号发送给所述驱动装置以使所述驱动装置驱动所述第一毫米波 收发模块和 /或第二毫米波收发模块运动。
1 2. 根据权利要求 1 -6中任一项所述的毫米波三维全息扫描成像设备， 其特征在 于， 在第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块一起对待测对象进行扫描的整个过 程中， 在至少 50 %的时间里， 所述第一毫米波信号和所述第二毫米波信号的频率不 同。
13. 根据权利要求 1 -6中任一项所述的毫米波三维全息扫描成像设备， 其特征在 于， 在第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块一起对待测对象进行扫描的整个过 程中， 所述第一毫米波收发天线阵列和所述第二毫米波收发天线阵列发射毫米波的时 刻不同。
14. 一种利用毫米波三维全息扫描成像设备对人体或物品进行检查的方法， 包括 以下步骤：
使所述人体或物品处于待测位置并将第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模 块分别置于各自的扫描起始位置；
借助于驱动装置驱动第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块从各自的扫描 起始位置分别沿着第一导轨装置和第二导轨装置连续地或断续地移动至各自的扫描终 止位置以完成对所述人体或物品的扫描；
在扫描过程中和 /或扫描结束后， 将所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发 模块在扫描过程中采集到的数据发送给数据处理装置； 和
利用数据处理装置对接收自所述第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块的 数据进行处理， 生成所述人体或物品的毫米波全息图像，
其中由所述第一毫米波收发模块进行的扫描和由所述第二毫米波收发模块进行 的扫描都是平面扫描。
15. 根据权利要求 14所述的方法， 其特征在于， 由第一毫米波收发模块进行的 扫描和由第二毫米波收发模块进行的扫描具有不同的扫描速度。
16. 根据权利要求 14或 15所述的方法， 其特征在于， 在第一毫米波收发模块 和第二毫米波收发模块对所述人体或物品进行扫描的整个过程中， 在至少 50 %的时 间里， 所述第一毫米波信号和所述第二毫米波信号的频率不同。
17. 根据权利要求 14或 15所述的方法， 其特征在于， 在第一毫米波收发模块 和第二毫米波收发模块对所述人体或物品进行扫描的整个过程中， 所述第一毫米波收 发天线阵列和所述第二毫米波收发天线阵列发射毫米波的时刻不同。
1 8. 根据权利要求 14或 1 5所述的方法， 其特征在于， 在生成所述人体或物品 的毫米波全息图像之后， 对所述人体或物品是否带有嫌疑物以及嫌疑物的位置进行自
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