WO2020134333A1 - 毫米波/太赫兹波成像设备及人体或物品检测方法 - Google Patents

毫米波/太赫兹波成像设备及人体或物品检测方法 Download PDF

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WO2020134333A1
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赵自然
游�燕
陈志强
李元景
马旭明
武剑
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Tsinghua University
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Tsinghua University
Nuctech Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers

Definitions

  • the present disclosure relates to the technical field of security inspection, in particular to a millimeter wave/terahertz wave imaging device and a method for detecting a human body or an article using the millimeter wave/terahertz wave imaging device.
  • the human body security technology based on millimeter wave/terahertz wave has unique advantages. It can detect the human body by detecting the millimeter wave/terahertz wave radiation of the target itself to perform security inspection (without active radiation), and use the millimeter wave/terahertz wave The penetrating ability enables detection of hidden dangers. According to different imaging systems, millimeter wave and terahertz wave imaging technologies can be divided into focal plane imaging systems and mechanical scanning-based imaging systems.
  • the millimeter wave terahertz camera based on focal plane imaging technology uses complex technology and requires special equipment.
  • the basic principle is to simultaneously image different positions of the target through numerous element antennas distributed on the focal plane and appropriate reflectors and lenses.
  • the NGC system of Northrop Grumman Company in the United States uses a focal plane array antenna to achieve real-time imaging, but the system is complicated.
  • the NGC system has a horizontal field resolution of 15° and a vertical 10° field of view resolution of 0.5°, and requires 1040. detector.
  • the current mainstream solution is to scan and image the entire field of view with a one-dimensional linear detector array plus mechanical scanning.
  • a typical detector is linearly distributed and when the detector is conically scanned, the linear arrangement of the detector results in a much lower sampling density of the image in the middle of the field of view than the edge, and the edge area is a place we are less concerned about than the center area. . Furthermore, with such an arrangement, rotating the image (without rotating the entire camera) may result in the loss of some potential information.
  • the purpose of the present disclosure is to solve at least one aspect of the above-mentioned problems and defects existing in the prior art.
  • a millimeter wave/terahertz wave imaging device which includes: a quasi-optical component, a millimeter wave/terahertz wave detector array, and a reflector adjustment device,
  • the quasi-optical component is suitable for reflecting and converging the millimeter wave/terahertz wave spontaneously radiated or reflected by the object to be inspected to the millimeter wave/terahertz wave detector array, and includes suitable for receiving and reflecting from the object to be inspected Reflector of the beam;
  • the millimeter wave/terahertz wave detector array is adapted to receive the beam from the quasi-optical assembly
  • the reflecting plate adjusting device is adapted to adjust the movement of the reflecting plate so that the envelope of the scanning trajectory formed on the field of view of the object under inspection is circular or oval-like, and includes:
  • a rotation mechanism the rotation mechanism is adapted to drive the reflection plate to reciprocate in the horizontal direction, so that the reflection plate spontaneously radiates or reflects a beam back to a portion of the object under inspection at different horizontal positions of the field of view To reflect, and
  • a pitch swing mechanism the pitch swing mechanism is adapted to drive the pitch swing of the reflection plate in the vertical direction, so that the reflection plate spontaneously radiates a portion of the inspected object at different vertical positions of the field of view Or the reflected beam is reflected.
  • a method for detecting a human body or article using a millimeter wave/terahertz wave imaging device includes the following steps:
  • Step S1 The rotating mechanism drives the reflection plate to swing back and forth in the horizontal direction, while the tilting oscillation mechanism drives the reflection plate to tilt and swing in the vertical direction, so that the envelope of the scanning trajectory formed on the field of view of the object to be inspected is similar Round or oval-like;
  • Step S2 Send the scan data obtained by the millimeter wave/terahertz wave detector array to the object to be detected to the data processing device;
  • Step S3 Reconstruct the scan data using a data processing device to generate a millimeter wave/terahertz wave image of the subject.
  • a millimeter wave/terahertz wave imaging device which includes: a quasi-optical component, a millimeter wave/terahertz wave detector array, and a reflector adjustment device,
  • the quasi-optical component is suitable for reflecting and converging the millimeter wave/terahertz wave spontaneously radiated or reflected by the object to be inspected to the millimeter wave/terahertz wave detector array, and includes suitable for receiving and reflecting from the object to be inspected Reflector of the beam;
  • the millimeter wave/terahertz wave detector array is adapted to receive the beam from the quasi-optical assembly
  • the reflector adjustment device includes:
  • Rotating mechanism the rotating mechanism is suitable for driving the reflecting plate to rotate in the horizontal direction, so that the reflecting plate reflects the spontaneously radiated or reflected beams of the part of the inspected object at different horizontal positions in the field of view ,with
  • a pitch swing mechanism the pitch swing mechanism is adapted to drive the reflection plate to pitch and swing in the vertical direction, so that when the reflection plate rotates by a certain angle under the driving of the rotation mechanism, the pitch swing mechanism drives the
  • the reflecting plate is tilted and tilted in the vertical direction, so that the reflecting plate reflects the spontaneously radiated or reflected beams of the part of the object to be inspected at different vertical positions in the field of view.
  • a method for detecting a human body or an article using a millimeter wave/terahertz wave imaging device includes the following steps:
  • Step S1 Each time the rotating mechanism drives the reflecting plate to rotate by a certain angle in the horizontal direction, the tilting and swinging mechanism drives the reflecting plate to swing N v times in the vertical direction, so as to sequentially place the inspected object at different vertical positions of the field of view The spontaneously radiated or reflected millimeter wave/terahertz wave is reflected, and the rotating mechanism drives the reflecting plate to rotate N h times in the horizontal direction to sequentially spontaneously part of the inspected object located at different horizontal positions of the field of view The millimeter wave/terahertz wave radiated or reflected back is reflected;
  • Step S2 Send the scan data obtained by the millimeter wave/terahertz wave detector array to the object to be detected to the data processing device;
  • Step S3 Reconstruct the scan data using the data processing device to generate a millimeter wave/terahertz wave image of the subject.
  • a millimeter wave/terahertz wave imaging device which includes: a quasi-optical component, a millimeter wave/terahertz wave detector array, and a reflector adjustment device,
  • the quasi-optical component is suitable for reflecting and converging the millimeter wave/terahertz wave spontaneously radiated or reflected by the subject to the millimeter wave/terahertz wave detector array, and includes a plurality of The reflection plate of the beam of the inspection object, the angle between the plurality of reflection plates and the normal of the field of view where the object to be inspected is different, and the angle between the plurality of reflection plates and the horizontal plane is different;
  • the millimeter wave/terahertz wave detector array is adapted to receive the beam from the quasi-optical assembly
  • the reflecting plate adjusting device includes a rotating mechanism adapted to drive a plurality of the reflecting plates to rotate in the horizontal direction, so that the plurality of reflecting plates are located in Parts of the vertical position of the field reflect spontaneously or reflected beams.
  • a method for detecting a human body or article using a millimeter wave/terahertz wave imaging device includes the following steps:
  • Step S1 The rotating mechanism drives a plurality of reflecting plates to rotate in the horizontal direction, so that the plurality of reflecting plates sequentially spontaneously radiate or reflect a beam of millimeter waves/terahertz to a portion of the object to be inspected at different vertical positions in the field of view Waves reflect
  • Step S2 Send the scan data obtained by the millimeter wave/terahertz wave detector array to the object to be detected to the data processing device;
  • Step S3 Reconstruct the scan data using a data processing device to generate a millimeter wave/terahertz wave image of the subject.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of a millimeter wave/terahertz wave imaging device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a schematic front view of a reflection plate adjusting device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3 is a schematic side view of the reflecting plate adjusting device shown in FIG. 2;
  • FIG. 4 is a schematic diagram of the principle of a millimeter wave/terahertz wave imaging device according to the present disclosure
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a turntable driving signal and a pitching driving signal according to an embodiment of the present disclosure and their combined effects;
  • Fig. 6 is a millimeter wave/terahertz wave detector array uniformly distributed in a circular ring and its corresponding scanning trajectory and sampling statistics;
  • FIG. 7 is a millimeter wave/terahertz wave detector array with a circular ring inserted horizontally and its corresponding scanning trajectory and sampling statistics;
  • Figure 8 is a millimeter wave/terahertz wave detector array with a regular diamond ring uniformly distributed and its corresponding scanning trajectory and sampling statistics;
  • 9 is a millimeter wave/terahertz wave detector array with a regular diamond-shaped ring inserted horizontally and its corresponding scanning trajectory and sampling statistics;
  • Fig. 10 is a millimeter wave/terahertz wave detector array uniformly distributed in a flat diamond ring and its corresponding scanning trajectory and sampling statistics;
  • Fig. 11 is a millimeter wave/terahertz wave detector array with a flat diamond-shaped ring inserted horizontally and its corresponding scanning trajectory and sampling statistics;
  • Figure 12 is a linearly distributed millimeter wave/terahertz wave detector array and its corresponding scanning trajectory and sampling statistics
  • FIG. 13 is a flowchart of a method for detecting a human body or an article using a millimeter wave/terahertz wave imaging device according to the present disclosure.
  • FIG. 14 is a schematic diagram of a matching manner of the rotation movement of the reflecting plate and the pitch swing according to an embodiment of the present disclosure
  • 15 is a schematic diagram of another manner of cooperation between the rotation movement of the reflecting plate and the pitch swing according to an embodiment of the present disclosure
  • 16 is a flowchart of a method for detecting a human body or an object using a millimeter wave/terahertz wave imaging device according to the present disclosure.
  • FIG. 17 is a schematic diagram of the tilting of the reflector and the vertical range of the field of view according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 19 is a schematic diagram of the operation of the millimeter wave/terahertz wave imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 20 is a schematic diagram of the operation of a millimeter wave/terahertz wave imaging device according to another embodiment of the present disclosure.
  • 21 is a schematic structural diagram of a millimeter wave/terahertz wave imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 22 is a schematic structural view of only one reflecting plate provided on the millimeter wave/terahertz wave imaging device shown in FIG. 21;
  • FIG. 23 is a schematic diagram of a principle of a millimeter wave/terahertz wave imaging device according to the present disclosure.
  • 24 is a flowchart of a method for detecting a human body or an article using a millimeter wave/terahertz wave imaging device according to the present disclosure.
  • 25 is a schematic diagram of the operation of the millimeter wave/terahertz wave imaging device according to an embodiment of the present disclosure
  • 26 is a schematic diagram of the operation of a millimeter wave/terahertz wave imaging device according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 27 is a schematic diagram of the operation of a millimeter wave/terahertz wave imaging device according to yet another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 28 is a schematic structural view of a focusing lens between an object to be inspected and a reflective plate according to another embodiment of the present disclosure
  • the imaging device includes a quasi-optical component, a reflector adjustment device, and a millimeter-wave/terahertz wave detector array 2, wherein the quasi-optical component is adapted to reflect and converge the spontaneously radiated millimeter wave/terahertz wave of the subject 31 to the millimeter wave /THz wave detector array 2 and includes a reflecting plate 1 adapted to receive and reflect the beam from the subject 31 and a focusing lens 4 adapted to converge the beam from the reflecting plate 1.
  • the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 is suitable for receiving beams reflected and converged by quasi-optical components.
  • the reflecting plate adjusting device is adapted to adjust the movement of the reflecting plate 1 so that the envelope of the scanning trajectory formed on the field of view 3 where the subject 31 is located is circular-like or oval-like.
  • the reflecting plate adjusting device includes a rotating mechanism 6 and a pitching and swaying mechanism 7, wherein the rotating mechanism 6 is adapted to drive the reflecting plate 1 to reciprocate in the horizontal direction so that the reflecting plate 1 is located at a different horizontal position of the field of view 3 to the object 31
  • the spontaneously radiated millimeter wave/terahertz wave is reflected;
  • the pitch swing mechanism 7 is suitable for driving the reflection plate 1 to pitch and swing in the vertical direction, so that the reflection plate 1 is located at a different vertical position of the field of view 3 to the subject 31 Spontaneously radiated millimeter/terahertz waves are reflected.
  • the line between the longitudinal center axis of the field of view 3 and the axis of the rotating mechanism 6 is used as the starting angle (0°).
  • the rotating mechanism 6 performs a reciprocating swing at a certain angle on both sides of it, and the angular displacement of the swing (ie, (Roll angle) is usually bilaterally symmetric, and its maximum value determines the width of the field of view 3.
  • the tilting and swinging mechanism 7 drives the reflector 1 to tilt and swing.
  • the zero position of the pitch adjustment may be, for example, when the reflecting plate 1 is at an angle of 45° to the horizontal plane, the adjustment process is performed symmetrically on the upper and lower sides of the starting angle, and the maximum angular displacement determines the height of the field of view 3.
  • the millimeter wave/terahertz wave imaging device receives and reflects the millimeter wave/terahertz wave spontaneously radiated by the subject 31 through the reflection plate 1 and is received by the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 (as shown in FIG. 4 ), through the cooperation of the rotation mechanism 6 of the reflector adjustment device and the pitch swing mechanism 7, the envelope of the scanning trajectory formed by the field of view 3 can be circular or oval-like, and the dense sampling points are concentrated in the middle of the full field of view 3, And in most areas of the field of view 3, the sampling points are evenly distributed and the interpolation is convenient.
  • both the rotating mechanism 6 and the pitching and swinging mechanism 7 are configured to operate under the drive of a sinusoidal signal, which is suitable for driving the sinusoidal signal of the rotating mechanism 6 and suitable for driving the pitching and swinging mechanism
  • the sinusoidal signal of 7 has the same frequency and a phase difference of 90°.
  • the rotating mechanism 6 and the pitching and swinging mechanism 7 are both configured to operate under the drive of a cosine signal, which is suitable for driving the rotating mechanism 6
  • the cosine signal has the same frequency as the cosine signal suitable for driving the pitch and swing mechanism 7, and the phase difference is 90°.
  • X and Y in the figure are the angular displacements of the normal of the reflecting plate 1 in the horizontal and vertical directions
  • a and S respectively represent the angular displacements of the pitch and turntable rotation
  • t represents the time
  • T represents the period.
  • the normal trajectory B of the reflecting plate 1 forms a closed figure. Since the maximum angular displacement of the pitching swing is greater than the maximum angular displacement of the turntable, this closed figure will form an ellipse with a vertical height and a narrow width, thereby realizing the envelope of the scanning trajectory formed by the field of view 3 to be an ellipse-like (such as (C in Figure 1). It should be noted that, by adjusting the maximum angular displacement of the pitching swing and the maximum angular displacement of the turntable rotation, the envelope of the scanning trajectory formed on the field of view 3 can also be realized to be circular.
  • the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 shows several distribution modes of the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 and their corresponding scanning trajectories and sampling statistics.
  • the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 is distributed in a ring shape and is located in the same plane.
  • the ring may be a circular ring (as shown in FIGS. 6 and 7), an elliptical ring, a polygonal ring, and the like.
  • the polygon ring may be a regular diamond ring (as shown in FIGS. 8 and 9), a flat diamond ring (as shown in FIGS. 10 and 11), a rectangular ring, and the like.
  • a plurality of millimeter wave/terahertz wave detectors in the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 can be evenly distributed on the ring. It can also be distributed on the ring in a horizontal insertion space, that is, the multiple millimeter wave/terahertz wave detectors in the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 in the direction of the field of view normal or perpendicular to the field of view The projection is evenly distributed.
  • the normal field of view refers to the direction of the horizontal line from the center of the reflecting plate 1 to the longitudinal centerline of the field of view 3.
  • the millimeter-wave/terahertz wave detector array 2 is uniformly distributed in a circular ring (as shown in Figure 6 (a)), and the envelope of the scanning trajectory formed by the reflector adjustment device is circular or quasi-circular As shown in Figure 6(b), the sampling is shown in Figure 6(c). It can be seen that the dense sampling points are concentrated in the middle of the field of view 3, and the center point of the field of view can be used as millimeter wave/terahertz
  • the calibration point of the wave detector is suitable for imaging multiple people at the same time.
  • the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 is distributed in a circular ring and horizontally inserted into the air (as shown in FIG. 7(a)).
  • the envelope of the scanning trajectory formed by the reflector adjustment device is elliptical or Ellipse-like, as shown in Figure 7(b), and its sampling is shown in Figure 7(c). It can be seen that the sampling is basically uniformly distributed in the field of view, at this time the top of the field of view can be used as millimeter wave/terahertz wave detection
  • the calibration point of the device is suitable for imaging a single person.
  • the scanning trajectory can achieve a fairly uniform effect at the center.
  • the sampling point distribution is more uniform than that of the millimeter-wave/terahertz wave detector circular ring, and the subsequent image processing requires The difference is more convenient.
  • the side vertex angle range is preferably 1° to 44°
  • the central area is more uniformly distributed (the area of the excessively dense area is reduced), but the reflector adjustment device is required to provide a larger pitch angle and smaller Angle of roll.
  • the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 is uniformly distributed in a regular diamond ring (as shown in Figure 8(a)), and the envelope of the scanning trajectory formed by the reflector adjustment device is elliptical or elliptical-like As shown in Figure 8(b), the sampling is shown in Figure 8(c). It can be seen that the sampling is basically uniformly distributed in the field of view, and the top of the field of view can be used as a correction for the millimeter wave/terahertz wave detector Point, this distribution is suitable for imaging a single person.
  • the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 is distributed in a regular diamond-shaped ring horizontally (as shown in FIG. 9(a)), and the envelope of the scanning trajectory formed by the reflector adjustment device is elliptical or similar Oval, as shown in Fig. 9(b), and its sampling as shown in Fig. 9(c), it can be seen that the sampling is basically evenly distributed in the field of view, at this time the top of the field of view can be used as a millimeter wave/terahertz wave detector
  • the calibration point is suitable for imaging a single person.
  • the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 is evenly distributed in a flat diamond ring (as shown in FIG. 10(a)), and the envelope of the scanning trajectory formed by the reflector adjustment device is elliptical or oval-like
  • the shape is shown in Figure 10(b), and the sampling is shown in Figure 10(c). It can be seen that the sampling is basically uniformly distributed in the field of view. At this time, the top of the field of view can be used as a millimeter wave/terahertz wave detector. Correction point, this distribution method is suitable for imaging a single person.
  • the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 is distributed in a flat rhombic ring with horizontal insertion (as shown in Fig. 11(a), the side vertex angle is 20°), and the scan formed by the reflector adjustment device
  • the trajectory envelope is elliptical or oval-like, as shown in Figure 11(b), and its sampling is shown in Figure 11(c). It can be seen that the sampling is basically evenly distributed in the field of view, and the top of the field of view can be used as
  • the calibration point of the millimeter wave/terahertz wave detector is suitable for imaging a single person.
  • the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 is linearly distributed (as shown in FIG. 12(a)), and the distribution direction is parallel to the normal direction of the field of view.
  • the advantage is that under the ellipse-like envelope scanning method, the scanning trajectory can achieve a fairly uniform effect in most areas, as shown in Figures 12(b) and 12(c).
  • the number of millimeter wave/terahertz wave detectors in the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 should be based on the required field of view The size and the required resolution are determined. The size of the millimeter wave/terahertz wave detector is determined according to the wavelength, processing technology, and required sampling density.
  • the rotating mechanism 6 includes a base 61 and a turntable, wherein the turntable is rotatably connected to the base 61, and the reflective plate 1 is installed on the turntable to Driven by reciprocating in the horizontal direction under the drive, in order to sequentially reflect the part of the spontaneously radiated beams of the inspected object at different horizontal positions of the field of view 3, that is, complete the horizontal data collection of the field of view 3.
  • the rotating mechanism 6 further includes a turntable driving device (for example, a driving motor) 64 adapted to drive the turntable to rotate, and the turntable is reciprocated to swing left and right within a certain angle range.
  • the millimeter wave/terahertz wave imaging device reflects the spontaneously radiated beam of the horizontal field of view of the subject 31 through the reciprocating swing of the turntable to reduce the millimeter wave in the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 /Number of terahertz wave detectors.
  • the turntable includes a turntable body 62 and two inverted L-shaped brackets 63, wherein the turning body 62 is adapted to be rotationally connected with the base 61; two L-shaped The brackets 63 are symmetrically arranged on both sides of the pitch swing mechanism 7, and one end of the two L-shaped brackets 63 is connected to the turntable body 62, and the other end of the L-shaped bracket 63 is connected to the pitch swing mechanism 7 so that the left and right rotations of the turntable
  • the tilting and swinging mechanism 7 can be driven to rotate left and right in the horizontal direction, and the reflection plate 1 connected to the tilting and swinging mechanism 7 can be driven to swing in the horizontal direction.
  • the number of L-shaped brackets 63 may also be one.
  • the pitch swing mechanism 7 includes: a crank connecting rod mechanism, the crank of the crank connecting rod mechanism uses a semicircular plate 71, and the diameter of the semicircular plate 71 is The reflecting plate 1 is connected, and the center of the semi-circular plate 71 is rotatably connected to the two L-shaped brackets 63 through the rotating shaft 73; the connecting rod 72 of the crank connecting rod mechanism is slidingly connected to the L-shaped bracket 63 to oppose the connecting rod 72 The sliding of the L-shaped bracket 63 drives the rotation of the semi-circular plate 71, which in turn drives the pitching of the reflecting plate 1, thereby adjusting the angle between the reflecting plate 1 and the vertical direction, so as to realize that the subject 31 is located in the field of view 3 Part of the spontaneously radiated beams in different vertical positions are reflected, that is, the data collection in the vertical direction of the visual field 3 is completed.
  • the pitch swing mechanism 7 also includes a pitch swing drive device 74 adapted to drive
  • a cylindrical guide member is provided on the L-shaped bracket 63, and the connecting rod 72 of the crank connecting rod mechanism is slidably sleeved in the guide member, which can ensure that The sliding of the link 72 relative to the L-shaped bracket 63.
  • an angular displacement measuring mechanism (not shown) suitable for measuring the angular displacement of the turntable is provided on the turntable to control the rotation amplitude of the turntable so that it only reflects within the range corresponding to the field of view 3.
  • the base 61 has an L-shaped structure, which includes a horizontal portion parallel to the horizontal direction and a vertical portion disposed substantially perpendicular to the horizontal portion, wherein the turntable It is rotatably mounted on the horizontal portion of the base 61.
  • the imaging apparatus further includes a detector platform 8 suitable for mounting a millimeter wave/terahertz wave detector array 2, the detector platform 8 being installed in an L-shape On the vertical part of the structure so that the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 receives the beam from the quasi-optical assembly.
  • the focusing lens 4 is located between the reflection plate 1 and the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 along the path of the beam. It should be noted that those skilled in the art should understand that in some other embodiments of the present disclosure, the focusing lens 4 may also be disposed between the reflective plate 1 and the subject 31, that is, the millimeter of the spontaneous emission of the subject 31 The wave or terahertz wave passes through the focusing lens 4 and is then reflected by the reflecting plate 1 to the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 and received by the millimeter wave/terahertz wave detector array 2, as shown in FIG. 28.
  • the imaging apparatus further includes a lens holder 5 adapted to mount the focus lens 4, the lens holder 5 is fixed on the vertical portion of the L-shaped structure, and is located Between the detector platform 8 and the reflecting plate 1.
  • the reflective plate 1 may be planar, such as a smooth metal surface or a metal grid grid, in other implementations of the present disclosure
  • the reflector 1 may also be non-planar, such as a Fresnel reflector or a parabolic reflector.
  • the imaging device may further include a data processing device (not shown).
  • the data processing device is wirelessly or wiredly connected to the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 to receive the scan data for the object 3 from the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 and generate a millimeter wave/terahertz wave image.
  • the imaging apparatus may further include a display device connected to the data processing device for receiving and displaying millimeter wave/terahertz wave images from the data processing device.
  • the data processing device may be used to generate a control signal and send the control signal to the turntable driving device and the pitch swing driving device to drive the turntable to rotate and/or the pitch swing mechanism 7 to swing.
  • the imaging apparatus may also include a control device independent of the data processing device.
  • the present disclosure also provides a method for detecting human bodies or objects using millimeter wave/terahertz wave imaging equipment, including the following steps:
  • Step S1 The rotating mechanism 6 drives the reflection plate 1 to swing back and forth in the horizontal direction, while the pitch swing mechanism 7 drives the reflection plate 1 to tilt and swing in the vertical direction, so that the scanning trajectory formed on the field of view 3 where the subject 31 is located
  • the envelope is round or oval-like
  • Step S2 Send the scanned data obtained by the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 to the object 31 to the data processing device;
  • Step S3 Use the data processing device to reconstruct the scan data to generate a millimeter wave/terahertz wave image of the subject 31.
  • This method can accurately perform imaging and detection on the object 31 to be inspected in all directions, wherein the object 31 to be inspected may be a human body or an object.
  • both the rotating mechanism 6 and the pitching and oscillating mechanism 7 are configured to operate under the drive of a sinusoidal signal, the sine signal suitable for driving the rotating mechanism 6 and the sine suitable for driving the pitching and swinging mechanism 7
  • the signals have the same frequency and a phase difference of 90°.
  • the rotation mechanism 6 and the pitch swing mechanism 7 may also be configured to operate under the drive of a cosine signal, which is suitable for driving the rotation mechanism 6
  • the cosine signal has the same frequency as the cosine signal suitable for driving the pitch and swing mechanism 7, and the phase difference is 90°.
  • the swing angle of the pitch swing mechanism 7 should be determined according to the static field of view of the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 in the vertical direction.
  • the method may further include:
  • Step S4 After the millimeter wave/terahertz wave image of the subject 31 is generated, it is identified whether the subject 31 has the suspicious object 32 and the position of the suspicious object 32 and the result is output.
  • the identification of the suspicious object 32 and its position can be performed by a computer automatic identification, manual identification, or a combination of the two.
  • the output of the results can be achieved by, for example, displaying a conclusion marked with a direct display of whether there is a suspicious object 32 on the display device, or the detection result can be printed or sent directly.
  • the rotating mechanism 6 is adapted to drive the reflective plate 1 to rotate in the horizontal direction, so that the reflective plate 1 is located at a different horizontal position of the field of view 3 to the subject Part of the spontaneously radiated beam is reflected;
  • the pitch swing mechanism 7 is suitable for driving the reflection plate 1 to pitch and swing in the vertical direction, so that when the reflection plate 1 rotates by a certain angle under the driving of the rotation mechanism 6, the pitch swing mechanism 7 drives the reflection plate 1 Perform one or more pitching swings in the vertical direction, so that the reflecting plate 1 reflects the partially spontaneously radiated beam of the subject 31 at different vertical positions in the field of view 3.
  • the millimeter wave/terahertz wave imaging device in this embodiment receives and reflects the millimeter wave/terahertz wave spontaneously radiated by the subject 31 through the reflection plate 1, and after being converged by the focusing lens 4, the millimeter wave/terahertz wave Received by the wave detector array 2, the reflection plate 1 is continuously rotated by the rotation mechanism 6 (for example, 1 rotation/second to 24 rotations/second).
  • the rotation mechanism 6 for example, 1 rotation/second to 24 rotations/second.
  • the reflection plate 1 can comprehensively reflect the field of view 3 with intensive sampling
  • the points are concentrated in the middle of the field of view 3.
  • the sampling points are evenly arranged and the interpolation is convenient.
  • the cooperation mode of the rotation movement and the pitching and swinging can adopt an "N" shape or a snake shape.
  • the characteristic of the "N" shape is: the starting point of the pitch swing is always at the bottom of the field of view 3 (it can also be the top), and the reflection is from bottom to top (or from top to bottom).
  • the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 returns to the initial pitch angle, and after the horizontal direction is rotated to the next angle, the pitch and swing process is repeated again.
  • the characteristic of the serpentine is that the pitching trajectories of two adjacent columns are connected end to end, which saves the time for returning to the zero position relative to the “N” shape.
  • the present disclosure also provides a method for detecting a human body or article using a millimeter wave/terahertz wave imaging device, including the following steps:
  • Step S1 The rotation mechanism 6 drives the reflection plate to rotate a certain angle in the horizontal direction, and the pitch swing mechanism 7 drives the reflection plate 1 to swing N v times in the vertical direction, in order to sequentially locate the object 31 to be inspected in the field of view 3 differently vertically
  • the part of the spontaneously radiated millimeter wave/terahertz wave at the position is reflected, and the rotating mechanism 6 drives the reflective plate 1 to rotate N h times in the horizontal direction, in order to sequentially invert the part of the spontaneously radiated part of the object 31 at different horizontal positions in the field of view 3 Millimeter wave/THz wave reflection;
  • Step S2 Send the scanned data obtained by the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 to the object 31 to the data processing device;
  • Step S3 Use the data processing device to reconstruct the scan data to generate a millimeter wave/terahertz wave image of the subject 31.
  • This method can accurately perform imaging and detection on the object 31 to be inspected in all directions, wherein the object 31 to be inspected may be a human body or an object.
  • FIG. 17 shows a schematic diagram of the pitch swing of the reflection plate 1 and the vertical range of the field of view.
  • the static field of view of the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 is H 0
  • the horizontal distance from the center of the field of view 3 to the center of the reflecting plate 1 is L
  • the vertical field of view is H.
  • the angle of view corresponding to the vertical field of view range H is ⁇ m .
  • the reflection plate 1 swings ⁇ , and the corresponding field angle changes by 2 ⁇ , so the vertical field of view range H corresponds to the field angle of ⁇ m
  • the reflection plate 1 swings by ⁇ m /2.
  • the number of times N v that the reflecting plate 1 needs to swing to complete the reflection of the vertical range of the field of view 3 where the subject 31 is located is calculated by the following formula:
  • L is the distance from the center of the field of view 3 to the center of the reflector 1;
  • H 0 is the static field of view of the arrangement 2 of the millimeter wave/terahertz wave detector
  • ⁇ m is the angle of the field of view corresponding to the vertical field of view H.
  • the static field of view of the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 can be calculated as H 0 .
  • the static field of view H 0 of the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 and the object distance L 1 and the image distance L 2 need to satisfy the following relationship
  • the number of rotations N h required to complete the reflection of the horizontal range of the field of view 3 in which the subject 31 is located is calculated by the following formula:
  • V is the horizontal field of view
  • d is the center distance between two adjacent millimeter wave/terahertz wave detectors
  • L 1 is the object distance
  • L 2 is the image distance
  • the angle of each rotation of the reflecting plate driven by the rotating mechanism 6 in the horizontal direction should be determined according to the static field of view of the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 in the horizontal direction.
  • the swing angle of the pitch swing mechanism 7 should be determined according to the static field of view of the millimeter wave/terahertz wave detector array in the vertical direction.
  • the number N of millimeter wave/terahertz wave detectors is 20, and they are arranged in a row.
  • the two adjacent millimeter wave/terahertz wave detectors The center distance d is 7 mm, and the maximum offset distance y m is 7 cm.
  • the number of swings required is 3, which are " upward pitch angle ⁇ up ", "pitch mid angle ⁇ mid " and “pitch down angle ⁇ down ", respectively.
  • the number of rotations N h required for the horizontal field of view of 1 m is at least 29, and finally the distribution of the field of view as shown in FIG. 19 is formed.
  • the number N of millimeter wave/terahertz wave detectors is 40, and they are arranged in a double-row staggered arrangement. Two adjacent millimeter wave/terahertz waves in each column
  • the center distance d of the wave detector is 14 mm
  • the maximum offset distance y m is 14 cm.
  • the quasi-optical assembly includes three reflecting plates 1A, 1B, 1C adapted to receive and reflect the beam from the subject 31 and converging from each reflection
  • the focusing lenses 4 of the beams of the plates 1A, 1B, and 1C are shown in FIGS. 21 and 22.
  • the angles between the three reflection plates 1A, 1B, 1C and the normal of the field of view where the subject 31 is located are different, and the angles between the plurality of reflection plates 1A, 1B, 1C and the horizontal plane are also different.
  • the normal of the field of view (as indicated by the hollow arrows in FIGS.
  • the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 is suitable for receiving beams reflected and converged by quasi-optical components.
  • the reflecting plate adjusting device includes a rotating mechanism 6, which is suitable for driving the reflecting plate 1 to rotate in the horizontal direction, due to the angle between the three reflecting plates 1A, 1B, 1C and the normal of the field of view where the object to be inspected is located It is different, so under the driving of the rotating mechanism 6, the reflection plates 1A, 1B, 1C can sequentially reflect the beam of spontaneous radiation of the object 31 to be inspected.
  • the millimeter wave/terahertz wave imaging device in this embodiment receives and reflects the beam spontaneously radiated by the subject 31 through the reflection plate 1, and is converged by the focusing lens 4 by the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 Receive (as shown in Figure 4). Since the angles between the three reflection plates 1A, 1B, 1C and the normal to the field of view of the object 31 to be inspected are different, the reflection plates 1A, 1B, 1C can be sequentially inspected by the rotation mechanism 6 The beam of the spontaneous radiation of the object 31 is reflected.
  • the reflection plates 1A, 1B, 1C can be located.
  • the partially spontaneously radiated beams at different vertical positions of field 3 are reflected, so that the reflecting plate 1 comprehensively reflects the field of view 3, and the sampling dense points are concentrated in the middle of the full field of view 3, in addition, in most areas of the field of view 3
  • the sampling points are evenly distributed and the interpolation is convenient.
  • the angle between at least one of the three reflecting plates 1A, 1B, and 1C and the horizontal plane is adjustable.
  • the millimeter wave/terahertz wave imaging device further includes a pitch swing mechanism for adjusting the angle between each reflective plate 1A, 1B, 1C and the horizontal plane 7A, 7B, 7C.
  • the tilt and swing mechanisms 7A, 7B, and 7C drive the reflectors 1A, 1B, and 1C connected thereto to tilt and swing in the vertical direction to increase
  • the vertical range of the field of view 3 corresponding to the reflecting plate is large, so that the millimeter wave/terahertz wave imaging device can meet a larger vertical range of vision without increasing the number of millimeter wave/terahertz wave detectors Field 3.
  • the angle between the reflection plates 1A, 1B, 1C and the horizontal plane may also be fixed.
  • the angle of view corresponding to the vertical range of the entire field of view is ⁇ m
  • the deviation angles of the three reflectors 1A, 1B, 1C and the horizontal plane are
  • ⁇ is the angle between the reflective plate 1B and the horizontal plane, preferably ⁇ is 45°, it should be noted that those skilled in the art should understand that in some other embodiments of the present invention, ⁇ may also be other values, For example, ⁇ is in the range of 30° to 60°.
  • the total field height is approximately 3H 0 .
  • the size of the static field of view H 0 depends on the number of millimeter wave/terahertz wave detectors and the center distance.
  • a plurality of reflectors are equally spaced on an imaginary circle centered on the rotation axis of the rotation mechanism 6
  • the rotating mechanism 6 includes a base 61 and a turntable, wherein the turntable includes a turntable body 62 and three inverted L-shaped brackets 63, wherein the turning body 62 is suitable for Rotationally connected with the base 61; one end of the three L-shaped brackets 63 is connected to the turntable body 62, and the other end is connected to the pitch swing mechanism 7, so that the rotation of the turntable can drive the pitch swing mechanism 7 to rotate in the horizontal direction, Furthermore, the reflection plate 1 connected to the pitch swing mechanism 7 is driven to rotate in the horizontal direction.
  • the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 has a double-column staggered distribution (as shown in FIG. 26), and the distribution direction of each column is parallel to the normal direction of the field of view.
  • the normal field of view refers to the direction of the horizontal line from the center of the reflecting plate 1 to the longitudinal center line of the field of view 3.
  • the number of millimeter wave/terahertz wave detectors in the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 is determined according to the required field of view and the required resolution, and the size of the millimeter wave/terahertz wave detectors is based on the wavelength and processing technology , And the required sampling density. It should be noted that those skilled in the art should understand that in other embodiments of the present disclosure, the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 may also be linearly distributed, and the distribution direction is also parallel to the normal direction of the field of view.
  • the present disclosure also provides a method for detecting a human body or article using a passive millimeter wave/terahertz wave imaging device, as shown in FIG. 24, including the following steps:
  • Step S1 The rotating mechanism 6 drives the three reflectors 1A, 1B, and 1C to rotate in the horizontal direction, so that the three reflectors 1A, 1B, and 1C are in turn spontaneous to the portion of the subject 31 at different vertical positions in the field of view 3 Radiated millimeter/terahertz waves are reflected;
  • Step S2 Send the scanned data obtained by the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 to the object to be detected to the data processing device;
  • Step S3 Use the data processing device to reconstruct the scan data to generate a millimeter wave/terahertz wave image of the subject.
  • This method can accurately perform imaging and detection on the object 31 to be inspected in all directions, wherein the object 31 to be inspected may be a human body or an object.
  • the rotating mechanism 6 drives the three reflectors 1A, 1B, 1C to rotate a certain angle in the horizontal direction, and the pitch swing mechanism 7A, 7B, 7C simultaneously drives the reflectors 1A, 1B, 1C connected thereto Swing a predetermined angle N v times in the vertical direction to complete the reflection of the part of the spontaneously radiated beam of the detected object located in the corresponding preset vertical range of the field of view 3, and the rotating mechanism 6 drives the three reflecting plates 1A, 1B 1C rotates N h times in the horizontal direction to complete the reflection of the part of the spontaneously radiated beam of the subject 31 in the horizontal range of the field of view 3.
  • the tilting and swinging mechanisms 7A, 7B, and 7C drive the reflectors 1A, 1B, and 1C connected thereto to swing, which may or may not be synchronized.
  • the number of times N v of the reflection required for each reflecting plate to complete the pre- reflection of the corresponding preset vertical range H of the subject 31 in the field of view 3 is calculated by the following formula :
  • L is the distance from the center of the field of view to the center of the reflector
  • H 0 is the static field of view of the arrangement 2 of the millimeter wave/terahertz wave detector
  • the angle of each rotation of the three reflection plates 1A, 1B, 1C in the horizontal direction driven by the rotating mechanism 6 should be determined according to the static field of view of the millimeter wave/terahertz wave detector array in the horizontal direction.
  • the swing angle of the pitch swing mechanism 7 should be determined according to the static field of view of the millimeter wave/terahertz wave detector array in the vertical direction.
  • the number N of millimeter wave/terahertz wave detectors is 20, and they are distributed in a row, and the centers of two adjacent millimeter wave/terahertz wave detectors
  • the distance d is 7 mm
  • the maximum offset distance y m is 7 cm.
  • the object distance L 1 is 3.5 m and the image distance L 2 is 0.7 m
  • the reflectors 1A, 1B, and 1C set at three different angles ( ⁇ A , ⁇ B , and ⁇ C ) can reflect the vertical range of the field of view of 2 m without tilting, and the rotation of the horizontal field of view of 1 m is required.
  • the number of times N h is at least 29, and finally the field of view distribution shown in FIG. 25 is formed.
  • the number N of millimeter wave/terahertz wave detectors is 40, and are arranged in a double-column staggered arrangement. Two adjacent millimeter wave/terahertz waves in each column
  • three reflective plates 1A, 1B, 1C set at different angles ( ⁇ A , ⁇ B , ⁇ C ) are used.
  • the three reflective plates can stand still at the corresponding angles It can be completed without a pitching motion, and the number of rotations N h required for a horizontal field of view of 1 m is at least 15 to form a field of view distribution as shown in FIG. 26.
  • the number N of millimeter wave/terahertz wave detectors is 10, which is linearly distributed, and the center distance d of two adjacent millimeter wave/terahertz wave detectors Is 7mm, and the maximum offset distance y m is 7cm.
  • the beam reflected by the reflector is a millimeter wave or terahertz wave spontaneously radiated by the subject 31, however, those skilled in the art should understand that the beam can also be irradiated to the subject The object 31 and the millimeter wave/terahertz wave reflected by the object 31 to be inspected.
  • the focusing lens 4 is located between the reflection plate 1 and the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 along the path of the beam. It should be noted that those skilled in the art should understand that, in some other embodiments of the present disclosure, the focusing lens 4 may also be disposed between the reflective plate 1 and the subject 31, that is, the millimeter of the spontaneous emission of the subject 31 The wave or terahertz wave passes through the focusing lens 4 and is then reflected by the reflection plate 1 to the millimeter wave/terahertz wave detector array 2 and received by the millimeter wave/terahertz wave detector array 2, as shown in FIG. 28.

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Abstract

一种毫米波/太赫兹波成像设备及人体或物品检测方法，其包括：准光学组件，其适用于将被检对象（31）自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至毫米波/太赫兹波探测器阵列（2），并包括适用于接收并反射来自被检对象（31）的波束的反射板（1）；毫米波/太赫兹波探测器阵列（2），其适用于接收来自准光学组件的波束；以及反射板调节装置，其适用于调节反射板（1）的运动，以使得对视场形成的扫描轨迹包络为类圆形或类椭圆形，并包括旋转机构（6）和俯仰摆动机构（7）。通过将扫描轨迹包络为类圆形或类椭圆形，使得采样密集点集中在全视场中间，且在视场的大部分区域，采样点分布均匀。

Description

毫米波/太赫兹波成像设备及人体或物品检测方法
相关申请的交叉引用
本申请主张在2018年12月29日在中国专利局提交的中国专利申请No.201811654150.9、No.201811654178.2和No.201811654172.5的优先权，其全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本公开涉及安检技术领域，特别是涉及一种毫米波/太赫兹波成像设备，以及利用上述毫米波/太赫兹波成像设备对人体或物品进行检测的方法。
背景技术
基于毫米波/太赫兹波的人体安检技术，具有独特的优点，通过检测目标本身的毫米波/太赫兹波辐射实现成像以对人体进行安检(无需主动辐射)，并利用毫米波/太赫兹波的穿透能力实现藏匿危险物的检测。根据成像体制的不同，毫米波和太赫兹波成像技术可以分为焦平面成像体制和基于机械扫描的成像体制。
基于焦平面成像技术的毫米波太赫兹相机使用复杂的技术而且需要特殊的装置，其基本原理是通过分布在焦平面上的众多单元天线以及适当的反射镜、透镜对目标的不同位置同时成像。如美国Northrop Grumman公司的NGC系统，使用焦平面阵列天线可以实现实时成像，但是系统复杂，例如NGC系统在水平15°，垂直10°的视场分辨率为0.5°的角分辨率，需要1040个探测器。为了降低系统成本和复杂度，当前主流的解决方案是一维线性探测器阵列加上机械扫描的方式对整个视场进行扫描成像。
典型的探测器呈线性分布且探测器圆锥扫描时，探测器的线性布置导致图像在视场的中间部分相比边缘的采样密度低很多，而边缘区域相比中心区域是我们更不关心的地方。此外，对这样的布置，旋转图像(不旋转整个相机)可能导致损失一些潜在信息。
发明内容
本公开的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
根据本公开一个方面的实施例，提供了一种毫米波/太赫兹波成像设备，其包括：准光学组件、毫米波/太赫兹波探测器阵列和反射板调节装置，
所述准光学组件适用于将被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至所述毫米波/太赫兹波探测器阵列，并包括适用于接收并反射来自被检对象的波束的反射板；
所述毫米波/太赫兹波探测器阵列适用于接收来自所述准光学组件的波束；以及
所述反射板调节装置适用于调节所述反射板的运动，以使得对所述被检对象所在的视场形成的扫描轨迹包络为类圆形或类椭圆形，并包括：
旋转机构，所述旋转机构适用于驱动所述反射板在水平方向上往复摆动，以使得所述反射板对所述被检对象位于所述视场不同水平位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射，和
俯仰摆动机构，所述俯仰摆动机构适用于驱动所述反射板在竖直方向上的俯仰摆动，以使得所述反射板对所述被检对象位于所述视场不同竖直位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射。
根据本公开另一方面的实施例，提供了一种利用毫米波/太赫兹波成像设备对人体或物品进行检测的方法，包括以下步骤：
步骤S1：旋转机构驱动反射板在水平方向上往复摆动，同时俯仰摆动机构驱动所述反射板在竖直方向上俯仰摆动，以使得对被检对象所在的视场形成的扫描轨迹包络为类圆形或类椭圆形；
步骤S2：将毫米波/太赫兹波探测器阵列所获得的对于所述被检对象的扫描数据发送给数据处理装置；和
步骤S3：利用数据处理装置对所述扫描数据进行重建以生成所述被检对象的毫米波/太赫兹波图像。
根据本公开再一方面的实施例，提供了一种毫米波/太赫兹波成像设备，其包括：准光学组件、毫米波/太赫兹波探测器阵列和反射板调节装置，
所述准光学组件适用于将被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至所述毫米波/太赫兹波探测器阵列，并包括适用于接收并反射来自被检对象的波束的反射板；
所述毫米波/太赫兹波探测器阵列适用于接收来自所述准光学组件的波束；以及
所述反射板调节装置包括：
旋转机构，所述旋转机构适用于驱动所述反射板在水平方向上旋转运动，以使得所述反射板对所述被检对象位于视场不同水平位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射，和
俯仰摆动机构，所述俯仰摆动机构适用于驱动所述反射板在竖直方向上俯仰摆动，以当所述反射板在所述旋转机构的带动下每旋转一定角度，所述俯仰摆动机构驱动所述反射板在竖直方向上进行俯仰摆动，以使得所述反射板对所述被检对象位于所述视场不同竖直位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射。
根据本公开又一方面的实施例，提供了一种利用毫米波/太赫兹波成像设备对人体或物品进行检测的方法，包括以下步骤：
步骤S1：旋转机构驱动反射板在水平方向上每旋转一定角度，俯仰摆动机构驱动所述反射板在竖直方向上摆动N v次，以依次对被检对象位于视场不同竖直位置的部分自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波进行反射，旋转机构驱动所述反射板在水平方向上旋转N h次，以依次对所述被检对象位于所述视场不同水平位置的部分自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波进行反射；
步骤S2：将毫米波/太赫兹波探测器阵列所获得的对于所述被检对象的扫描数据发送给数据处理装置；和
步骤S3：利用所述数据处理装置对所述扫描数据进行重建以生成所述被检对象的毫米波/太赫兹波图像。
根据本公开再一方面的实施例，提供了一种毫米波/太赫兹波成像设备，其包括：准光学组件、毫米波/太赫兹波探测器阵列和反射板调节装置，
所述准光学组件适用于将被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至所述毫米波/太赫兹波探测器阵列，并包括多个适用于接收并反射来自被检对象的波束的反射板，多个所述反射板与被检对象所在的视场法向之间的角度是不同的，且多个所述反射板与水平面之间的角度是不同的；
所述毫米波/太赫兹波探测器阵列适用于接收来自所述准光学组件的波束；以及
所述反射板调节装置包括旋转机构，所述旋转机构适用于驱动多个所述反 射板在水平方向上的旋转运动，以使得多个所述反射板依次对所述被检对象位于所述视场不同竖直位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射。
根据本公开另一方面的实施例，提供了一种利用毫米波/太赫兹波成像设备对人体或物品进行检测的方法，包括以下步骤：
步骤S1：旋转机构驱动多个反射板在水平方向上旋转，以使得多个所述反射板依次对被检对象位于视场不同竖直位置的部分自发辐射或反射回来的波束毫米波/太赫兹波进行反射；
步骤S2：将毫米波/太赫兹波探测器阵列所获得的对于所述被检对象的扫描数据发送给数据处理装置；和
步骤S3：利用数据处理装置对所述扫描数据进行重建以生成所述被检对象的毫米波/太赫兹波图像。
附图说明
图1为根据本公开的一个实施例的毫米波/太赫兹波成像设备的结构示意图；
图2为根据本公开的一个实施例的反射板调节装置的主视示意图；
图3为图2所示的反射板调节装置的侧视示意图；
图4为根据本公开的一种毫米波/太赫兹波成像设备的原理示意图；
图5为根据本公开的一个实施例的转台驱动信号和俯仰摆动驱动信号及其合成效果的示意图；
图6为呈圆形环均匀分布的毫米波/太赫兹波探测器阵列及其相应的扫描轨迹和采样统计；
图7为呈圆形环横向插空分布的毫米波/太赫兹波探测器阵列及其相应的扫描轨迹和采样统计；
图8为呈正菱形环均匀分布的毫米波/太赫兹波探测器阵列及其相应的扫描轨迹和采样统计；
图9为呈正菱形环横向插空分布的毫米波/太赫兹波探测器阵列及其相应的扫描轨迹和采样统计；
图10为呈扁菱形环均匀分布的毫米波/太赫兹波探测器阵列及其相应的扫描轨迹和采样统计；
图11为呈扁菱形环横向插空分布的毫米波/太赫兹波探测器阵列及其相应 的扫描轨迹和采样统计；
图12为呈线性分布的毫米波/太赫兹波探测器阵列及其相应的扫描轨迹和采样统计；
图13为根据本公开的一种利用毫米波/太赫兹波成像设备对人体或物品进行检测的方法的流程图。
图14为根据本公开的一个实施例的反射板旋转运动和俯仰摆动的一种配合方式的示意图；
图15为根据本公开的一个实施例的反射板旋转运动和俯仰摆动的另一种配合方式的示意图；
图16为根据本公开的一种利用毫米波/太赫兹波成像设备对人体或物品进行检测的方法的流程图。
图17为根据本公开的一个实施例的反射板俯仰摆动与视场竖直范围的示意图；
图18为透镜成像的示意图；
图19为根据本公开的一个实施例的毫米波/太赫兹波成像设备的工作示意图；
图20为根据本公开的另一实施例的毫米波/太赫兹波成像设备的工作示意图；
图21为根据本公开的一实施例的毫米波/太赫兹波成像设备的结构示意图；
图22为图21所示的毫米波/太赫兹波成像设备上仅设置一个反射板的结构示意图；
图23为根据本公开的一种毫米波/太赫兹波成像设备的原理示意图；
图24为根据本公开的一种利用毫米波/太赫兹波成像设备对人体或物品进行检测的方法的流程图。
图25为根据本公开的一个实施例的毫米波/太赫兹波成像设备的工作示意图；
图26为根据本公开的另一实施例的毫米波/太赫兹波成像设备的工作示意图；
图27为根据本公开的再一实施例的毫米波/太赫兹波成像设备的工作示意图；以及
图28为根据本公开的另一实施例的聚焦透镜位于被检对象和反射板之间 的结构示意图；
具体实施方式
虽然将参照含有本公开的较佳实施例的附图充分描述本公开，但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的公开，同时获得本公开的技术效果。因此，须了解以上的描述对本领域的普通技术人员而言为一广泛的揭示，且其内容不在于限制本公开所描述的示例性实施例。
另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
图1至图3示意性地示出了根据本公开的一实施例的毫米波/太赫兹波成像设备。该成像设备包括准光学组件、反射板调节装置和毫米波/太赫兹波探测器阵列2，其中准光学组件适用于将被检对象31自发辐射的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至毫米波/太赫兹波探测器阵列2，并包括适用于接收并反射来自被检对象31的波束的反射板1和适用于汇聚来自反射板1的波束的聚焦透镜4。毫米波/太赫兹波探测器阵列2适用于接收由准光学组件反射并汇聚后的波束。反射板调节装置适用于调节反射板1的运动，以使得对被检对象31所在的视场3形成的扫描轨迹包络为类圆形或类椭圆形。反射板调节装置包括旋转机构6和俯仰摆动机构7，其中旋转机构6适用于驱动反射板1在水平方向上往复摆动，以使得反射板1对被检对象31位于视场3不同水平位置的部分自发辐射的毫米波/太赫兹波进行反射；俯仰摆动机构7适用于驱动反射板1在竖直方向上俯仰摆动，以使得反射板1对被检对象31位于视场3不同竖直位置的部分自发辐射的毫米波/太赫兹波进行反射。
工作时，以视场3的纵向中心轴线和旋转机构6的轴线的连线为起始角(0°)，旋转机构6在其两侧进行一定角度的往复摆动，摆动的角位移(即，侧倾角)通常为左右对称，其最大值决定了视场3的宽度。在旋转机构6旋转的同时，俯仰摆动机构7带动反射板1进行俯仰摆动。俯仰调节的零位例如可以是反射板1与水平面呈45°角时，调节过程在起始角的上下两侧对称进行，其角位移最大值决定了视场3的高度。该毫米波/太赫兹波成像设备通过反射板1接收并反射由被检对象31自发辐射的毫米波/太赫兹波，并由毫米波/太 赫兹波探测器阵列2接收(如图4所示)，通过反射板调节装置的旋转机构6和俯仰摆动机构7的配合可以使得对视场3形成的扫描轨迹包络为类圆形或类椭圆形，采样密集点集中在全视场3中间，且在视场3的大部分区域，采样点分布均匀，插值方便。
如图5所示，在一个示例性实施例中，旋转机构6和俯仰摆动机构7均被配置成在正弦信号的驱动下运行，适用于驱动旋转机构6的正弦信号和适用于驱动俯仰摆动机构7的正弦信号的频率相同，相位差为90°。需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，旋转机构6和俯仰摆动机构7均被配置成在余弦信号的驱动下运行，适用于驱动旋转机构6的余弦信号和适用于驱动俯仰摆动机构7的余弦信号的频率相同，相位差为90°。
如图5所示，图中X、Y为反射板1的法线在横、纵方向上的角位移，A和S分别表示俯仰摆动和转台转动的角位移，t表示时间，T表示周期。当旋转机构6和俯仰摆动机构7从各自初始位置开始按正弦规律运动时，旋转机构6位于0°(即侧倾角为0°)而俯仰角为负最大(相位＝-90°)，反射板1的法线指向最低点；随着时间流逝，旋转机构6摆动至正最大，而俯仰摆动机构7回到零位，反射板1的法线指向了最右端。同理，随着时间继续流逝，反射板1的法线轨迹B就形成了闭合图形。由于俯仰摆动的最大角位移比转台转动的最大角位移更大，因此这个闭合图形就会形成纵高横窄的椭圆，从而实现了对视场3形成的扫描轨迹包络为类椭圆形(如图1中的C所示)。需要说明的是，通过调整俯仰摆动的最大角位移和转台转动的最大角位移，也可以实现对视场3形成的扫描轨迹包络为类圆形。
图6至图11示出了毫米波/太赫兹波探测器阵列2的几种分布方式及其相应的扫描轨迹和采样统计。其中，毫米波/太赫兹波探测器阵列2呈环形分布，并位于同一平面内，该环可以是圆形环(如图6、7所示)、椭圆形环、多边形环等。其中多边形环可以是正菱形环(如图8、9所示)、扁菱形环(如图10、11所示)、长方形环等。此外，毫米波/太赫兹波探测器阵列2中的多个毫米波/太赫兹波探测器可以均匀分布在环上。也可以呈横向插空分布在环上，即毫米波/太赫兹波探测器阵列2中的多个毫米波/太赫兹波探测器在视场法向或垂直于视场法向的方向上的投影是均匀分布的。在这里，视场法向指的是从反射板1的中心到视场3的纵向中心线的水平连线的方向。
如图6所示，毫米波/太赫兹波探测器阵列2呈圆形环均匀分布(如图6 (a)所示)，通过反射板调节装置形成的扫描轨迹包络为圆形或类圆形，如图6(b)所示，其采样如图6(c)所示，可以看出，采样密集点都集中在视场3中间，此时视场中心点可作为毫米波/太赫兹波探测器的校正点，该分布方式适合对多人同时进行成像。
如图7所示，毫米波/太赫兹波探测器阵列2呈圆形环横向插空分布(如图7(a)所示)，通过反射板调节装置形成的扫描轨迹包络为椭圆形或类椭圆形，如图7(b)所示，其采样如图7(c)所示，可以看出，采样在视场基本均匀分布，此时视场顶部可作为毫米波/太赫兹波探测器的校正点，该分布方式适合对单人进行成像。
当毫米波/太赫兹波探测器阵列2呈菱形环分布时，可令扫描轨迹在中心部位达到相当均匀的效果。例如，当毫米波/太赫兹波探测器阵列2采用菱形环横向插空分布方式时，采样点分布比毫米波/太赫兹波探测器圆形环分布更加均匀，且后续图像处理所需进行的差值更加方便。当采用扁菱形环分布时(侧顶角范围优选为1°～44°)，中心区域分布更均匀(过分密集区域范围减小)，但需要反射板调节装置提供更大的俯仰角和更小的侧倾角。
如图8所示，毫米波/太赫兹波探测器阵列2呈正菱形环均匀分布(如图8(a)所示)，通过反射板调节装置形成的扫描轨迹包络为椭圆形或类椭圆形，如图8(b)所示，其采样如图8(c)所示，可以看出，采样在视场基本均匀分布，此时视场顶部可作为毫米波/太赫兹波探测器的校正点，该分布方式适合对单人进行成像。
如图9所示，毫米波/太赫兹波探测器阵列2呈正菱形环横向插空分布(如图9(a)所示)，通过反射板调节装置形成的扫描轨迹包络为椭圆形或类椭圆形，如图9(b)所示，其采样如图9(c)所示，可以看出，采样在视场基本均匀分布，此时视场顶部可作为毫米波/太赫兹波探测器的校正点，该分布方式适合对单人进行成像。
如图10所示，毫米波/太赫兹波探测器阵列2呈扁菱形环均匀分布(如图10(a)所示)，通过反射板调节装置形成的扫描轨迹包络为椭圆形或类椭圆形，如图10(b)所示，其采样如图10(c)所示，可以看出，采样在视场基本均匀分布，此时视场顶部可作为毫米波/太赫兹波探测器的校正点，该分布方式适合对单人进行成像。
如图11所示，毫米波/太赫兹波探测器阵列2呈扁菱形环横向插空分布(如 图11(a)所示，侧顶角为20°)，通过反射板调节装置形成的扫描轨迹包络为椭圆形或类椭圆形，如图11(b)所示，其采样如图11(c)所示，可以看出，采样在视场基本均匀分布，此时视场顶部可作为毫米波/太赫兹波探测器的校正点，该分布方式适合对单人进行成像。
如图12所示，在一个示例性实施例中，毫米波/太赫兹波探测器阵列2呈线性分布(如图12(a)所示)，分布方向与视场法向平行。其优点是在类椭圆包络扫描方式下，可令扫描轨迹在绝大部分区域达到相当均匀的效果，如图12(b)和12(c)所示。
需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，毫米波/太赫兹波探测器阵列2中的毫米波/太赫兹波探测器数量应根据所需视场大小以及所需分辨率确定，毫米波/太赫兹波探测器的大小根据波长、加工工艺，以及所需采样密度等确定。
如图2和图3所示，在一个示例性实施例中，旋转机构6包括基座61和转台，其中，该转台与基座61转动式连接，反射板1安装在转台上，以在转台的带动下在水平方向上往复摆动，以依次对被检对象位于视场3不同水平位置的部分自发辐射的波束进行反射，即完成视场3水平方向的数据采集。该旋转机构6还包括适应于驱动转台转动的转台驱动装置(例如驱动电机)64，以驱动转台以一定的角度范围内左右往复摆动。该毫米波/太赫兹波成像设备通过转台的左右往复摆动完成对被检对象31所在的视场水平范围自发辐射的波束进行反射，可以减少毫米波/太赫兹波探测器阵列2中的毫米波/太赫兹波探测器数量。
如图2和图3所示，在一个示例性实施例中，转台包括转台本体62和两个倒置的L形支架63，其中转动本体62适用于与基座61转动式连接；两个L形支架63对称设置在俯仰摆动机构7的两侧，且两个L形支架63的一端部与转台本体62连接，L形支架63的另一端部与俯仰摆动机构7连接，这样通过转台的左右转动能够带动俯仰摆动机构7在水平方向上左右转动，进而带动与俯仰摆动机构7连接的反射板1在水平方向上摆动。
需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，L形支架63的数量也可以为一个。
如图2和图3所示，在一个示例性实施例中，俯仰摆动机构7包括：曲柄连杆机构，曲柄连杆机构的曲柄采用半圆形板71，半圆形板71的直径部分与 反射板1连接，半圆形板71的圆心处通过转轴73分别与两个L形支架63转动式连接；曲柄连杆机构的连杆72与L形支架63滑动连接，以通过连杆72相对于L形支架63的滑动来带动半圆形板71的转动，进而带动反射板1的俯仰摆动，从而调节反射板1与竖直方向之间的角度，以实现对被检对象31位于视场3不同竖直位置的部分自发辐射的波束进行反射，即完成视场3竖直方向的数据采集。此外，俯仰摆动机构7还包括适用于驱动连杆72相对于L形支架63的滑动运动的俯仰摆动驱动装置74，例如线性致动器。
如图2和图3所示，在一个示例性实施例中，L形支架63上设置有筒状的导向件，曲柄连杆机构的连杆72滑动地套设在导向件内，这样可以保证连杆72相对于L形支架63的滑动。
此外，转台上还设置有适用于测量转台的角位移的角位移测量机构(未示出)，以便控制转台的转动幅度，使其仅在视场3所对应的范围内进行反射。
如图2和图3所示，在一个示例性实施例中，基座61呈L形结构，其包括与水平方向平行的水平部以及与该水平部基本上垂直设置的竖直部，其中转台转动式地安装在基座61的水平部上。
如图2和图3所示，在一个示例性实施例中，该成像设备还包括适用于安装毫米波/太赫兹波探测器阵列2的探测器平台8，该探测器平台8安装在L形结构的竖直部上，以便于毫米波/太赫兹波探测器阵列2接收来自准光学组件的波束。
如图1和图2、图3所示，在一个示例性实施例中，聚焦透镜4沿波束的路径位于反射板1和毫米波/太赫兹波探测器阵列2之间。需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，聚焦透镜4也可以设置在反射板1和被检对象31之间，即被检对象31自发辐射的毫米波或太赫兹波经过聚集透镜4，然后被反射板1反射至毫米波/太赫兹波探测器阵列2并由毫米波/太赫兹波探测器阵列2接收，如图28所示。
如图2和图3所示，在一个示例性实施例中，该成像设备还包括适用于安装聚焦透镜4的透镜支架5，该透镜支架5固定在L形结构的竖直部上，并且位于探测器平台8与反射板1之间。
此外，需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本公开的一些实施例中，反射板1可以是平面的，例如光滑的金属表面或金属栅网格，在本公开的另外一些实施例中，反射板1也可以是非平面的，例如菲涅尔反射板或者抛 物面反射板。
在本公开的一个实施例中，该成像设备还可以包括数据处理装置(未示出)。该数据处理装置与毫米波/太赫兹波探测器阵列2无线连接或有线连接以接收来自毫米波/太赫兹波探测器阵列2的对于被检对象3的扫描数据并生成毫米波/太赫兹波图像。该成像设备还可以包括显示装置，该显示装置与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/太赫兹波图像。
在一个示例性实施例中，数据处理装置可以用于生成控制信号并将控制信号发送给转台驱动装置和俯仰摆动驱动装置以驱动转台转动和/或俯仰摆动机构7摆动。在另一示例性实施例中，成像设备也可以包括与数据处理装置相独立的控制装置。
如图14所示，本公开还提供了一个利用毫米波/太赫兹波成像设备对人体或物品进行检测的方法，包括以下步骤：
步骤S1：旋转机构6驱动反射板1在水平方向上往复摆动，同时俯仰摆动机构7驱动反射板1在竖直方向上俯仰摆动，以使得对被检对象31所在的视场3形成的扫描轨迹包络为类圆形或类椭圆形；
步骤S2：将毫米波/太赫兹波探测器阵列2所获得的对于被检对象31的扫描数据发送给数据处理装置；和
步骤S3：利用数据处理装置对扫描数据进行重建以生成被检对象31的毫米波/太赫兹波图像。
该方法可以准确地对被检对象31进行全方位的成像和检测，其中被检对象31可以是人体，也可以是物品。
优选地，在一个示例性实施例中，旋转机构6和俯仰摆动机构7均被配置成在正弦信号的驱动下运行，适用于驱动旋转机构6的正弦信号和适用于驱动俯仰摆动机构7的正弦信号的频率相同，相位差为90°。需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，旋转机构6和俯仰摆动机构7也可以配置成在余弦信号的驱动下运行，适用于驱动旋转机构6的余弦信号和适用于驱动俯仰摆动机构7的余弦信号的频率相同，相位差为90°。
俯仰摆动机构7所摆动的角度应根据毫米波/太赫兹波探测器阵列2在竖直方向上的静态视场来确定。
作为一个示例性实施例，该方法还可以包括：
步骤S4：在生成被检对象31的毫米波/太赫兹波图像之后，对被检对象 31是否带有可疑物32以及可疑物32的位置进行识别并将结果输出。
在上述步骤S4中，对于可疑物32及其位置的识别可以通过计算机自动识别或是人工识别或是两者相结合的方法来进行。结果输出可以通过例如在显示装置上显示标有直接显示是否带有可疑物32的结论等方式来实现，也可以将检测结果直接打印或发送。
根据本公开的另一实施例，与以上实施例不同的是，旋转机构6适用于驱动反射板1在水平方向上旋转运动，以使得反射板1对被检对象位于视场3不同水平位置的部分自发辐射的波束进行反射；俯仰摆动机构7适用于驱动反射板1在竖直方向上俯仰摆动，以当反射板1在旋转机构6的带动下每旋转一定角度，俯仰摆动机构7驱动反射板1在竖直方向上进行一次或多次俯仰摆动，以使得反射板1对被检对象31位于视场3不同竖直位置的部分自发辐射的波束进行反射。
该实施例中的毫米波/太赫兹波成像设备通过反射板1接收并反射由被检对象31自发辐射的毫米波/太赫兹波，并经聚焦透镜4的汇聚作用后由毫米波/太赫兹波探测器阵列2接收，通过旋转机构6带动反射板1连续地旋转(例如1转/秒至24转/秒)，当反射板1在旋转机构6的带动下每旋转一定角度，俯仰摆动机构7驱动反射板1在竖直方向上进行一次或多次俯仰摆动，通过反射板调节装置的旋转机构6和俯仰摆动机构7的配合可以使反射板1对视场3进行全面反射，且采样密集点集中在视场3中间，此外，在视场3的大部分区域，采样点排布均匀，插值方便。
在视场3内，旋转运动和俯仰摆动的配合方式可以采用“N”字形或蛇形。其中，如图14所示，“N”字形的特点是：俯仰摆动起点总在视场3底部(也可以是顶部)，由下至上反射(或由上至下反射)，反射完一列后，毫米波/太赫兹波探测器阵列2回到起始俯仰角，待水平方向旋转至下一个角度后，再次重复俯仰摆动过程。如图15所示，蛇形的特点是相邻两列的俯仰摆动轨迹首尾相接，相对于“N”字形节约了回零位的时间。
如图16所示，本公开还提供了一种利用毫米波/太赫兹波成像设备对人体或物品进行检测的方法，包括以下步骤：
步骤S1：旋转机构6驱动反射板在水平方向上每旋转一定角度，俯仰摆动机构7驱动反射板1在竖直方向上摆动N v次，以依次对被检对象31位于视场3不同竖直位置的部分自发辐射的毫米波/太赫兹波进行反射，旋转机构6驱动 反射板1在水平方向上旋转N h次，以依次对被检对象31位于视场3不同水平位置的部分自发辐射的毫米波/太赫兹波进行反射；
步骤S2：将毫米波/太赫兹波探测器阵列2所获得的对于被检对象31的扫描数据发送给数据处理装置；和
步骤S3：利用数据处理装置对扫描数据进行重建以生成被检对象31的毫米波/太赫兹波图像。
该方法可以准确地对被检对象31进行全方位的成像和检测，其中被检对象31可以是人体，也可以是物品。
图17示出了反射板1的俯仰摆动与视场竖直范围的示意图。如图17所示，毫米波/太赫兹波探测器阵列2的静态视场为H 0，视场3的中心到反射板1的中心的水平距离为L，竖直视场范围为H，该竖直视场范围H所对应的视场角度为θ m。反射板1摆动θ，对应的视场角度改变2θ，所以竖直视场范围H所对应的视场角度为θ m，对应反射板1的摆动角度为θ m/2。
其中，反射板1完成对被检对象31所在的视场3竖直范围的反射所需要摆动的次数N v通过下式计算：
Figure PCTCN2019110375-appb-000001
式中，[]表示向上取整；
L为视场3的中心到反射板1的中心的距离；
H 0为毫米波/太赫兹波探测器排列2的静态视场；
θ m为竖直视场范围H所对应的视场角度。
假定毫米波/太赫兹波探测器的个数为N，两个相邻的毫米波/太赫兹波探测器的中心间距d时，则毫米波/太赫兹波探测器的最大偏馈距离y m，则
Figure PCTCN2019110375-appb-000002
由此可以计算出毫米波/太赫兹波探测器阵列2的静态视场为H 0。如图18所示，毫米波/太赫兹波探测器阵列2的静态视场H 0与物距L 1、像距L 2需要满足如下关系式
Figure PCTCN2019110375-appb-000003
完成对被检对象31所在的视场3水平范围的反射所需要转动的次数N h通 过下式计算：
Figure PCTCN2019110375-appb-000004
式中，[]表示向上取整；
V为视场水平范围；
d为两个相邻的毫米波/太赫兹波探测器的中心间距；
L 1为物距；
L 2为像距。
旋转机构6驱动反射板在水平方向上每次旋转的角度应根据毫米波/太赫兹波探测器阵列2在水平方向上的静态视场来确定。同样地，俯仰摆动机构7所摆动的角度应根据毫米波/太赫兹波探测器阵列在竖直方向上的静态视场来确定。
如图19所示，在一个示例性实施例中，毫米波/太赫兹波探测器的个数N为20个，并呈一列排布，两个相邻的毫米波/太赫兹波探测器的中心间距d为7mm，最大偏馈距离y m为7cm。物距L 1为3.5m，像距L 2为0.7m，根据公式(3)可以计算出静态视场H 0＝70cm。为了完成视场竖直范围H为2m的反射，所需要摆动的次数为3，分别为“俯仰上角θ 上”、“俯仰中角θ 中”和“俯仰下角θ 下”。对视场水平范围1m所需要转动的次数N h至少为29，最终形成如图19所示的视场分布。
如图20所示，在一个示例性实施例中，毫米波/太赫兹波探测器个数N为40个，并呈双列交错排布，每一列中相邻的两个毫米波/太赫兹波探测器的中心间距d为14mm，最大偏馈距离y m为14cm。物距L 1为3.5m，像距L 2为0.7m，根据公式(3)可以计算出静态视场H 0＝90cm。为了完成视场竖直范围H为1.8m的反射，所需要摆动的次数为2，分别为“俯仰上角θ 上”和“俯仰下角θ 下”；对视场水平范围1m所需要转动的次数N h至少为15，最终形成如图20所示的视场分布。
根据本公开的另一实施例，与以上实施例不同的是，准光学组件包括三个适用于接收并反射来自被检对象31的波束的反射板1A、1B、1C和适用于汇聚来自各反射板1A、1B、1C的波束的聚焦透镜4，如图21和图22所示。其中，三个反射板1A、1B、1C与被检对象31所在的视场法向之间的角度是不同的，且多个反射板1A、1B、1C与水平面之间的角度也是不同的。在这里，视场法 向(如图21和图22中的空心箭头所示)指的是从反射板1的中心到视场3的纵向中心线的水平连线的方向。毫米波/太赫兹波探测器阵列2适用于接收由准光学组件反射并汇聚后的波束。反射板调节装置包括旋转机构6，该旋转机构6适用于驱动反射板1在水平方向上旋转运动，由于三个反射板1A、1B、1C与被检对象所在的视场法向之间的角度是不同的，因此在旋转机构6的驱动下可以使反射板1A、1B、1C依次对被检对象31自发辐射的波束进行反射，此外，由于三个反射板1A、1B、1C与水平面之间的角度也是不同的，因此可以使得三个反射板1A、1B、1C对被检对象31位于视场3不同竖直位置的部分自发辐射的波束进行反射。
该实施例中的毫米波/太赫兹波成像设备通过反射板1接收并反射由被检对象31自发辐射的波束，并经聚焦透镜4的汇聚作用后由毫米波/太赫兹波探测器阵列2接收(如图4所示)。由于三个反射板1A、1B、1C与被检对象31所在的视场法向之间的角度是不同的，因此在旋转机构6的驱动下可以使反射板1A、1B、1C依次对被检对象31自发辐射的波束进行反射，此外，由于三个反射板1A、1B、1C与水平面之间的角度也是不同的，因此可以使得多个反射板1A、1B、1C对被检对象31位于视场3不同竖直位置的部分自发辐射的波束进行反射，从而使反射板1对视场3进行全面反射，且采样密集点集中在全视场3中间，此外，在视场3的大部分区域，采样点分布均匀，插值方便。
如图21和图22所示，在一个示例性实施例中，三个反射板1A、1B、1C中的至少一个反射板与水平面之间的角度是可调节的。为了便于调节反射板1A、1B、1C与水平面之间的角度，优选该毫米波/太赫兹波成像设备还包括用于调节各反射板1A、1B、1C与水平面之间的角度的俯仰摆动机构7A、7B、7C。当反射板1A、1B、1C在旋转机构6的带动下每旋转一定角度，俯仰摆动机构7A、7B、7C驱动与其连接的反射板1A、1B、1C在竖直方向上进行俯仰摆动，以增大与该反射板对应的视场3的竖直范围，从而能够使毫米波/太赫兹波成像设备在不增加毫米波/太赫兹波探测器数量的情况下能够满足更大竖直范围的视场3。
需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，反射板1A、1B、1C与水平面之间的角度也可以是固定的。当整个视场竖直范围所对应的视场角度为θ m，则三个反射板1A、1B、1C与水平面的偏离角度分别为
Figure PCTCN2019110375-appb-000005
其中，α为反射板1B与水平面之间的角度，优选α为45°，需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其他一些实施例中，α也可以为其它数值，例如α在30°至60°的范围内等。
如果毫米波/太赫兹波探测器阵列的静态视场为H 0，那么总的视场高度约为3H 0。静态视场H 0的大小取决于毫米波/太赫兹波探测器的个数和中心间距。
需要说明的是，虽然在这里示出三个反射板，但是本领域的技术人员应当理解，反射板的数量也可以为其它数值，例如2个、4个、5个、6个等，优选为4个、5个或6个。在一些实施例中，多个反射板等间隔地分布在以旋转机构6的旋转轴线为圆心的假想圆上
如图21和图22所示，在一个示例性实施例中，旋转机构6包括基座61和转台，其中，转台包括转台本体62和三个倒置的L形支架63，其中转动本体62适用于与基座61转动式连接；三个L形支架63的一端部与转台本体62连接，另一端部与俯仰摆动机构7连接，这样通过转台的转动能够带动俯仰摆动机构7在水平方向上转动，进而带动与俯仰摆动机构7连接的反射板1在水平方向上转动。
在一个示例性实施例中，毫米波/太赫兹波探测器阵列2呈双列交错分布(如图26所示)，每一列的分布方向与视场法向平行。在这里，视场法向指的是指的是从反射板1的中心到视场3的纵向中心线之间的水平连线的方向。毫米波/太赫兹波探测器阵列2中毫米波/太赫兹波探测器的个数根据所需视场大小以及所需分辨率确定，毫米波/太赫兹波探测器的大小根据波长、加工工艺，以及所需采样密度等确定。需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，毫米波/太赫兹波探测器阵列2也可以呈线性分布，分布方向也与视场法向平行。
本公开还提供了一种利用被动式毫米波/太赫兹波成像设备对人体或物品进行检测的方法，如图24所示，包括以下步骤：
步骤S1：旋转机构6驱动三个反射板1A、1B、1C在水平方向上旋转，以使得三个反射板1A、1B、1C依次对被检对象31位于视场3不同竖直位置的部分自发辐射的毫米波/太赫兹波进行反射；
步骤S2：将毫米波/太赫兹波探测器阵列2所获得的对于被检对象的扫描 数据发送给数据处理装置；和
步骤S3：利用数据处理装置对扫描数据进行重建以生成被检对象的毫米波/太赫兹波图像。
该方法可以准确地对被检对象31进行全方位的成像和检测，其中被检对象31可以是人体，也可以是物品。
优选地，在步骤S1中，旋转机构6驱动三个反射板1A、1B、1C在水平方向上每旋转一定角度，俯仰摆动机构7A、7B、7C同时驱动与其连接的反射板1A、1B、1C在竖直方向上摆动预定角度N v次，以完成对被检对象位于视场3的相应的预设竖直范围的部分自发辐射的波束进行反射，旋转机构6驱动三个反射板1A、1B、1C在水平方向上旋转N h次，以完成对被检对象31位于视场3水平范围的部分自发辐射的波束进行反射。在这里需要说明的是，俯仰摆动机构7A、7B、7C驱动与其连接的反射板1A、1B、1C进行摆动可以是同步的，也可以是不同步的。
当采用三个反射板1A、1B、1C时，每个反射板完成对被检对象31位于视场3的相应的预设竖直范围H 预的反射所需要摆动的次数N v通过下式计算：
Figure PCTCN2019110375-appb-000006
式中，[]表示向上取整；
L为视场中心到反射板中心的距离；
H 0为毫米波/太赫兹波探测器排列2的静态视场；
θ 预为每个反射板对应的预设视场竖直范围H 预所对应的视场角度。
旋转机构6驱动三个反射板1A、1B、1C在水平方向上每次旋转的角度应根据毫米波/太赫兹波探测器阵列在水平方向上的静态视场来确定。同样地，俯仰摆动机构7所摆动的角度应根据毫米波/太赫兹波探测器阵列在竖直方向上的静态视场来确定。
如图25所示，在一个示例性实施例中，毫米波/太赫兹波探测器的个数N为20个，并呈一列分布，两个相邻的毫米波/太赫兹波探测器的中心间距d为7mm，最大偏馈距离y m为7cm。物距L 1为3.5m，像距L 2为0.7m，根据公式(7)可以计算出静态视场H 0＝70cm。采用三个不同角度(θ A、θ B、θ C)设置的反射板1A、1B、1C无需俯仰摆动即能完成对视场竖直范围为2m的反射，对视场水 平范围1m所需要转动的次数N h至少为29，最终形成如图25所示的视场分布。
如图26所示，在一个示例性实施例中，毫米波/太赫兹波探测器个数N为40个，并呈双列交错分布，每一列中相邻的两个毫米波/太赫兹波探测器的中心间距d为14mm，最大偏馈距离y m＝7cm。物距L 1为3.5m，像距L 2为0.7m，根据公式(7)可以计算出静态视场H 0＝70cm。为了实现对视场竖直范围为2m的反射，采用三个不同角度(θ A、θ B、θ C)设置的反射板1A、1B、1C，此时三个反射板可以静止在相应的角度上，无需俯仰运动即能完成，对视场水平范围为1m所需要转动的次数N h至少为15，最终形成如图26所示的视场分布。
如图27所示，在一个示例性实施例中，毫米波/太赫兹波探测器个数N为10个，呈线性分布，相邻的两个毫米波/太赫兹波探测器的中心间距d为7mm，最大偏馈距离y m为7cm。物距L 1为3.5m，像距L 2为0.7m，根据公式(7)可以计算出静态视场H 0＝70cm。为了实现对竖直范围为2m的视场的反射，采用三个可调角度的反射板1A、1B、1C，每个反射板所需要摆动的次数为2，分别为“俯仰上角θ A上”和“俯仰下角θ A下”(对应的视场竖直范围为H A上和H A下)、“俯仰上角θ B上”和“俯仰下角θ B下”(对应的视场竖直范围为H B上和H B下)、“俯仰上角θ C上”和“俯仰下角θ C下”(对应的视场竖直范围为H C上和H C下)。对视场水平范围为1m所需要转动的次数N h至少为15，最终形成如图27所示的视场分布。
需要说明的是，虽然在上述实施例中，反射板反射的波束是被检对象31自发辐射的毫米波或太赫兹波，然而本领域的技术人员应当理解，该波束也可以为照射到被检对象31并经被检对象31反射回来的毫米波/太赫兹波。
如上述示例性实施例中，聚焦透镜4沿波束的路径位于反射板1和毫米波/太赫兹波探测器阵列2之间。需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，聚焦透镜4也可以设置在反射板1和被检对象31之间，即被检对象31自发辐射的毫米波或者太赫兹波经过聚集透镜4，然后被反射板1反射至毫米波/太赫兹波探测器阵列2并由毫米波/太赫兹波探测器阵列2接收，如图28所示。
本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。
在详细说明本公开的较佳实施例之后，熟悉本领域的技术人员可清楚的了 解，在不脱离随附权利要求的保护范围与精神下可进行各种变化与改变，且本公开亦不受限于说明书中所举示例性实施例的实施方式。

Claims (64)

  1. 一种毫米波/太赫兹波成像设备，包括：准光学组件、毫米波/太赫兹波探测器阵列和反射板调节装置，
    所述准光学组件适用于将被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至所述毫米波/太赫兹波探测器阵列，并包括适用于接收并反射来自被检对象的波束的反射板；
    所述毫米波/太赫兹波探测器阵列适用于接收来自所述准光学组件的波束；以及
    所述反射板调节装置适用于调节所述反射板的运动，以使得对所述被检对象所在的视场形成的扫描轨迹包络为类圆形或类椭圆形，并包括：
    旋转机构，所述旋转机构适用于驱动所述反射板在水平方向上往复摆动，以使得所述反射板对所述被检对象位于所述视场不同水平位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射，和
    俯仰摆动机构，所述俯仰摆动机构适用于驱动所述反射板在竖直方向上的俯仰摆动，以使得所述反射板对所述被检对象位于所述视场不同竖直位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射。
  2. 根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述旋转机构和所述俯仰摆动机构均被配置成在正弦信号/余弦信号的驱动下运行，适用于驱动所述旋转机构的正弦信号/余弦信号和适用于驱动所述俯仰摆动机构的正弦信号/余弦信号的频率相同，且相位差为90°。
  3. 根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述毫米波/太赫兹波探测器阵列呈环形分布。
  4. 根据权利要求3所述的成像设备，其中，所述环形包括圆形环、椭圆形环、多边形环中的至少一种。
  5. 根据权利要求4所述的成像设备，其中，所述多边形环包括正菱形环、扁菱形环、长方形环中的至少一种。
  6. 根据权利要求3所述的成像设备，其中，所述毫米波/太赫兹波探测器阵列中的多个毫米波/太赫兹波探测器均匀分布在所述环形上。
  7. 根据权利要求3所述的成像设备，其中，所述毫米波/太赫兹波探测器阵列中的多个毫米波/太赫兹波探测器在视场法向或垂直于所述视场法向的方向上的投影是均匀分布的。
  8. 根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述毫米波/太赫兹波探测器阵列呈线性分布。
  9. 根据权利要求1-8中任一项所述的成像设备，其中，所述旋转机构包括：
    基座；和
    转台，所述转台与所述基座转动式连接，所述反射板安装在所述转台上，以在所述转台的带动下在水平方向上往复摆动；
    转台驱动装置，所述转台驱动装置与所述转台连接，适用于驱动所述转台转动。
  10. 根据权利要求9所述的成像设备，其中，所述转台包括：
    转台本体，所述转台本体适用于与所述基座转动式连接；和
    倒置的L形支架，所述L形支架的一端部与所述转台本体连接，所述L形支架的另一端部与所述俯仰摆动机构连接。
  11. 根据权利要求10所述的成像设备，其中，所述L形支架的数量为两个，两个所述L形支架对应设置在所述俯仰摆动机构的两侧。
  12. 根据权利要求10所述的成像设备，其中，所述俯仰摆动机构包括：
    曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构的曲柄与所述反射板连接，并与所述L形支架转动式连接，所述曲柄连杆机构的连杆与所述L形支架滑动连接，以通过所述连杆相对于所述L形支架的滑动来带动所述曲柄的转动，进而带动所述 反射板的俯仰摆动；
    俯仰摆动驱动装置，所述俯仰摆动驱动装置适用于驱动所述连杆相对于所述L形支架的滑动运动。
  13. 根据权利要求12所述的成像设备，其中，所述曲柄采用半圆形板，所述半圆形板的直径部分与所述反射板连接。
  14. 根据权利要求12所述的成像设备，其中，所述L形支架上设置有导向件，所述曲柄连杆机构的连杆滑动地套设在所述导向件内。
  15. 根据权利要求9所述的成像设备，其中，所述基座呈L形结构，并包括水平部以及与所述水平部连接的竖直部。
  16. 根据权利要求15所述的成像设备，其中，还包括适用于安装所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的探测器平台，所述探测器平台固定在所述L形结构的竖直部上。
  17. 根据权利要求15所述的成像设备，其中，所述准光学组件还包括适用于汇聚来自反射板的波束的聚焦透镜，所述聚焦透镜沿所述波束的路径位于所述反射板和所述毫米波/太赫兹波探测器阵列之间。
  18. 根据权利要求17所述的成像设备，其中，还包括适用于安装所述聚焦透镜的透镜支架，所述透镜支架设置在所述L形结构的竖直部上。
  19. 根据权利要求1-8中的任一项所述的成像设备，其中，所述准光学组件还包括适用于汇聚来自所述被检对象的波束的聚焦透镜，所述聚焦透镜位于所述反射板和被检对象之间。
  20. 根据权利要求1-8中的任一项所述的成像设备，其中，还包括：
    数据处理装置，所述数据处理装置与所述毫米波/太赫兹波探测器阵列连接以接收来自所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的对于被检对象的扫描数据并 生成毫米波/太赫兹波图像；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/太赫兹波图像。
  21. 一种利用毫米波/太赫兹波成像设备对人体或物品进行检测的方法，包括以下步骤：
    步骤S1：旋转机构驱动反射板在水平方向上往复摆动，同时俯仰摆动机构驱动所述反射板在竖直方向上俯仰摆动，以使得对被检对象所在的视场形成的扫描轨迹包络为类圆形或类椭圆形；
    步骤S2：将毫米波/太赫兹波探测器阵列所获得的对于所述被检对象的扫描数据发送给数据处理装置；和
    步骤S3：利用数据处理装置对所述扫描数据进行重建以生成所述被检对象的毫米波/太赫兹波图像。
  22. 根据权利要求21所述的方法，其中，所述旋转机构和所述俯仰摆动机构均被配置成在正弦信号/余弦信号的驱动下运行，适用于驱动所述旋转机构的正弦信号/余弦信号和适用于驱动所述俯仰摆动机构的正弦信号/余弦信号的频率相同，且相位差为90°。
  23. 根据权利要求21或22所述的方法，其中，还包括步骤S4：在生成所述被检对象的毫米波/太赫兹波图像之后，对所述被检对象是否带有可疑物以及可疑物的位置进行识别并将结果输出。
  24. 一种毫米波/太赫兹波成像设备，其包括：准光学组件、毫米波/太赫兹波探测器阵列和反射板调节装置，
    所述准光学组件适用于将被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至所述毫米波/太赫兹波探测器阵列，并包括适用于接收并反射来自被检对象的波束的反射板；
    所述毫米波/太赫兹波探测器阵列适用于接收来自所述准光学组件的波束；以及
    所述反射板调节装置包括：
    旋转机构，所述旋转机构适用于驱动所述反射板在水平方向上旋转运动，以使得所述反射板对所述被检对象位于视场不同水平位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射，和
    俯仰摆动机构，所述俯仰摆动机构适用于驱动所述反射板在竖直方向上俯仰摆动，以当所述反射板在所述旋转机构的带动下每旋转一定角度，所述俯仰摆动机构驱动所述反射板在竖直方向上进行俯仰摆动，以使得所述反射板对所述被检对象位于所述视场不同竖直位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射。
  25. 根据权利要求24所述的成像设备，其中，所述旋转机构包括：
    基座；和
    转台，所述转台与所述基座转动式连接，所述反射板安装在所述转台上，以在所述转台的带动下在水平方向上旋转运动；
    转台驱动装置，所述转台驱动装置与所述转台连接，适用于驱动所述转台转动。
  26. 根据权利要求25所述的成像设备，其中，所述转台包括：
    转台本体，所述转台本体适用于与所述基座转动式连接；和
    倒置的L形支架，所述L形支架的一端部与所述转台本体连接，所述L形支架的另一端部与所述俯仰摆动机构连接。
  27. 根据权利要求26所述的成像设备，其中，所述L形支架的数量为两个，两个所述L形支架对应设置在所述俯仰摆动机构的两侧。
  28. 根据权利要求26所述的成像设备，其中，所述俯仰摆动机构包括：
    曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构的曲柄与所述反射板连接，并与所述L形支架转动式连接，所述曲柄连杆机构的连杆与所述L形支架滑动连接，以通过所述连杆相对于所述L形支架的滑动来带动所述曲柄的转动，进而带动所述反射板的俯仰摆动；
    俯仰摆动驱动装置，所述俯仰摆动驱动装置适用于驱动所述连杆相对于所述L形支架的滑动运动。
  29. 根据权利要求28所述的成像设备，其中，所述曲柄采用半圆形板，所述半圆形板的直径部分与所述反射板连接。
  30. 根据权利要求28所述的成像设备，其中，所述L形支架上设置有导向件，所述曲柄连杆机构的连杆滑动地套设在所述导向件内。
  31. 根据权利要求25所述的成像设备，其中，所述转台上设置有角位移测量机构，用于测量所述转台的角位移。
  32. 根据权利要求25所述的成像设备，其中，所述基座呈L形结构，并包括水平部以及与所述水平部连接的竖直部。
  33. 根据权利要求32所述的成像设备，其中，还包括适用于安装所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的探测器平台，所述探测器平台固定在所述L形结构的竖直部上。
  34. 根据权利要求32所述的成像设备，其中，所述准光学组件还包括适用于汇聚来自所述反射板的波束的聚焦透镜，所述聚焦透镜沿所述波束的路径位于所述反射板和所述毫米波/太赫兹波探测器阵列之间。
  35. 根据权利要求34所述的成像设备，其中，还包括适用于安装所述聚焦透镜的透镜支架，所述透镜支架设置在所述L形结构的竖直部上。
  36. 根据权利要求24所述的成像设备，其中，所述准光学组件还包括适用于汇聚来自所述被检对象的波束的聚焦透镜，所述聚焦透镜位于所述反射板和被检对象之间。
  37. 根据权利要求24所述的成像设备，其中，所述毫米波/太赫兹波探测器阵列中的多个毫米波/太赫兹波探测器呈线性分布或双列交错排布。
  38. 根据权利要求24-37中的任一项所述的成像设备，其中，还包括：
    数据处理装置，所述数据处理装置与所述毫米波/太赫兹波探测器阵列连接以接收来自所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的对于被检对象的扫描数据并生成毫米波/太赫兹波图像；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/太赫兹波图像。
  39. 一种利用毫米波/太赫兹波成像设备对人体或物品进行检测的方法，包括以下步骤：
    步骤S1：旋转机构驱动反射板在水平方向上每旋转一定角度，俯仰摆动机构驱动所述反射板在竖直方向上摆动N v次，以依次对被检对象位于视场不同竖直位置的部分自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波进行反射，旋转机构驱动所述反射板在水平方向上旋转N h次，以依次对所述被检对象位于所述视场不同水平位置的部分自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波进行反射；
    步骤S2：将毫米波/太赫兹波探测器阵列所获得的对于所述被检对象的扫描数据发送给数据处理装置；和
    步骤S3：利用所述数据处理装置对所述扫描数据进行重建以生成所述被检对象的毫米波/太赫兹波图像。
  40. 根据权利要求39所述的方法，其中，所述反射板完成对被检对象所在的视场竖直范围的反射所需要摆动的次数N v通过下式计算：
    Figure PCTCN2019110375-appb-100001
    式中，[]表示向上取整；
    L为视场中心到反射板中心的距离；
    H 0为毫米波/太赫兹波探测器排列的静态视场；
    θ m为视场竖直范围H所对应的视场角度。
  41. 根据权利要求40所述的方法，其中，完成对被检对象所在的视场水平范围的反射所需要转动的次数N h通过下式计算：
    Figure PCTCN2019110375-appb-100002
    式中，[]表示向上取整；
    V为视场水平范围；
    d为两个相邻的毫米波/太赫兹波探测器的中心间距；
    L 1为物距；
    L 2为像距。
  42. 根据权利要求39-40中的任一项所述的方法，其中，还包括步骤S4：在生成所述被检对象的毫米波/太赫兹波图像之后，对所述被检对象是否带有可疑物以及可疑物的位置进行识别并将结果输出。
  43. 一种毫米波/太赫兹波成像设备，其中，包括：准光学组件、毫米波/太赫兹波探测器阵列和反射板调节装置，
    所述准光学组件适用于将被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至所述毫米波/太赫兹波探测器阵列，并包括多个适用于接收并反射来自被检对象的波束的反射板，多个所述反射板与被检对象所在的视场法向之间的角度是不同的，且多个所述反射板与水平面之间的角度也是不同的；
    所述毫米波/太赫兹波探测器阵列适用于接收来自所述准光学组件的波束；以及
    所述反射板调节装置包括旋转机构，所述旋转机构适用于驱动多个所述反射板在水平方向上的旋转运动，以使得多个所述反射板依次对所述被检对象位于所述视场不同竖直位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射。
  44. 根据权利要求43所述的成像设备，其中，多个所述反射板中的至少一个所述反射板与水平面之间的角度是可调节的。
  45. 根据权利要求43所述的成像设备，其中，所述旋转机构包括：
    基座；和
    转台，所述转台与所述基座转动式连接，多个所述反射板安装在所述转台上，以在所述转台的带动下在水平方向上旋转运动；
    转台驱动装置，所述转台驱动装置与所述转台连接，适用于驱动所述转台转动。
  46. 根据权利要求45所述的成像设备，其中，所述转台包括
    转台本体，所述转台本体适用于与所述基座转动式连接；和
    倒置的L形支架，所述L形支架的一端部与所述转台本体连接，所述L形支架的另一端部与所述反射板连接。
  47. 根据权利要求46所述的成像设备，其中，还包括适用于调节所述反射板与所述水平面之间的角度的俯仰摆动机构。
  48. 根据权利要求47所述的成像设备，其中，所述俯仰摆动机构包括：
    曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构的曲柄与所述反射板连接，并与所述L形支架转动式连接，所述曲柄连杆机构的连杆与所述L形支架滑动连接，以通过所述连杆相对于所述L形支架的滑动来带动所述曲柄的转动，进而带动所述反射板的俯仰摆动；
    俯仰摆动驱动装置，所述俯仰摆动驱动装置适用于驱动所述连杆相对于所述L形支架的滑动运动。
  49. 根据权利要求48所述的成像设备，其中，所述曲柄采用半圆形板，所述半圆形板的直径部分与所述反射板连接。
  50. 根据权利要求48所述的成像设备，其中，所述L形支架上设置有导向件，所述曲柄连杆机构的连杆滑动地套设在所述导向件内。
  51. 根据权利要求45所述的成像设备，其中，所述转台上设置有角位移测量机构，用于测量所述转台的角位移。
  52. 根据权利要求45所述的成像设备，其中，所述基座呈L形结构，并包括水平部以及与所述水平部连接的竖直部。
  53. 根据权利要求52所述的成像设备，其中，还包括适用于安装所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的探测器平台，所述探测器平台固定在所述L形结构的竖直部上。
  54. 根据权利要求53所述的成像设备，其中，所述准光学组件还包括适用于汇聚来自所述反射板的波束的聚焦透镜，所述聚焦透镜沿所述波束的路径位于所述反射板和所述毫米波/太赫兹波探测器阵列之间。
  55. 根据权利要求54所述的成像设备，其中，还包括适用于安装所述聚焦透镜的透镜支架，所述透镜支架设置在所述L形结构的竖直部上。
  56. 根据权利要求43所述的成像设备，其中，所述准光学组件还包括适用于汇聚来自所述被检对象的波束的聚焦透镜，所述聚焦透镜位于所述反射板和被检对象之间。
  57. 根据权利要求43所述的成像设备，其中，所述毫米波/太赫兹波探测器阵列中的多个毫米波/太赫兹波探测器呈线性分布或双列交错分布。
  58. 根据权利要求43所述的成像设备，其中，多个所述反射板等间隔地分布在以所述旋转机构的旋转轴线为圆心的假想圆上。
  59. 根据权利要求43-55中的任一项所述的成像设备，其中，还包括：
    数据处理装置，所述数据处理装置与所述毫米波/太赫兹波探测器阵列连接以接收来自所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的对于被检对象的扫描数据并生成毫米波/太赫兹波图像；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/太赫兹波图像。
  60. 一种利用毫米波/太赫兹波成像设备对人体或物品进行检测的方法，其中，包括以下步骤：
    步骤S1：旋转机构驱动多个反射板在水平方向上旋转，以使得多个所述反 射板依次对被检对象位于视场不同竖直位置的部分自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波进行反射；
    步骤S2：将毫米波/太赫兹波探测器阵列所获得的对于所述被检对象的扫描数据发送给数据处理装置；和
    步骤S3：利用数据处理装置对所述扫描数据进行重建以生成所述被检对象的毫米波/太赫兹波图像。
  61. 根据权利要求60所述的方法，其中，在步骤S1中，所述旋转机构驱动多个所述反射板在水平方向上每旋转一定角度，俯仰摆动机构驱动多个所述反射板中的至少一个在竖直方向上摆动预定角度N v次，以完成对被检对象位于所述视场的相应的预设竖直范围的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射，旋转机构驱动反射板在水平方向上旋转N h次，以完成对所述被检对象位于所述视场水平范围的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射。
  62. 根据权利要求61所述的方法，其中，每个所述反射板完成对被检对象位于所述视场的相应的预设竖直范围的反射所需要摆动的次数N v通过下式计算：
    Figure PCTCN2019110375-appb-100003
    式中，[]表示向上取整；
    L为视场中心到反射板中心的距离；
    H 0为毫米波/太赫兹波探测器排列的静态视场；
    θ 预为每个反射板对应的预设视场竖直范围H 预所对应的视场角度。
  63. 根据权利要求61所述的方法，其中，完成对被检对象所在的视场水平范围的反射所需要转动的次数N h通过下式计算：
    Figure PCTCN2019110375-appb-100004
    式中，[]表示向上取整；
    V为视场水平范围；
    d为两个相邻的毫米波/太赫兹波探测器的中心间距；
    L 1为物距；
    L 2为像距。
  64. 根据权利要求60-63中的任一项所述的方法，其中，还包括步骤S4：在生成所述被检对象的毫米波/太赫兹波图像之后，对所述被检对象是否带有可疑物以及可疑物的位置进行识别并将结果输出。
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