全文摘要
本公开提供了一种毫米波\/太赫兹波成像设备，其包括：准光学组件，其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；毫米波\/太赫兹波探测器阵列，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，并包括旋转机构和俯仰摆动机构。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。
主设计要求
1.一种毫米波\/太赫兹波成像设备，其特征在于，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。
设计方案
1.一种毫米波\/太赫兹波成像设备，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，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，其特征在于，所述反射板是平面的。
21.根据权利要求20所述的成像设备，其特征在于，所述反射板采用光滑的金属表面或金属栅网格。
22.根据权利要求1-8中的任一项所述的成像设备，其特征在于，所述反射板是菲涅尔反射镜或抛物面反射镜。
23.根据权利要求1-8中的任一项所述的成像设备，其特征在于，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。
设计说明书
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。
背景技术
在当前国内外防恐形势日益严峻的形势下，恐怖分子利用隐匿方式随身携带刀具、枪支、爆炸物等危险物品对公共安全构成了严重的威胁。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，无需主动辐射，对人体进行安检，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。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种毫米波\/太赫兹波成像设备，以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。
根据本公开的实施例，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。
在一些实施例中，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°。
在一些实施例中，所述毫米波\/太赫兹波探测器阵列呈环形分布。
在一些实施例中，所述环形包括圆形环、椭圆形环、多边形环中的至少一种。
在一些实施例中，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。
在一些实施例中，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。
在一些实施例中，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。
在一些实施例中，所述毫米波\/太赫兹波探测器阵列呈线性分布。
在一些实施例中，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。
在一些实施例中，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。
在一些实施例中，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。
在一些实施例中，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。
在一些实施例中，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。
在一些实施例中，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。
在一些实施例中，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。
在一些实施例中，毫米波\/太赫兹波成像设备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。
在一些实施例中，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。
在一些实施例中，毫米波\/太赫兹波成像设备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。
在一些实施例中，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。
在一些实施例中，所述反射板是平面的。
在一些实施例中，所述反射板采用光滑的金属表面或金属栅网格。
在一些实施例中，所述反射板是菲涅尔反射镜或抛物面反射镜。
在一些实施例中，毫米波\/太赫兹波成像设备还包括：
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。
根据本公开上述各种实施例所述的毫米波\/太赫兹波成像设备及人体或物品检测方法，通过旋转机构带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进行俯仰摆动，通过反射板调节装置的旋转机构和俯仰摆动机构的配合可以使反射板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，从而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，插值方便。
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；以及
图14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。
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。
需要说明的是，虽然在该实施例中，反射板1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形上。也可以呈横向插空分布在环形上，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准圆形，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个人体进行成像。
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个人体进行成像。
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个人体进行成像。
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个人体进行成像。
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个人体进行成像。
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旋转运动，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，使其仪在视场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13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。
根据本公开上述各种实施例所述的毫米波\/太赫兹波成像设备及其对对人体或物品进行检测的方法，通过旋转机构6带动反射板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在竖直方向上进行俯仰摆动，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中间，且在视场的大部分区域，采样点分布均匀，插值方便。
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。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201822275777.5
申请日:2018-12-29
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209182528U
授权时间:20190730
主分类号:G01V 8/10
专利分类号:G01V8/10
范畴分类:31G;
申请人:同方威视技术股份有限公司;清华大学
第一申请人:同方威视技术股份有限公司
申请人地址:100084 北京市海淀区双清路同方大厦A座2层
发明人:陈志强;赵自然;游燕;马旭明;武剑
第一发明人:陈志强
当前权利人:同方威视技术股份有限公司;清华大学
代理人:张启程
代理机构:11021
代理机构编号:中科专利商标代理有限责任公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计