毫米波安檢儀調試系統及毫米波安檢儀調試方法

毫米波安檢儀調試系統及毫米波安檢儀調試方法

《毫米波安檢儀調試系統及毫米波安檢儀調試方法》是華訊方舟科技有限公司、 深圳市太赫茲科技創新研究院有限公司於2016年7月6日申請的專利,該專利的公布號為CN105938206A,授權公布日為2016年9月14日,發明人是孫超;祁春超;吳光勝;趙術開;丁慶。

《毫米波安檢儀調試系統及毫米波安檢儀調試方法》涉及一種毫米波安檢儀調試系統及毫米波安檢儀調試方法,用於對毫米波全息成像安檢系統的成像清晰度進行調試,其中,主控裝置用於生成毫米波探測信號及參考信號。主控裝置還用於在毫米波發射天線、毫米波接收天線及被測物體之間分別處於不同相對位置的情況下,將毫米波探測信號通過毫米波發射天線發射至被測物體,並通過毫米波接收天線接收從被測物體反射的回波信號,再根據參考信號及回波信號利用全息影像技術進行三維成像。主控裝置最終可得出多個三維成像結果,從而可以確定毫米波發射天線、毫米波接收天線及被測物體之間的最佳相對位置,並套用至毫米波全息成像安檢系統中,從而提高毫米波全息成像安檢系統的成像清晰度。

2018年12月20日,《毫米波安檢儀調試系統及毫米波安檢儀調試方法》獲得第二十屆中國專利獎優秀獎。

(概述圖為《毫米波安檢儀調試系統及毫米波安檢儀調試方法》摘要附圖)

基本介紹

  • 中文名:毫米波安檢儀調試系統及毫米波安檢儀調試方法
  • 申請人:華訊方舟科技有限公司、 深圳市太赫茲科技創新研究院有限公司
  • 申請日:2016年7月6日
  • 申請號:2016105282431
  • 公布號:CN105938206A
  • 公布日:2016年9月14日
  • 發明人:孫超;祁春超;吳光勝;趙術開;丁慶
  • 地址:廣東省深圳市寶安區西鄉寶田一路臣田工業區第37棟1樓及2樓靠西
  • Int. Cl.:G01V13/00(2006.01)I
  • 代理機構:廣州華進聯合專利商標代理有限公司
  • 代理人:吳平
  • 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

毫米波的頻率為30吉赫到300吉赫(波長從1毫米到10毫米),在實際工程套用中,常把毫米波的低端頻率降到26吉赫。在電磁波譜中毫米波頻率的位置介於紅外與微波之間。與紅外相比,毫米波具有全天候工作的能力並且可用於煙塵、雲霧等惡劣環境下。在微波頻段越來越擁擠的情況下,毫米波兼顧微波的優點,還具備低頻段微波所不具備的一些優點。與微波相比,毫米波的波長短,頻頻寬(具有很廣闊的利用空間)以及在大氣中的傳播特性是毫米波的典型特點。具體來說,毫米波主要有以下幾個特點:1.精度高,毫米波雷達更容易獲得窄的波束和大的絕對頻寬,毫米波雷達系統抗電子干擾能力更強。2.在都卜勒雷達中,毫米波的都卜勒頻率解析度高。3.在毫米波成像系統中毫米波對目標的形狀結構敏感,區分金屬目標和背景環境的能力強,獲得的圖像解析度高,因此可提高對目標識別與探測能力。4.毫米波能夠穿透電漿。5.與紅外雷射相比,毫米波受惡劣自然環境的影響小。6.毫米波系統體積小,重量輕,和微波電路相比,毫米波電路尺寸要小很多。因此,毫米波系統更易集成。正是這些獨特的性質賦予了毫米波技術的廣泛套用前景,尤其是在無損檢測和安檢領域。
早在1889年就已經有學者對毫米波技術展開研究,這一領域的第一次重要技術突破發生在二十世紀三十年代,此後這一項技術得到持續發展。自從二十世紀五十年代後期英國國防研究局(Defense Research Agency)研製出第一代毫米波輻射成像系統“Green Minnow”以來,歐美等國的眾多科學家一直致力於毫米波輻射成像技術研究與開發。隨著毫米波半導體固態器件,特別是微波單片積體電路(Monolithic MicrowaveIntegrated Circuit,MMIC)的技術突破以及信號處理、計算機技術和理論建模水平的日臻成熟,毫米波輻射成像技術取得了迅猛發展,並在隱匿違禁品探測的一系列軍事和民用領域得到廣泛套用。在毫米波成像發展初期,毫米波成像系統都使用單通道的機械掃描體制,這種成像體制結構簡單,但掃描時間比較長。為了縮短掃描時間,相關機構陸續研製了相關產品,例如:Veta125成像儀,此成像儀除有發射掃描系統外,還有8×8的陣列接收機制;PMC-2成像系統,此成像系統中的天線單元採用了3毫米相控陣天線的技術,採用了中心頻率為84吉赫的毫米波;焦平面成像陣列成像系統,其採用的毫米波的中心頻率為94吉赫;毫米波成像系統,採用的毫米波的中心頻率為89吉赫。截至2016年在毫米波成像領域,還有人開發出一套三維全息成像掃描系統,其掃描機制是基於圓柱掃描,並且已經實現了毫米波成像系統的商業化。該成像系統採用的是主動成像機制,通過全息算法反演得到目標的三維毫米波圖像。相關機構正致力於更高頻率的毫米波成像系統的開發研製。
毫米波成像系統主要分為毫米波主動成像和毫米波被動成像。這種被動毫米波成像系統的優點為結構比較簡單,實現成本也較低,缺點是成像時間太長,具有較差的成像解析度。隨著毫米波器件技術的發展,毫米波主動成像系統開始受到越來越多的重視。在毫米波主動成像系統中,毫米波主動全息成像系統是常用的一種成像系統。毫米波主動全息成像系統是源於光學全息的方法,其利用電磁波的相干原理,首先發射高穩定的毫米波信號,再接受目標上每個點反射的回波信號並將回波信號與高度相干的參考信號進行相干處理,提取出回波信號的幅度和相位信息,從而得到目標點上的發射特性,最後再通過數據和圖像處理的方法就可以得到場景中目標的毫米波圖像。毫米波主動全息成像系統得到的毫米波圖像解析度好,再與機械掃描系統相配合可大大縮短成像時間,可實現工程化,因此毫米波主動全息成像系統在安檢系統中得到了越來越廣泛的套用,以下簡稱毫米波全息成像安檢系統。因此,如何提高毫米波全息成像安檢系統的成像清晰度成為亟待解決的問題。

發明內容

專利目的

《毫米波安檢儀調試系統及毫米波安檢儀調試方法》針對如何提高毫米波全息成像安檢系統的成像清晰度的問題,提供一種毫米波安檢儀調試系統及毫米波安檢儀調試方法。

技術方案

一種毫米波安檢儀調試系統,用於對毫米波全息成像安檢系統的成像清晰度進行調試,包括主控裝置、毫米波發射天線及毫米波接收天線;所述主控裝置分別與所述毫米波發射天線、所述毫米波接收天線電連線;
所述主控裝置用於生成毫米波探測信號及參考信號;所述主控裝置還用於在所述毫米波發射天線、毫米波接收天線及被測物體之間分別處於不同相對位置的情況下,將所述毫米波探測信號通過所述毫米波發射天線發射至所述被測物體,並通過所述毫米波接收天線接收從所述被測物體反射的回波信號,再根據所述參考信號及所述回波信號利用全息影像技術進行三維成像。
在其中一個實施例中,所述主控裝置包括信號處理器及TR組件;所述信號處理器與所述TR組件電連線;所述TR組件分別與所述毫米波發射天線、所述毫米波接收天線電連線;
所述TR組件用於生成毫米波探測信號及參考信號,並在所述毫米波發射天線、毫米波接收天線及被測物體之間分別處於不同相對位置的情況下,,將所述毫米波探測信號通過所述毫米波發射天線發射至所述被測物體;所述TR組件還用於通過所述毫米波接收天線接收從所述被測物體反射的回波信號並對所述回波信號進行處理;所述信號處理器用於根據所述參考信號及所述TR組件處理後的回波信號利用全息影像技術進行三維成像。
在其中一個實施例中,所述毫米波安檢儀調試系統還包括機械控制裝置;所述毫米波發射天線或毫米波接收天線安裝於所述機械控制裝置上;所述機械控制裝置用於改變所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線之間的相對位置。
在其中一個實施例中,所述機械控制裝置包括升降單元和水平移動單元;所述水平移動單元安裝於所述升降單元上;所述毫米波發射天線或所述毫米波接收天線安裝於所述水平移動單元上。
在其中一個實施例中,所述水平移動單元為導軌平移台。
一種毫米波安檢儀調試方法,包括:生成毫米波探測信號及參考信號;通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號;通過毫米波接收天線接收從被測物體反射的回波信號;根據所述參考信號及所述回波信號利用全息影像技術進行三維成像;判斷所述毫米波發射天線、毫米波接收天線及被測物體之間的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟。
在其中一個實施例中,所述步驟判斷所述毫米波發射天線、毫米波接收天線及被測物體之間的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波
探測信號的步驟包括:判斷所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線之間的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟。
在其中一個實施例中,所述步驟判斷所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線之間的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟為:判斷所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線在水平方向上的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟;其中,所述水平方向與豎直方向垂直;當所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線處於水平方向上的最佳相對位置時,判斷所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線在豎直方向上的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟。
在其中一個實施例中,所述步驟判斷所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線之間的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟為:判斷所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線在豎直方向上的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟;
當所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線處於所述豎直方向上的最佳相對位置時,判斷所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線在水平方向上的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟;其中,所述水平方向與所述豎直方向垂直。
在其中一個實施例中,所述步驟判斷所述毫米波發射天線、毫米波接收天線及被測物體之間的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟還包括:當所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線之間處於最佳相對位置時,判斷所述被測物體與所述毫米波發射天線及所述毫米波接收天線之間的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟。

改善效果

主控裝置還用於在毫米波發射天線、毫米波接收天線及被測物體之間分別處於不同相對位置的情況下,將毫米波探測信號通過毫米波發射天線發射至被測物體,並通過毫米波接收天線接收從被測物體反射的回波信號,再根據參考信號及回波信號利用全息影像技術進行三維成像。因此,主控裝置最終可得出毫米波發射天線、毫米波接收天線及被測物體之間相對位置為多種情況下的相應多個三維成像結果,從而可以根據這些三維成像結果來確定毫米波發射天線、毫米波接收天線及被測物體之間的最佳相對位置,即最佳的成像方式,並套用至毫米波全息成像安檢系統中,從而提高毫米波全息成像安檢系統的成像清晰度。

附圖說明

圖1為毫米波全息成像安檢系統的組成結構示意圖;
圖2為一實施例提供的毫米波安檢儀調試系統的組成結構示意圖;
圖3為由圖2所示實施例的主控裝置執行的毫米波安檢儀調試方法的流程圖;
圖4為圖3所示實施例的毫米波安檢儀調試方法中步驟S500的具體執行流程圖;
圖5為圖4所示實施例的毫米波安檢儀調試方法中步驟S510的具體執行流程圖;
圖6為圖5所示實施例的毫米波發射天線與毫米波接收天線在水平方向上的相對位置示意圖;
圖7為圖5所示實施例的毫米波發射天線與毫米波接收天線在豎直方向上的相對位置示意圖;
圖8為圖4所示實施例的被測物體與毫米波發射天線及所述毫米波接收天線之間的相對位置示意圖;
圖9為圖4所示實施例的毫米波安檢儀調試方法中步驟S510的另一具體執行流程圖。

技術領域

《毫米波安檢儀調試系統及毫米波安檢儀調試方法》涉及人體安檢技術領域,特別是涉及一種毫米波安檢儀調試系統及毫米波安檢儀調試方法。

權利要求

1.一種毫米波安檢儀調試系統,用於對毫米波全息成像安檢系統的成像清晰度進行調試,其特徵在於,包括主控裝置、毫米波發射天線、毫米波接收天線及機械控制裝置;所述主控裝置分別與所述毫米波發射天線、所述毫米波接收天線電連線;所述毫米波發射天線或毫米波接收天線安裝於所述機械控制裝置上;所述主控裝置用於生成毫米波探測信號及參考信號;所述主控裝置還用於在所述毫米波發射天線、毫米波接收天線及被測物體之間分別處於不同相對位置的情況下,將所述毫米波探測信號通過所述毫米波發射天線發射至所述被測物體,並通過所述毫米波接收天線接收從所述被測物體反射的回波信號,再根據所述參考信號及所述回波信號利用全息影像技術進行三維成像;所述機械控制裝置用於改變所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線之間的相對位置。
2.根據權利要求1所述的毫米波安檢儀調試系統,其特徵在於,所述主控裝置包括信號處理器及TR組件;所述信號處理器與所述TR組件電連線;所述TR組件分別與所述毫米波發射天線、所述毫米波接收天線電連線;所述TR組件用於生成毫米波探測信號及參考信號,並在所述毫米波發射天線、毫米波接收天線及被測物體之間分別處於不同相對位置的情況下,將所述毫米波探測信號通過所述毫米波發射天線發射至所述被測物體;所述TR組件還用於通過所述毫米波接收天線接收從所述被測物體反射的回波信號並對所述回波信號進行處理;所述信號處理器用於根據所述參考信號及所述TR組件處理後的回波信號利用全息影像技術進行三維成像。
3.根據權利要求1所述的毫米波安檢儀調試系統,其特徵在於,所述機械控制裝置包括升降單元和水平移動單元;所述水平移動單元安裝於所述升降單元上;所述毫米波發射天線或所述毫米波接收天線安裝於所述水平移動單元上。
4.根據權利要求3所述的毫米波安檢儀調試系統,其特徵在於,所述水平移動單元為導軌平移台。
5.一種毫米波安檢儀調試方法,基於權利要求1至4中任一項權利要求所述的毫米波安檢儀調試系統,包括:生成毫米波探測信號及參考信號;通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號;通過毫米波接收天線接收從被測物體反射的回波信號;根據所述參考信號及所述回波信號利用全息影像技術進行三維成像;判斷所述毫米波發射天線、毫米波接收天線及被測物體之間的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟。
6.根據權利要求5所述的毫米波安檢儀調試方法,其特徵在於,所述步驟判斷所述毫米波發射天線、毫米波接收天線及被測物體之間的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟包括:判斷所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線之間的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟。
7.根據權利要求6所述的毫米波安檢儀調試方法,其特徵在於,所述步驟判斷所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線之間的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟為:判斷所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線在水平方向上的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟;其中,所述水平方向與豎直方向垂直;當所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線處於水平方向上的最佳相對位置時,判斷所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線在豎直方向上的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟。
8.根據權利要求6所述的毫米波安檢儀調試方法,其特徵在於,所述步驟判斷所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線之間的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟為:判斷所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線在豎直方向上的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟;當所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線處於所述豎直方向上的最佳相對位置時,判斷所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線在水平方向上的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟;其中,所述水平方向與所述豎直方向垂直。
9.根據權利要求6所述的毫米波安檢儀調試方法,其特徵在於,所述步驟判斷所述毫米波發射天線、毫米波接收天線及被測物體之間的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟還包括:當所述毫米波發射天線與所述毫米波接收天線之間處於最佳相對位置時,判斷所述被測物體與所述毫米波發射天線及所述毫米波接收天線之間的相對位置發生變化後,執行通過毫米波發射天線向被測物體發射所述毫米波探測信號的步驟。

實施方式

一實施例提供了一種毫米波安檢儀調試系統,其用於對毫米波全息成像安檢系統的成像清晰度進行調試。如圖1所示,毫米波全息成像安檢系統包括圓柱體主體框架1、毫米波收發模組2、第一毫米波開關天線陣列6、第二毫米波開關天線陣列7、旋轉掃描驅動裝置5、控制裝置3、並行圖像處理裝置4及計算機12。
其中,圓柱體主體框架1內設有入口10及出口11,待測者13從入口10進入毫米波全息成像安檢系統內,檢測完畢後從出口11出去。同時,入口10及出口11之間對稱設有第一掃描區域8、第二掃描區域9。旋轉掃描驅動裝置5設於圓柱體主體框架1頂部,並分別與第一毫米波開關天線陣列6、第二毫米波開關天線陣列7連線。控制裝置3通過控制旋轉掃描驅動裝置5來控制第一毫米波開關天線陣列6、第二毫米波開關天線陣列7分別沿第一掃描區域8、第二掃描區域9進行轉動。其中,第一毫米波開關天線陣列6、第二毫米波開關天線陣列7內均包括若干組發射天線和接收天線。
毫米波收發模組2分別與第一毫米波開關天線陣列6、第二毫米波開關天線陣列7、並行圖像處理裝置4電連線。毫米波收發模組2用於生成毫米波探測信號和參考信號。同時,毫米波收發模組2將毫米波探測信號通過發射天線傳送至被測者13,之後毫米波收發模組2再通過接收天線採集從被測者13反射的回波信號,並將回波信號傳送至並行圖像處理裝置4。並行圖像處理裝置4根據參考信號及回波信號利用全息影像技術進行三維成像,並通過計算機12顯示。因此,在毫米波安檢儀調試系統中,成像清晰度的決定因素在於發射天線、接收天線及待測者13之間的相對位置。
該實施例提供的毫米波安檢儀調試系統用於對上述毫米波全息成像安檢系統的成像清晰度進行調試,以得出發射天線、接收天線及待測者13之間的最佳相對位置,進而得出最佳的成像方式。如圖2所示,毫米波安檢儀調試系統包括主控裝置100、毫米波發射天線300及毫米波接收天線400。主控裝置100分別與毫米波發射天線300、毫米波接收天線400電連線。
其中,毫米波發射天線300與上述第一毫米波開關天線陣列6、第二毫米波開關天線陣列7中的發射天線性質相同。毫米波接收天線400與上述第一毫米波開關天線陣列6、第二毫米波開關天線陣列7中的接收天線性質相同。同時,為了便於調試,毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500相互之間的相對位置根據測試需求可以處於不同的情況。
主控裝置100用於生成毫米波探測信號及參考信號。其中,毫米波探測信號及參考信號即為毫米波全息成像安檢系統中用到的毫米波探測信號及參考信號。主控裝置100還用於在毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500之間分別處於不同相對位置的情況下,將毫米波探測信號通過毫米波發射天線300發射至被測物體500,並通過毫米波接收天線400接收從被測物體500反射的回波信號,再根據參考信號及回波信號利用全息影像技術進行三維成像。
其中,相位位置,是指兩者在空間的上下、前後、左右位置關係。毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500之間相對位置分別處於不同的情況,是指包括多種情況,且在任意兩種情況下,可以為毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500這三者中有一對(例如毫米波發射天線300與毫米波接收天線400)的相對位置發生改變,或這三者中有兩對的相對位置均發生了改變,或這三者相互之間的相對位置均發生了改變。
因此,該實施例中的主控裝置100在數據處理等方面執行的功能與上述毫米波全息成像安檢系統中毫米波收發模組2和並行圖像處理裝置4執行的功能類似,從而保證毫米波安檢儀調試系統最終得出的數據適用於毫米波全息成像安檢系統。同時,區別在於,主控裝置100需進行多次三維成像處理,且每一次的三維成像結果都是在毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500之間相對位置處於其中一種情況下得出的。
因此,主控裝置100最終能夠輸出多組三維成像結果。那么,從這些三維成像結果中篩選出成像清晰度最佳的三維成像結果,即可根據最佳的三維成像結果所對應的毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500之間的最佳相對位置,來設定毫米波全息成像安檢系統中的與成像相關結構的參數,即發射天線、接收天線與待測者13之間的位置排布方式,從而具有最佳的成像方式。具體來說,可根據毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的相對位置來設定毫米波全息成像安檢系統中第一毫米波開關天線陣列6、第二毫米波開關天線陣列7中發射天線和接收天線之間的相對位置;可根據被測物體500與毫米波發射天線300、毫米波接收天線400之間的相對位置來設定毫米波全息成像安檢系統中圓柱體主體框架1的中心(即待測者13所處位置)與第一毫米波開關天線陣列6、第二毫米波開關天線陣列7之間的相對位置。
綜上所述,在該實施例提供的毫米波安檢儀調試系統中,主控裝置100最終可得出毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500之間相對位置為多種情況下的相應多個三維成像結果,從而可以根據這些三維成像結果來確定毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500的最佳相對位置,進而套用至毫米波全息成像安檢系統中,從而提高毫米波全息成像安檢系統的成像清晰度。需要說明的是,該實施例中最佳相對位置是指與最佳成像清晰度相對應的相對位置。
具體的,如圖1所示,主控裝置100包括信號處理器110及TR(Transmitterand Receiver,收發)組件120。信號處理器110與TR組件120電連線。TR組件120分別與毫米波發射天線300、毫米波接收天線400電連線。
TR組件120用於生成毫米波探測信號及參考信號,並在毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500之間分別處於不同相對位置的情況下,將毫米波探測信號通過毫米波發射天線300發射至被測物體500。另外,TR組件120將參考信號傳送至信號處理器110中。同時,TR組件120還用於通過毫米波接收天線400接收從被測物體500反射的回波信號並對回波信號進行處理。其中,TR組件120對回波信號可以進行放大等數據最佳化處理過程。
信號處理器110用於根據參考信號及TR組件120處理後的回波信號利用全息影像技術進行三維成像。具體來說,信號處理器110將TR組件120處理後的回波信號與參考信號進行相干處理,提取出回波信號的幅度和相位信息,最後再通過相關的圖像處理方法(例如柱面二維快速傅立葉變換、柱面解卷積等處理過程)即可得出被測物體500的三維圖像結果。
可以理解的是,主控裝置100的具體結構不限於上述一種情況,只要在毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500之間相對位置處於不同情況下能夠得出被測物體500的三維圖像結果即可。例如,TR組件120也可執行提取出回波信號的幅度和相位信息的功能。
進一步的,毫米波安檢儀調試系統還包括機械控制裝置(圖中未示出)。該機械控制裝置能夠改變承載物體所處的位置。毫米波發射天線300或毫米波接收天線400安裝於該機械控制裝置上。同時,該機械控制裝置用於改變毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的相對位置。
因此,當毫米波發射天線300安裝於該機械控制裝置上時,該機械控制裝置通過改變毫米波發射天線300的絕對位置來改變毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的相對位置;當毫米波接收天線400安裝於該機械控制裝置上時,該機械控制裝置通過改變毫米波接收天線400的絕對位置來改變毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的相對位置。
可以理解的是,毫米波安檢儀調試系統不限於包括機械控制裝置一種情況,只要能夠使毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500之間的相對位置能夠處於不同的情況即可。例如,也可利用人為操作方式來代替機械控制裝置。
具體的,機械控制裝置能夠沿水平方向左右移動,並沿豎直方向上下移動。其中,水平方向垂直於豎直方向,同時水平方向與上述圓柱體主體框架1的上底和下底平行。機械控制裝置包括升降單元和水平移動單元。其中,升降單元能夠沿豎直方向進行上下移動,其具體可以為升降台。水平移動單元能夠沿水平方向進行左右移動,其具體可以為導軌平移台。
同時,水平移動單元安裝於升降單元上,那么水平移動單元即能跟隨升降單元進行上下移動。毫米波發射天線300或毫米波接收天線400安裝於水平移動單元上。以毫米波發射天線300為例,若升降單元不動,只控制水平移動單元進行滑動,則可控制毫米波發射天線300相對於毫米波接收天線400沿水平方向進行移動;若控制水平移動單元不動,只控制升降單元進行移動,則可控制毫米波發射天線300相對於毫米波接收天線400沿豎直方向進行移動。
可以理解的是,機械控制裝置的具體實現結構不限於上述一種情況,只要能夠沿水平方向左右移動,並沿豎直方向上下移動即可。
基於上述毫米波安檢儀調試系統,該實施例還提供了一種毫米波安檢儀調試方法。如圖3所示,該毫米波安檢儀調試方法由主控裝置100執行,其包括以下步驟。
步驟S100、生成毫米波探測信號及參考信號。其中,毫米波探測信號及參考信號即為毫米波全息成像安檢系統中用到的毫米波探測信號及參考信號。
步驟S200、通過毫米波發射天線300向被測物體500發射毫米波探測信號。該步驟是指在毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500之間的相對位置處於其中一種情況下而進行的。另外,當毫米波探測信號到達被測物體500後,通過反射即可形成回波信號。
步驟S300、通過毫米波接收天線400接收從被測物體500反射的回波信號。
步驟S400、根據上述參考信號及回波信號利用全息影像技術進行三維成像。該步驟中進行三維成像的原理與並行圖像處理裝置4的執行原理相同。在該步驟執行完成後,若需繼續進行調試,則可利用人為或機械控制方式來改變毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500之間的相對位置。
步驟S500、判斷毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500之間的相對位置是否發生變化,若是再次執行步驟S200,否則結束。
那么,毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500之間的相對位置每改變一次,主控裝置100則需重複執行一次從步驟S200至步驟S400的過程,最終得到多個三維成像結果,並可以根據對這些三維成像結果進行對比的結果來確定毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500之間的最佳相對位置。之後將這些數據套用至毫米波全息成像安檢系統中,即可使毫米波全息成像安檢系統具有最佳的成像方式,從而提高了毫米波全息成像安檢系統的成像清晰度。
該實施例在步驟S500中,先對毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的相對位置進行調試,並得出兩者之間的最佳相對位置。然後控制毫米波發射天線300與毫米波接收天線400處於最佳的相對位置,接著再調試被測物體500與毫米波發射天線300、毫米波接收天線400之間的相對位置。接下來將詳細介紹步驟S500的具體實現原理,如圖4所示。
步驟S510、判斷毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的相對位置是否發生變化,若是,繼續執行步驟S200,否則執行步驟S520。
其中,通過機械控制裝置分別控制毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的相對位置分別切換至不同的情況。同時,在毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間處於任一種相對位置的情況下,主控裝置100均需執行從步驟S200至步驟S400的過程來得出相應的三維成像結果。當得到足夠的三維成像結果後,即可對這些三維成像結果進行對比並挑選出成像清晰度最高的一個三維成像結果,進而即可得出毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的最佳相對位置。步驟S510具體包括以下過程,如圖5所示。
步驟S511、判斷毫米波發射天線300與毫米波接收天線400在水平方向上的相對位置是否發生變化,若是,執行步驟S200,否則執行步驟S512。其中,水平方向垂直於豎直方向,且該水平方向平行於圓柱體主體框架1上底和下底的方向。
如圖6所示,步驟S511的具體執行過程為:首先通過機械控制裝置或其他方式將毫米波發射天線300與毫米波接收天線400保持在同一水平高度上。之後,通過機械控制裝置或其他方式保持毫米波發射天線300所處的位置不變,並通過機械控制裝置或其他方式控制毫米波接收天線400在水平方向上以等量間隔移動多次,圖6中a所指方向為毫米波接收天線400移動的方向。同時,毫米波接收天線400在水平方向上每改變一次位置,主控裝置100則相應執行一次從步驟S200至步驟S400的過程,從而最終得出若干與水平方向對應的三維成像結果。當毫米波接收天線400在水平方向上移動完畢後,則可以根據上述過程中共得出的各三維成像結果進行對比,從而確定在水平方向上毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的最佳相對位置。
可以理解的是,在上述過程中,也可保持毫米波接收天線400的位置不變,而控制毫米波發射天線300在水平方向上進行移動,來確定在水平方向上毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的最佳相對位置。
步驟S512、當毫米波發射天線300與毫米波接收天線400處於水平方向上的最佳相對位置時,判斷毫米波發射天線300與毫米波接收天線400在豎直方向上的相對位置是否發生變化,若是,則執行步驟S200,否則執行步驟S520。其中,豎直方向垂直於圓柱體主體框架1的上底和下底。
如圖7所示,步驟S512的具體執行過程為:首先通過機械控制裝置或其他方式將毫米波發射天線300與毫米波接收天線400保持在同一水平高度上,且使毫米波發射天線300與毫米波接收天線400在水平方向上保持步驟S511得出的水平方向上的最佳相對位置。之後,通過機械控制裝置或其他方式保持毫米波發射天線300所處的位置不變,並利用機械控制裝置或其他方式控制毫米波接收天線400在豎直方向上以等量間隔移動若干次,圖7中b所指方向為毫米波接收天線400移動的方向。同時,毫米波接收天線400在豎直方向上每改變一次位置,主控裝置100則相應執行一次從步驟S200至步驟S400的過程,從而最終得出與豎直方向相對應的若干三維成像結果。當毫米波接收天線400在豎直方向上移動完畢後,則可以根據上述過程中共得出的各三維成像結果進行對比,從而確定在豎直方向上毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的最佳相對位置。
可以理解的是,在上述過程中,也可保持毫米波接收天線400的位置不變,而控制毫米波發射天線300在豎直方向上進行移動,來確定在豎直方向上毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的最佳相對位置。
由此即可得出毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的最佳相對位置(包括水平方向上、豎直方向上的最佳相對位置),進而將該最佳相對位置套用至毫米波全息成像安檢系統中,即控制第一毫米波開關天線陣列6、第二毫米波開關天線陣列7中各組發射天線和接收天線之間的相對位置與毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的最佳相對位置相同,從而使發射天線與接收天線處於最佳的成像位置。
另外,步驟S510還可以另一種方式進行調試,如圖9所示。
步驟S513、判斷毫米波發射天線300與毫米波接收天線400在豎直方向上的相對位置是否發生變化,若是,執行步驟S200,否則執行步驟S514。其中,豎直方向垂直於圓柱體主體框架1的上底和下底。
步驟S513的具體執行過程為:首先通過機械控制裝置或其他方式將毫米波發射天線300與毫米波接收天線400保持在同一豎直方向上。之後,通過機械控制裝置或其他方式保持毫米波發射天線300所處的位置不變,並控制毫米波接收天線400在該豎直方向上以等量間隔移動若干次。同時,毫米波接收天線400在豎直方向上每改變一次位置,主控裝置100則相應執行一次從步驟S200至步驟S400的過程,從而最終得出若干三維成像結果。當毫米波接收天線400在豎直方向上移動完畢後,則可以根據該過程中共得出的各三維成像結果進行對比,從而確定在豎直方向上毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的最佳相對位置。
可以理解的是,在該過程中,也可保持毫米波接收天線400的位置不變,而控制毫米波發射天線300在豎直方向上進行移動,來確定在豎直方向上毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的最佳相對位置。
步驟S514、當毫米波發射天線300與毫米波接收天線400處於豎直方向上的最佳相對位置時,判斷毫米波發射天線300與毫米波接收天線400在水平方向上的相對位置是否發生變化,若是,則執行步驟S200,否則執行步驟S520。其中,水平方向垂直於豎直方向,且該水平方向平行於圓柱體主體框架1的上底和下底。
步驟S514的具體執行過程為:首先通過機械控制裝置或其他方式將毫米波發射天線300與毫米波接收天線400保持在同一豎直方向上,且使毫米波發射天線300與毫米波接收天線400在該豎直方向上保持由步驟S513得出的最佳相對位置。之後,通過機械控制裝置或其他方式保持毫米波發射天線300所處的位置不變,並控制毫米波接收天線400沿水平方向以等量間隔移動若干次。同時,毫米波接收天線400在水平方向上每改變一次位置,主控裝置100則相應執行一次從步驟S200至步驟S400的過程,從而最終得出若干三維成像結果。當毫米波接收天線400沿水平方向移動完畢後,則可以根據該過程中共得出的各三維成像結果進行對比,從而確定在水平方向上毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的最佳相對位置。可以理解的是,在上述過程中,也可保持毫米波接收天線400的位置不變,而控制毫米波發射天線300沿水平方向進行移動,來確定在水平方向上毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的最佳相對位置。
由此即可得出毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的最佳相對位置,進而將該最佳相對位置套用至毫米波全息成像安檢系統中,即控制第一毫米波開關天線陣列6、第二毫米波開關天線陣列7中各對發射天線和接收天線之間的相對位置與毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的最佳相對位置相同。
可以理解的是,步驟S510的具體實現過程不限於上述兩種情況,只要最終能夠得出毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的最佳相對位置即可。例如,還可以按照除了上述水平方向和豎直方向的其他方向來進行調試。
之後,將毫米波發射天線300與毫米波接收天線400按照步驟S510得出的最佳相對位置放置,並繼續進行以下對被測物體500的調試過程。請再參考圖4。
步驟S520、當毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間處於最佳相對位置時,判斷被測物體500與毫米波發射天線300及毫米波接收天線400之間的相對位置是否發生變化,若是,執行步驟S200,否則結束。
如圖8所示,步驟S520的具體執行過程為:首先通過機械控制裝置或其他方式將毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間保持由步驟S510得出的最佳相對位置。之後,通過機械控制裝置或其他方式保持毫米波發射天線300與毫米波接收天線400所處的位置不變,並控制被測物體500相對於毫米波發射天線300與毫米波接收天線400以等量間隔移動若干次,圖8中c所指的方向為被測物體500其中一種的移動方向。同時,被測物體500每改變一次位置,主控裝置100則相應執行一次從步驟S200至步驟S400的過程,從而最終得出若干三維成像結果。當被測物體500移動完畢後,則可以根據該過程中共得出的各三維成像結果進行對比,從而確定被測物體500與毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的最佳相對位置,進而可以將該最佳相對位置套用至毫米波全息成像安檢系統中,例如,由於待測者13通常處於圓柱體主體框架1的中心位置,因此控制圓柱體主體框架1的中心位置與第一毫米波開關天線陣列6、第二毫米波開關天線陣列7中發射天線和接收天線之間的相對位置,與該步驟得出的被測物體500與毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的最佳相對位置相同,從而使被測物體500與發射天線、接收天線之間具有最佳的成像距離。
可以理解的是,在上述過程中,也可保持被測物體500的位置不變,而控制毫米波發射天線300與毫米波接收天線400同時進行移動,進而得出被測物體500與毫米波發射天線300與毫米波接收天線400之間的最佳相對位置。
基於上述調試過程,即可得出毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500之間的最佳相對位置,從而得出毫米波全息成像安檢系統中發射天線、接收天線及待測者13之間的最佳相對位置,進而得出最佳的成像方式,以提高成像清晰度。
另外,步驟S500的執行過程不限於包括步驟S510和步驟S520的一種情況,只要根據實際情況能夠得出毫米波發射天線300、毫米波接收天線400及被測物體500之間的最佳相對位置即可。
以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合,為使描述簡潔,未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述,然而,只要這些技術特徵的組合不存在矛盾,都應當認為是該說明書記載的範圍。

榮譽表彰

2018年12月20日,《毫米波安檢儀調試系統及毫米波安檢儀調試方法》獲得第二十屆中國專利獎優秀獎。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們