[发明专利]一种便携式微波成像系统

说明书

本发明公开了一种便携式微波成像系统，包括手持式主动扫描仪和信息处理终端。手持式扫描仪包含射频收发器、第一姿态传感器、通断判断器和第一无线收发模块；信息处理终端包含信息处理器与第二无线收发模块，用于接收扫描仪的回传数据。在一次瞬时采样过程中，扫描仪的空间姿态与回波信号被信息处理终端接收，进行实时反投影图像重建，重建后的图像累加于前一次图像上。本发明通过姿态传感器确定的空间坐标及角度实时反投影重建图像，手持式扫描仪可以处于任意位置，打破了传统阵列成像的设备限制，极大提高了设备使用灵活度、覆盖角度、降低了硬件成本，并且可以满足实时成像，提高了检测的效率。

技术领域

本发明涉及安检成像技术领域，特别是涉及一种便携式微波成像系统。

背景技术

现有主要安检方式是人工检查、金属检测仪器以及X光安检机。利用金属探测仪的人工检查方式存在效率低下的问题且因为肢体接触对个人隐私存在一定的侵犯可能，而X光由于电离特性，无法直接作用于人体。而毫米波安检成像不仅可以检测出织物下隐匿的金属物，还可以检测出塑料枪支、陶瓷刀具、炸药等危险品，对人体无电磁辐射危害。毫米波安检能获得清晰的图像信息，可大大地降低虚警率，因而近年来备受关注。

目前毫米波成像可以分为毫米波焦阵面成像和毫米波全息成像。其中毫米波焦阵面成像系统将二维阵列的毫米波探测器放置在大透镜后。该系统的分辨率相对较低、孔径小、视野有限且二维阵列成本较高。而毫米波全息成像系统无需透镜，采用电子开关和机械扫描，能大大减少所需的天线阵元，且天线孔径较大，具有实时性和高分辨率等特点。然而传统机械式传动结构对检测场景要求高，被测物体必须位于指定区域，扫描也存在固定轨道与角度，设备灵活度低，且存在一定的扫描死角；传统主动成像方法检测效率低下，平均单次扫描耗时过长，必须完成一次完整的机械运动才能进行图像重建，无法实时成像；且机械机构的运动精度以及抖动问题会带来空间采样的误差，在高频段时尤其明显，同时也会带来使用寿命以及维护的各种问题；最后，哪怕采用机械机构，一维雷达阵的造价仍然非常高昂，更不用说二维阵列。这也是目前毫米波安检设备成本高昂，没有大面积应用的原因。

发明内容

本发明目的是针对现有安检技术中设备灵活度低、无法实时成像、扫描角度固定、扫描轨迹固定等问题，提供一种结构简单、实时成像的便携式微波成像系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种便携式微波成像系统，包括：手持式主动扫描仪和信息处理终端；

所述手持式主动扫描仪包括：

用于发射电磁波的射频收发器；

用于采集手持式主动扫描仪当前空间坐标的第一姿态传感器；

用于判断待探测物体是否处于射频收发器有效扫描范围的通断判断器；

以及，

用于将射频收发器接收到的待探测物体的回波信号，以及第一姿态传感器采集的手持式主动扫描仪空间坐标发送至信息处理终端的第一无线收发模块；

所述信息处理终端包括：

用于接收待探测物体的回波信号，以及主动扫描仪空间坐标的第二无线收发模块；

用于构建三维直角坐标系的第二姿态传感器；

以及，

用于根据待探测物体的回波信号，射频收发器有效扫描范围，以及主动扫描仪空间坐标重构待探测物体图像的信息处理器。

进一步的，所述手持式主动扫描仪还包括电池及电源系统和可握持式外壳。

进一步的，所述第一姿态传感器具体用于，

采集手持式主动扫描仪的至少两个空间坐标；