毫米波雷達(dá)隱藏危險(xiǎn)物品探測設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種毫米波雷達(dá)隱藏危險(xiǎn)物品探測設(shè)備，包括：外殼、雷達(dá)發(fā)射天線/接收天線、核心處理器及主板、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)設(shè)備、模式識(shí)別設(shè)備、光學(xué)引導(dǎo)設(shè)備、高分辨熱成像設(shè)備。信號(hào)發(fā)射/接收器位于設(shè)備前部，核心處理器及主板、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)設(shè)備、模式識(shí)別設(shè)備、光學(xué)引導(dǎo)設(shè)備、高分辨熱成像設(shè)備位于雷達(dá)機(jī)殼內(nèi)部，通過控制、數(shù)據(jù)傳輸電纜與設(shè)備相連接。本實(shí)用新型支持0.25THZ??3THZ頻率，具有主動(dòng)/被動(dòng)發(fā)射/接收模式，可以精確探測50M范圍內(nèi)目標(biāo)人體上隱藏的危險(xiǎn)物品，其物品包括槍支、刀具、塑膠、金屬、液體和爆炸物品。系統(tǒng)為目前嚴(yán)峻的恐怖、爆炸等違法和犯罪，提供一種先進(jìn)的、無創(chuàng)傷的、隱蔽的偵測手段。
【專利說明】
毫米波雷達(dá)隱藏危險(xiǎn)物品探測設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于反恐防暴技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種被動(dòng)式毫米波雷達(dá)成像技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]毫米波雷達(dá)成像的研究起始于上世紀(jì)90年代，美國最新進(jìn)行研制采用的是毫米波單通道掃描成像，然而其圖像成像的時(shí)間是30min，而且其設(shè)備靈敏度不夠，很難保持各通道靈敏度和增益的一致性，不能實(shí)現(xiàn)平面掃描以得到足夠多的像素，圖像成像效果不好。為了減小設(shè)備噪聲，在毫米波前段加入低噪聲放大器，并且盡量減小低噪放前面部件的損耗；通過采用機(jī)械掃描或電掃描方式減少接收機(jī)通道數(shù)量以實(shí)現(xiàn)通道之間的最佳平衡，并且精心選用低噪放和檢波器使整個(gè)通道最佳匹配。因此，第二代產(chǎn)品的最大特點(diǎn)就是在設(shè)備前端加入了低噪放。Millivis1n公司的毫米波監(jiān)測攝像機(jī)，能夠提供實(shí)時(shí)毫米波圖像，4m成像技術(shù)領(lǐng)域?yàn)?.611^2.4111，128乂192像素，分辨率1211111^12111111，溫度分辨率小于11(。美國處0」0七公司開發(fā)了一種商用實(shí)時(shí)隱藏武器偵測照相機(jī)。該設(shè)備采用無源毫米波成像技術(shù)及光學(xué)成像技術(shù)。能探測金屬、塑料或復(fù)合材料制成的槍支、刀具或炸彈等。設(shè)備建立了存有武器和材料的數(shù)據(jù)庫，可將探測到的信息與數(shù)據(jù)庫比較進(jìn)行判斷。該設(shè)備采用與水平面具有一定角度的反射板進(jìn)行掃描，以代替輻射計(jì)陣列的掃描，減少有源器件的運(yùn)動(dòng)。目前國外市場的被動(dòng)式毫米波成像設(shè)備主要有被動(dòng)焦平面陣列掃描、多波束頻率掃描毫米波成像、三維全息主動(dòng)毫米波成像。毫米波成像技術(shù)的發(fā)展趨勢主要向提高輻射計(jì)溫度分辨率、空間分辨率和縮短成像時(shí)間、提高圖像質(zhì)量方面，主要表現(xiàn)在研究MMIC技術(shù)，使輻射計(jì)陣列向小型化、集成化發(fā)展，同時(shí)提高陣列單元溫度靈敏度及增益的一致性，控制輻射計(jì)的溫度漂移。研究合理的掃描方式，使之用于毫米波成像設(shè)備，如頻率掃描等，在提高設(shè)備分辨率的前提下降低設(shè)備成本。研究保持成像溫度分辨率不變的條件下，縮短掃描時(shí)間的方法，實(shí)現(xiàn)由靜態(tài)圖像向動(dòng)態(tài)圖像的轉(zhuǎn)變。提高設(shè)備的空間分辨率，由8mm頻段向3mm甚至更高頻段發(fā)展。增加圖像像素，采用高分辨率算法，提高圖像質(zhì)量。
[0003]目前隱匿物品探測成像設(shè)備已得到國內(nèi)外廣泛的重視。毫米波成像設(shè)備一般有主動(dòng)和被動(dòng)兩種工作模式，而在探測人體隱匿物體的應(yīng)用中，被動(dòng)工作模式占據(jù)著主要地位。被動(dòng)毫米波成像設(shè)備基本原理主要是利用物體所輻射出來的電磁波，利用頻譜的差異性區(qū)別不同物體。一般被動(dòng)毫米波成像設(shè)備由接收天線、毫米波輻射計(jì)、掃描機(jī)構(gòu)和信號(hào)處理單元組成。
[0004]研究高效可靠的部署方式，使其能夠快速的、靈活的進(jìn)行安全檢測工作，提高其實(shí)用性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供一種毫米波探測設(shè)備，通過接收來自被測目標(biāo)輻射能量，通過高性能運(yùn)算放大器及信號(hào)處理設(shè)備，提供有效距離的隱藏危險(xiǎn)物品探測識(shí)別能力。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種毫米波雷達(dá)隱藏危險(xiǎn)物品探測設(shè)備，包括:
[0007]外殼，其材料為鋁合金，為曲面外形，用于采集被探測目標(biāo)發(fā)射和反射的毫米波信息;
[0008]毫米波發(fā)射和接收天線，其位于所述外殼的前部，用于發(fā)射和接收被探測目標(biāo)的毫米波雷達(dá)信號(hào)；
[0009]核心處理器及主板，其設(shè)置于所述外殼內(nèi)部；
[0010]神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)設(shè)備，其設(shè)置于所述外殼內(nèi)部，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)設(shè)備通過數(shù)據(jù)線與核心處理器及主板的數(shù)據(jù)接口連接，通過RJ45網(wǎng)絡(luò)傳輸線與控制終端相連接；
[0011]模式識(shí)別設(shè)備，所述模式識(shí)別設(shè)備設(shè)置在核心處理器及主板和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間，將雷達(dá)接收器獲取成像數(shù)據(jù)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，判定隱藏危險(xiǎn)物品的種類和危險(xiǎn)程度；
[0012]光學(xué)引導(dǎo)設(shè)備，所述光學(xué)引導(dǎo)設(shè)備是用于為用戶和操作者提供光學(xué)跟蹤目標(biāo)導(dǎo)引，便于快速選擇和跟蹤目標(biāo)；
[0013]高分辨熱成像設(shè)備，為雷達(dá)成像、光學(xué)成像提供人工判定數(shù)據(jù)。
[0014]優(yōu)選的是，還包括毫米波雷達(dá)發(fā)射和接收裝置，其具有I個(gè)主要接收和發(fā)射裝置，2個(gè)輔助發(fā)射和接收裝置，I個(gè)光學(xué)引導(dǎo)裝置，I個(gè)熱成像裝置，分別設(shè)置于所述外殼的前部。
[0015]優(yōu)選的是，所述外殼的曲面能夠降低工作時(shí)風(fēng)阻和減少電磁信號(hào)外泄。
[0016]優(yōu)選的是，所屬外殼表面設(shè)置有黑色氧化涂層，以減少光學(xué)反射，提高隱蔽性。
[0017]優(yōu)選的是，所述外殼固定有設(shè)備控制線、數(shù)據(jù)傳輸線和電源供電線。
[0018]優(yōu)選的是，所述數(shù)據(jù)接口具有RS485總線、RJ45網(wǎng)絡(luò)接口和航空電源插口。
[0019]本實(shí)用新型至少包括以下有益效果:被動(dòng)(主動(dòng))毫米波、熱成像和可見光圖像相互融合(可靈活配置)可以檢測隱藏的金屬、陶瓷、液體、塑膠等物品。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型所述的毫米波雷達(dá)隱藏危險(xiǎn)物品探測設(shè)備主體的前端殼體示意圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型所述的毫米波雷達(dá)隱藏危險(xiǎn)物品探測設(shè)備去掉前端殼體后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖3為本實(shí)用新型所述的毫米波雷達(dá)隱藏危險(xiǎn)物品探測設(shè)備主體前端殼體示意圖。
[0023]圖4為本實(shí)用新型所述的毫米波雷達(dá)隱藏危險(xiǎn)物品探測設(shè)備主體下端外殼體示意圖。
[0024]圖5為本實(shí)用新型所述的毫米波雷達(dá)隱藏危險(xiǎn)物品探測設(shè)備主體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0026]本實(shí)用新型提供了一種毫米波雷達(dá)隱藏危險(xiǎn)物品探測設(shè)備，圖1-5所示是該設(shè)備毫米波雷達(dá)發(fā)射器示意圖，包括前端殼體110和雷達(dá)毫米波信號(hào)發(fā)射器120、兩個(gè)毫米波雷達(dá)信號(hào)接收器130、紅外熱成像設(shè)備140、上端外殼體150和下端外殼體160，其中，兩個(gè)毫米波雷達(dá)信號(hào)接收器130中間的是光學(xué)引導(dǎo)裝置。
[0027]外殼，其材料為招合金的曲面外形，前端殼體110、上端外殼體150和下端外殼體160通過機(jī)械契合構(gòu)成發(fā)射器的外殼，所述外殼整體成半橢圓形，用以對(duì)雷達(dá)發(fā)射器進(jìn)行防護(hù)，發(fā)射器的外殼用于采集被探測目標(biāo)發(fā)射和反射的毫米波信息；
[0028]如圖2所示，毫米波發(fā)射和接收天線，其位于所述外殼的前部，用于發(fā)射和接收被探測目標(biāo)的毫米波雷達(dá)信號(hào)；
[0029]核心處理器及主板，其設(shè)置于所述外殼內(nèi)部；
[0030]神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)設(shè)備，其設(shè)置于所述外殼內(nèi)部，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)設(shè)備通過數(shù)據(jù)線與核心處理器及主板的數(shù)據(jù)接口連接，通過RJ45網(wǎng)絡(luò)傳輸線與控制終端相連接，通過賦予設(shè)備學(xué)習(xí)規(guī)則，讓設(shè)備不斷具有更加適應(yīng)隱藏危險(xiǎn)物品探測的能力；
[0031]模式識(shí)別設(shè)備，所述模式識(shí)別設(shè)備設(shè)置在核心處理器及主板和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間，將雷達(dá)接收器獲取成像數(shù)據(jù)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，判定隱藏危險(xiǎn)物品的種類和危險(xiǎn)程度；
[0032]光學(xué)引導(dǎo)設(shè)備，其位于兩個(gè)毫米波雷達(dá)信號(hào)接收器130中間，所述光學(xué)引導(dǎo)設(shè)備是用于為用戶和操作者提供光學(xué)跟蹤目標(biāo)導(dǎo)引，便于快速選擇和跟蹤目標(biāo)；
[0033]高分辨熱成像設(shè)備140為雷達(dá)成像設(shè)備，其固定在下端外殼體160的內(nèi)表面上，進(jìn)一步的是，所述高分辨熱成像設(shè)備140設(shè)置在外殼內(nèi)部，其能夠光學(xué)成像，光學(xué)成像提供人工判定數(shù)據(jù)。
[0034]在另一實(shí)施例中，毫米波雷達(dá)隱藏危險(xiǎn)物品探測設(shè)備還包括毫米波雷達(dá)發(fā)射和接收裝置，具有I個(gè)主要接收和發(fā)射裝置，即雷達(dá)毫米波信號(hào)發(fā)射器120，2個(gè)輔助發(fā)射和接收裝置，即毫米波雷達(dá)信號(hào)接收器130，1個(gè)光學(xué)引導(dǎo)裝置，I個(gè)熱成像裝置，分別設(shè)置于所述外殼的前部。雷達(dá)毫米波信號(hào)發(fā)射器120用于發(fā)射被探測目標(biāo)的毫米波雷達(dá)信號(hào)，兩個(gè)毫米波雷達(dá)信號(hào)接收器130用于接收被探測目標(biāo)的毫米波雷達(dá)信號(hào)；
[0035]在另一實(shí)施例中，所述外殼的曲面外形能夠降低工作時(shí)風(fēng)阻和減少電磁信號(hào)外泄。
[0036]在另一實(shí)施例中，所述外殼表面設(shè)置有黑色氧化涂層，以減少光學(xué)反射，提高隱蔽性。
[0037]在另一實(shí)施例中，所述外殼固定有設(shè)備控制線、數(shù)據(jù)傳輸線和電源供電線。
[0038]在另一實(shí)施例中，所述控制接口具有RS485總線、RJ45網(wǎng)絡(luò)接口和航空電源插口。
[0039]本實(shí)用新型設(shè)備功能介紹:
[0040]本實(shí)用新型設(shè)備核心技術(shù)是主動(dòng)(被動(dòng))式毫米波雷達(dá)成像技術(shù)，它通過接收來自被測目標(biāo)輻射(反射)能量，通過高性能運(yùn)算放大器及信號(hào)處理設(shè)備，配合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模式識(shí)別技術(shù)，為用戶提供有效距離的隱藏危險(xiǎn)物品探測識(shí)別能力。它是目前國內(nèi)最先進(jìn)、非侵入性、無創(chuàng)傷、安全的遠(yuǎn)距離危險(xiǎn)物品探測設(shè)備。設(shè)備探測距離可根據(jù)用戶需求進(jìn)行配置，其目標(biāo)距離為10米、15米、20米、30米、50米甚至更遠(yuǎn)。本實(shí)用新型通過控制設(shè)備、電源設(shè)備、顯示設(shè)備、輔助設(shè)備及高性能承載車輛，確保能夠在室外車載移動(dòng)、固定站點(diǎn)等惡劣環(huán)境下持續(xù)穩(wěn)定工作。
[0041]本實(shí)用新型設(shè)備特點(diǎn):
[0042]被動(dòng)(主動(dòng))毫米波、熱成像和可見光圖像相互融合(可靈活配置)；
[0043]可以檢測隱藏的金屬、陶瓷、液體、塑膠等物品；
[0044]模塊化設(shè)計(jì)和配置，用戶需求決定解決方案；
[0045]實(shí)時(shí)連續(xù)獲取目標(biāo)圖像并進(jìn)行跟蹤識(shí)別，可對(duì)探測區(qū)域內(nèi)不同目標(biāo)進(jìn)行探測；
[0046]安全隱蔽的非侵入性的被動(dòng)(主動(dòng))探測技術(shù)，確保人體私密細(xì)節(jié)不被拍攝和侵犯。
[0047]該設(shè)備通過幾大模塊解決以下幾方面的技術(shù)難點(diǎn):高水平的操作人員可視化程度，易操作的用戶控制單元、高準(zhǔn)確性的危險(xiǎn)檢測性能。
[0048]1.設(shè)備的顯示模塊
[0049]設(shè)備針對(duì)用戶顯示部分，通過數(shù)個(gè)窗口顯示，可通過控制界面菜單底部標(biāo)簽進(jìn)行選擇:
[0050]a.視頻顯示窗口:實(shí)時(shí)顯示雷達(dá)探測器采集的目標(biāo)數(shù)據(jù)；
[0051]b.設(shè)備設(shè)置窗口:包括快速啟動(dòng)設(shè)備、啟動(dòng)引導(dǎo)相機(jī)、獲取目標(biāo)數(shù)據(jù)、啟動(dòng)監(jiān)視器、啟動(dòng)遙感等按鈕；
[0052]c.網(wǎng)絡(luò)窗口:包括加載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，加載碎片特征、讀取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練文件等功能；
[0053]d.圖形窗口:主要對(duì)毫米波雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行檢測和調(diào)試；
[0054]e.管理窗口:對(duì)操作人員的ID、設(shè)備的工作狀態(tài)、電池、溫度以及操縱桿進(jìn)行設(shè)備管理；
[0055]f.保存圖片:對(duì)工作數(shù)據(jù)進(jìn)行截屏處理，以被后期調(diào)用數(shù)據(jù)。
[0056]對(duì)設(shè)備最重要的圖像顯示和處理，可實(shí)現(xiàn)根據(jù)測量范圍自動(dòng)縮放，或者使用視頻縮放控制改動(dòng)。該控制不影響儀器的任何其他功能。圖像上出現(xiàn)一彩色十字準(zhǔn)線。圓圈尺寸為目標(biāo)上探測光速的大約尺寸。十字準(zhǔn)線不同顏色，代表儀器報(bào)告的不同威脅情況。具體有:
[0057]a.黑色未發(fā)現(xiàn)檢測范圍，未達(dá)到判定告警數(shù)值
[0058]b.綠色未發(fā)現(xiàn)威脅
[0059]c.灰色無報(bào)告判定條件，未顯示判定
[0060]d.黃色發(fā)現(xiàn)可能存在威脅[0061 ] e.紅色發(fā)現(xiàn)持續(xù)威脅
[0062]2.設(shè)備的控制模塊
[0063]可以通過視頻縮放模塊，調(diào)整顯示縮放。對(duì)圖像的保存，保存格式可通過管理窗口的下拉菜單選擇(通常采用bmp格式)。通常只保存一張圖像，但啟用該窗口上的連續(xù)復(fù)選框可激活連續(xù)采集功能;在此模式下，按下保存圖像按鈕，開始記錄圖像，再次按下該按鈕則停止。已保存圖像窗口顯示上次保存的圖像文件。通過按下加載槍支，加載碎片或加載電介質(zhì)按鈕，可從網(wǎng)絡(luò)窗口選擇適合目標(biāo)類型的分析網(wǎng)路，也可使用加載網(wǎng)絡(luò)按鈕，加載其他海關(guān)網(wǎng)絡(luò)。
[0064]3.威脅檢測模塊
[0065]儀器可檢測人體是否貼身攜帶有威脅目標(biāo)。
[0066]主要檢測以下三類威脅:
[0067]a.槍支等金屬物體，最好使用“槍支網(wǎng)絡(luò)”設(shè)置檢測；
[0068]b.有大量金屬碎片的爆炸物，最好使用“碎片網(wǎng)絡(luò)”設(shè)置檢測；
[0069]c.電介質(zhì)物體，如有碎片和無碎片的爆炸物。這些使用“電介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)”設(shè)置檢測。
[0070]盡管本實(shí)用新型的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實(shí)用新型的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種毫米波雷達(dá)隱藏危險(xiǎn)物品探測設(shè)備，其特征在于，包括: 外殼，其材料為鋁合金，為曲面外形，用于采集被探測目標(biāo)發(fā)射和反射的毫米波信息； 毫米波發(fā)射和接收天線，其位于所述外殼的前部，用于發(fā)射和接收被探測目標(biāo)的毫米波雷達(dá)信號(hào)； 核心處理器及主板，其設(shè)置于所述外殼內(nèi)部； 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)設(shè)備，其設(shè)置于所述外殼內(nèi)部，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)設(shè)備通過數(shù)據(jù)線與核心處理器及主板的數(shù)據(jù)接口連接，通過RJ45網(wǎng)絡(luò)傳輸線與控制終端相連接； 模式識(shí)別設(shè)備，所述模式識(shí)別設(shè)備設(shè)置在核心處理器及主板和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間，將雷達(dá)接收器獲取成像數(shù)據(jù)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，判定隱藏危險(xiǎn)物品的種類和危險(xiǎn)程度； 光學(xué)引導(dǎo)設(shè)備，所述光學(xué)引導(dǎo)設(shè)備是用于為用戶和操作者提供光學(xué)跟蹤目標(biāo)導(dǎo)引，便于快速選擇和跟蹤目標(biāo)； 高分辨熱成像設(shè)備，為雷達(dá)成像、光學(xué)成像提供人工判定數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毫米波雷達(dá)隱藏危險(xiǎn)物品探測設(shè)備，其特征在于，還包括毫米波雷達(dá)發(fā)射和接收裝置，其具有I個(gè)主要接收和發(fā)射裝置，2個(gè)輔助發(fā)射和接收裝置，I個(gè)光學(xué)引導(dǎo)裝置，I個(gè)熱成像裝置，分別設(shè)置于所述外殼的前部。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的毫米波雷達(dá)隱藏危險(xiǎn)物品探測設(shè)備，其特征在于，所述外殼的曲面能夠降低工作時(shí)風(fēng)阻和減少電磁信號(hào)外泄。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的毫米波雷達(dá)隱藏危險(xiǎn)物品探測設(shè)備，其特征在于，所屬外殼表面設(shè)置有黑色氧化涂層，以減少光學(xué)反射，提高隱蔽性。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毫米波雷達(dá)隱藏危險(xiǎn)物品探測設(shè)備，其特征在于，所述外殼固定有設(shè)備控制線、數(shù)據(jù)傳輸線和電源供電線。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毫米波雷達(dá)隱藏危險(xiǎn)物品探測設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)接口具有RS485總線、RJ45網(wǎng)絡(luò)接口和航空電源插口。
【文檔編號(hào)】G01S13/89GK205679762SQ201620138509
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年2月24日 公開號(hào)201620138509.7, CN 201620138509, CN 205679762 U, CN 205679762U, CN-U-205679762, CN201620138509, CN201620138509.7, CN205679762 U, CN205679762U
【發(fā)明人】范立國
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