专利名称：一种通过式人体安全检查系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及人体安全检查领域，特别是涉及一种通过式人体安全检查系统，通过对被检人员的全身扫描，获得人体毫米波图像及光学图像，实现对人体衣物内藏匿违禁物品的检查和自动报警。
背景技术：
常见的人体安检设备主要有金属探测器、痕量检查仪、X光透射设备。其中金属探测器只对检测金属物质敏感；痕量检查仪只对检测爆炸物和毒品有效；X光透射设备对包括金属/非金属物品、爆炸物、毒品等进行检测，而且可以具备较高的空间分辨率和一定的扫描速度，但是由于X光的致电离辐射对人体健康有一定伤害，因此用于人体安检受到制约。为了有效地进行人体安全检查，同时保证被检人员的人身不受到可能的辐射伤害，毫米波技术已经作为一种先进的安全检查技术进入人体安全检查领域。利用毫米波技术进行安全检查是利用毫米波可以穿透普通衣物，而各种物质的毫米波发射率和反射系数不同(金属和其他物质的差异尤其明显)的特性。利用毫米波技术进行安全检查没有电离辐射，不需要复杂的辐射防护，不需要接触人体，是人体安全检查的理想技术。但是，现有的毫米波人体安全检查技术尚存在以下不足:一，毫米波成像受周围环境的光照、高温体及冷空分布、气温等条件影响大；二，使用单台毫米波成像装置对人体各角度全身扫描时需要被检人员原地旋转配合检查，这给被检人员带来了不便，也降低了通过率；三，人体动态毫米波图像形态复杂，无法直接作为判断依据自动报警。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题和缺陷的至少一个方面。本发明提供一种通过式毫米波人体安全检查系统，包括:检查通道，被检人员通过所述检查通道以进行安全检查；被动式毫米波成像装置，其用于对通过安全通道的被检人员的身体进行检查，并进行毫米波成像；光学成像装置，对应于所述被动式毫米波成像装置，其用于对由所述被动式毫米波成像装置检查的身体进行光学成像；计算机系统，所述计算机系统用于对毫米波图像和光学图像进行处理和对比，从而判断被检人员是否携带违禁物品。优选地，所述被动式毫米波成像装置包括第一被动式毫米波成像装置和第二被动式毫米波成像装置，所述第一被动式毫米波成像装置用于对通过安全通道的被检人员的身体的一个半周进行检查，并进行毫米波成像；所述第二被动式毫米波成像装置用于对通过安全通道的被检人员的身体的另一个半周进行检查，并进行毫米波成像；所述光学成像装置包括第一光学成像装置和第二光学成像装置，所述第一光学成像装置对应于所述第一被动式毫米波成像装置，其用于对由所述第一被动式毫米波成像装置检查的身体的一个半周进行光学成像；所述第二光学成像装置对应于所述第二被动式毫米波成像装置，其用于对由所述第二被动式毫米波成像装置检查的身体的另一个半周进行光学成像。优选地，所述检查通道为半封闭检查空间。优选地，所述检查通道由中间隔板分成第一子检查通道和第二子检查通道，当被检人员通过第一子检查通道时，所述第一被动式毫米波成像装置和所述第一光学成像装置分别对被检人员进行了毫米波成像和光学成像；当被检人员通过第二子检查通道时，所述第二被动式毫米波成像装置和所述第二光学成像装置分别对被检人员进行了毫米波成像和光学成像，所述中间隔板被设置成使在上述两个子检查通道内的对被检人员的分别进行的毫米波成像以及光学成像互不干扰。优选地，所述检查通道包括外墙体、天花板以及成像装置挡板。优选地，所述外墙体包括外层、支撑层、吸波材料层和内层。优选地，所述吸波材料层的材料根据所述第一和第二被动式毫米波成像装置工作波段选取；所述内层的材料是对毫米波透明的材料或者对毫米波反射系数低的材料。优选地，处于毫米波成像区域的外墙体的内层的材料为对毫米波透明的材料。优选地，所述天花板的组成与所述外墙体的组成相同。优选地，所述成像装置挡板包括外层、支撑层、内层以及光学成像窗口，其中，所述外层和内层的材料为对毫米波透明的材料，所述光学成像窗口的材料为对可见光透明的材料。优选地，所述中间隔板包括支撑层和涂层，所述支撑层的材料为对毫米波透明的材料或对毫米波反射系数低的材料。优选地，还包括设置在检查通道内的空气温度调节装置，其用于控制所述检查通道内的温度。优选地，所述第一光学成像装置设置在所述第一被动式毫米波成像装置上方，所述第二光学成像装置设置在所述第二被动式毫米波成像装置上方，所述第一光学成像装置的成像范围与所述第一被动式毫米波成像装置的成像范围一致，所述第二光学成像装置的成像范围与所述第二被动式毫米波成像装置的成像范围一致。优选地，所述检查通道内的照明装置通过漫反射后对所述检查通道内进行照明。优选地，还包括分别设置在检查通道入口、中间隔板以及检查通道出口处的传感器，其用于探测被检人员进入检查通道以及被检人员离开检查通道。优选地，所述传感器为红外传感器发射器和红外传感器接收器。利用本发明所提出的技术方案，其取得下述有益的技术效果的至少一个方面，采用检查通道减少了周围环境对毫米波图像的不利影响，提高了毫米波图像质量，特别是半封闭的检查通道对排出周围环境的干扰更为明显；被检查对比步行通过检查通道，毫米波成像装置完成对人体不同角度全身扫描，并动态显示人体毫米波成像与光学图像，便于操作人员观察、判断；通过计算机系统对毫米波图像和光学图像进行处理和对比，实现人体衣物内违禁物品的自动检测和报警。
本发明的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是本发明实施例的系统示意图；图2是本发明实施例中检查通道外墙体的结构示意图；图3是本发明实施例中图1中B向视图，即检查通道成像装置挡板的结构示意图；图4示出本发明实施例中的被检人员正面的毫米波图像和光学图像。
具体实施例方式下面将参照附图详细描述本发明的实施例，其中相同的标号对应相同的元件。但是，本发明有很多不同的实施方案，不能解释为将本发明限定在所述的实施例；而只是通过提供本发明的实施例，使本公开内容全面而完整，并向本领域技术人员完全的传达本发明的概念。根据本发明的通过式毫米波人体安全检查系统，包括:检查通道10，被检人员通过所述检查通道10以进行安全检查；被动式毫米波成像装置，其用于对通过安全通道的被检人员的身体进行检查，并进行毫米波成像；光学成像装置，对应于被动式毫米波成像装置，其用于对由所述被动式毫米波成像装置检查的身体进行光学成像；计算机系统40，所述计算机系统用于对毫米波图像和光学图像进行处理和对比，从而判断被检人员是否携带违禁物品。这里，可以采用不同的方式来设置被动式毫米波成像装置以及光学成像装置，例如，可以设置使被动式毫米波成像装置包括多个子被动式毫米波成像装置，相应的，可以设置光学成像装置包括多个子光学成像装置。如图1所示，根据本发明的优选实施方式，可以将被动式毫米波成像装置设置成第一被动式毫米波成像装置20A和第二被动式毫米波成像装置20B，相应的，光学成像装置包括第一光学成像装置30A和第二光学成像装置30B。第一被动式毫米波成像装置20A，其用于对通过安全通道的被检人员的身体的一个半周进行检查，并进行毫米波成像；第一光学成像装置30A，对应于所述第一被动式毫米波成像装置20A，其用于对由所述第一被动式毫米波成像装置20A检查的身体的一个半周进行光学成像；第二被动式毫米波成像装置20B，其用于对通过安全通道的被检人员的身体的另一个半周进行检查，并进行毫米波成像；第二光学成像装置30B，对应于所述第二被动式毫米波成像装置20B，其用于对由所述第二被动式毫米波成像装置20B检查的身体的另一个半周进行光学成像；计算机系统40，所述计算机系统40用于对毫米波图像和光学图像进行处理和对比，从而判断被检人员是否携带违禁物品。其中，这里的被检人员的身体的一个半周和另一个半周组成被检人员的身体的全部，在具体的实施方式中，例如，身体的一个半周可以指从人体的右侧面到人体的正面，另一半周可以指从人体的背面到人体的左侧面。在具体的实施方式中，优选地，检查通道10为半封闭检查空间，从而提高毫米波成像装置的成像质量，使其由于周围环境产生的毫米波带来的对成像质量的干扰减小到最小。如图1所示，根据本发明的优选的实施方式，检查通道由中间隔板140分成第一子检查通道和第二子检查通道，当被检人员通过第一子检查通道时，第一被动式毫米波成像装置20A和第一光学成像装置30A分别对被检人员进行了毫米波成像和光学成像；当被检人员通过第二子检查通道时，第二被动式毫米波成像装置20B和所述第二光学成像装置30B分别对被检人员进行了毫米波成像和光学成像，中间隔板被设置成使在上述两个子检查通道内的对被检查者的分别进行的毫米波成像以及光学成像互不干扰。根据本发明优选的实施方式，为了提高被检人员的身体被检查的完整性，如图1所示，可以在检查通道内设置供被检人员步行通过的通行区I以及限制通行区2，S卩，被检人员只能从通行区I通过检查通道。具体的，如图1所示，被检人员从入口进入检查通道，经通行区I步行通过检查通道，从出口离开。当被检人员从通道的1-1位置附近步行到通道的I1-1I位置附近，可实现对人体的右侧面到正面的成像，当被检人员从通道的II1-1II位置附近步行到通道的IV-1V位置附近，可实现对人体的背面到左侧面的成像，从而完成全身动态扫描。通过计算机系统40对毫米波图像和光学图像的处理和对比，实现人体衣物内违禁物品的自动报警。根据本发明的优选的实施方式，如图1所示，检查通道10包括外墙体110、天花板120以及成像装置挡板130。根据如图1所示的实施方式中，第一被动式毫米波成像装置20A和第一光学成像装置30A设置在由外墙体110、中间隔板140和成像装置挡板130限定的成像装置放置区3A内；第二被动式毫米波成像装置20B和第二光学成像装置30B设置在由外墙体110、中间隔板140和成像装置挡板130限定的成像装置放置区3B内。优选地，第一光学成像装置30A设置在第一被动式毫米波成像装置20A上方，第二光学成像装置30B设置在第二被动式毫米波成像装置20B上方，第一光学成像装置30A的成像范围与第一被动式毫米波成像装置20A的成像范围一致，第二光学成像装置30B的成像范围与第二被动式毫米波成像装置20B的成像范围一致。根据本发明的实施方式，如图2所示，外墙体110包括外层111、支撑层112、吸波材料层113和内层114。外层111和支撑层112只需满足美观和坚固要求，具体材料不受限制；吸波材料层113需根据所述第一和第二被动式毫米波成像装置工作波段选取；内层114的材料是对毫米波透明的材料或者对毫米波反射系数低的材料，如:木材等，并要求表面粗糙或者是亚光涂层。特别需要指出的是，与成像装置相对的外墙体是作为毫米波成像背板使用，其内层材料要求是对毫米波透明的材料，如:棉、麻布等。根据本发明优选的实施方式，天花板120的组成与外墙体110的组成相同。如图3所示，成像装置挡板包括外层131、支撑层132、内层133以及光学成像窗口134，其中，所述外层和内层的材料为对毫米波透明的材料，例如:棉、麻布等，光学成像窗口134的材料为对可见光透明的材料，例如玻璃、透明有机玻璃、透明塑料等。根据本发明优选的实施方式，中间隔板140包括支撑层和涂层，支撑层的材料为对毫米波透明的材料或对毫米波反射系数低的材料，如木材等，涂层为亚光。此外，由于一般毫米波成像设备的单幅图像的亮温分辨率为2K，如果人体温度与环境温度相差小就无法获得清晰的毫米波图像，人体会“淹没”在背景中。经过实验发现，人体体表温度约为35°C，而四肢末端(手脚)温度给为32°C，当环境温度高于26°C时，毫米波图像开始变得不清晰，当环境温度低于24°C时，毫米波图像比较理想。因此，为了提高被检人员的毫米波图像质量，优选地，在检查通道内放置空气温度调节器60，例如，空调，用以控制检查通道内的温度，温度控制在22°C 24°C为宜，此温度下人体感觉比较舒适，毫米波成像效果好，可以很好地区别出人体和背景及体表隐藏的可疑物。根据本发明优选的实施方式，由于需要对被检人员进行光学成像，所以需要所述检查通道内有足够亮度的光照，但是由于毫米波成像设备对光照有特殊要求，不允许直接照射背板和毫米波成像窗口，可以采用天花板石膏吊顶灯箱，使灯光经漫反射后，再照亮被检人员。根据本发明的优选的实施方式，该系统还可以包括分别设置在检查通道入口、中间隔板以及检查通道出口处的传感器，其用于探测被检人员进入检查通道以及被检人员离开检查通道。所述传感器可以为红外传感器发射器501、503、505和红外传感器接收器502、504,506ο根据本发明的优选的实施方式，确定被检人员所在测量区域可以有以下三种方法:一，通过获取毫米波图像或光学图像自动判断被检人员所在测量区域；二，在所述检查通道的入口处、中间隔板处和出口处分别放置红外传感器，如图1所示，检查通道的入口处放置红外传感器发射器501和红外传感器接收器502，检查通道的中间隔板处放置红外传感器发射器503和红外传感器接收器504，检查通道的入口处放置红外传感器发射器505和红外传感器接收器506。利用上述传感器可以检测被检人员处于检查通道的位置；仅在所述检查通道的入口处和出口处分别放置红外传感器，而检查通道的中间隔板处不需放置红外传感器。根据本发明的优选的实施方式，被动式毫米波成像装置利用人体反射的毫米波，对隐藏于人体衣物内违禁物品进行检测，对人体无电离辐射伤害，可对人体进行全身扫描，成像速度为4幅/秒。毫米波成像范围(图1中阴影区)与通行区I重和的区域为有效人体成像区。在被检人员步行通过检查通道时，获得人体动态毫米波图像，并且将毫米波图像信息送到计算机系统进行处理和显示。同时，也将光学成像装置的光学图像信息送到计算机系统进行处理和显示。这里所采用了的计算机系统为毫米波处理领域常用的计算机系统，其由控制模块、通讯模块、软件模块、算法模块和显示模块组成。其中的控制模块负责计算机系统与操作者间的交互，负责获取来自位置传感器的被检人员位置信号；其中的通讯模块负责计算机系统与被动式毫米波成像装置、光学成像装置和控制模块间的通讯；其中的软件模块负责系统协调工作；其中的算法模块负责图像处理与对比；其中的显示模块负责图像的显示，报警提示等。计算机系统对毫米波图像和光学图像进行处理和对比，实现人体衣物内违禁物品的自动报警。经过对毫米波图像的去噪、平滑、去背景、描边和对比度调节等图像处理后，与经处理后的光学图像相比，与光学图像中人的轮廓相异的部位为识别出的可疑区域，以设定好的醒目颜色(比如:亮红色)实时标识出来。图4为图像处理与对比的示意图，是被检人员正面的毫米波图像及与之同步的光学图像，毫米波图像上标识出了一个手握的铁头木柄锤子和两个隐藏在衣物内的可疑物。
为便于操作员观察，还可以对无色彩的毫米波灰度值图像进行伪彩色处理，视觉上会更清晰。此外，所述检查通道可以有两种工作模式，单人工作模式和双人工作模式。双人工作模式较单人工作模式通过率可大致提高一倍。单人工作模式:一人完全通过检查通道第二人方可进入检查通道，显示第一被动式毫米波成像装置和第一光学成像装置的图像，再显示第二被动式毫米波成像装置和第二光学成像装置图像，检查完成时屏幕上将同时显示被检人员的正身图像和背身图像。双人工作模式:一人走出第一被动式毫米波成像装置和第一光学成像装置的有效成像区，进入第二被动式毫米波成像装置和第二光学成像装置成像区，第二人即可进入检查通道，显示第一被动式毫米波成像装置和第一光学成像装置的图像，再显示第二被动式毫米波成像装置和第二光学成像装置的图像，检查完成时屏幕上将同时显示被检人员的正身图像和背身图像。由于需要对毫米波图像和光学图像进行对比，因此在两种成像设备安装时要保证:在有效成像范围内，显示器上显示出的图像尺寸要大致相同，同时两种图像分辨率相匹配。毫米波图像的成像速度> 4幅/秒，光学图像的成像速度> 20幅/秒，在视觉上均为动态图像。人的步行速度约为lm/s，因此，在1-1、11-11、II1-1II和IV-1V四个位置的前后0.8米范围内可以获取至少3幅毫米波图像。每幅毫米波图像均可以找到一幅与之基本同步的光学图像。尽管对本发明的实施例进行了展示和描述，但本领域技术人员将会理解在不偏离本发明的原理和实质的情况下，可对这些实施例进行改变，其范围也落入本发明的权利要求及其等同物所限定的范围内。
权利要求
1.一种通过式毫米波人体安全检查系统，包括: 检查通道，被检人员通过所述检查通道以进行安全检查； 被动式毫米波成像装置，其用于对通过安全通道的被检人员的身体进行检查，并进行毫米波成像； 光学成像装置，对应于所述被动式毫米波成像装置，其用于对由所述被动式毫米波成像装置检查的身体进行光学成像； 计算机系统，所述计算机系统用于对毫米波图像和光学图像进行处理和对比，从而判断被检人员是否携带违禁物品。
2.根据权利要求1所述的通过式毫米波人体安全检查系统，所述被动式毫米波成像装置包括第一被动式毫米波成像装置和第二被动式毫米波成像装置，所述第一被动式毫米波成像装置用于对通过安全通道的被检人员的身体的一个半周进行检查，并进行毫米波成像；所述第二被动式毫米波成像装置用于对通过安全通道的被检人员的身体的另一个半周进行检查，并进行毫米波成像； 所述光学成像装置包括第一光学成像装置和第二光学成像装置，所述第一光学成像装置对应于所述第一被动式毫米波成像装置，其用于对由所述第一被动式毫米波成像装置检查的身体的一个半周进行光学成像；所述第二光学成像装置对应于所述第二被动式毫米波成像装置，其用于对由所述第二被动式毫米波成像装置检查的身体的另一个半周进行光学成像。
3.根据权利要求1或2所述的通过式毫米波人体安全检查系统，其特征在于，所述检查通道为半封闭检查空间。
4.根据权利要求2所述的通过式毫米波人体安全检查系统，其特征在于，所述检查通道由中间隔板分成第一子检查通道和第二子检查通道，当被检人员通过第一子检查通道时，所述第一被动式毫米波成像装置和所述第一光学成像装置分别对被检人员进行了毫米波成像和光学成像；当被检人员通过第二子检查通道时，所述第二被动式毫米波成像装置和所述第二光学成像装置分别对被检人员进行了毫米波成像和光学成像，所述中间隔板被设置成使在上述两个子检查通道内的对被检人员的分别进行的毫米波成像以及光学成像互不干扰。
5.根据权利要求3所述的通过式毫米波人体安全检查系统，其特征在于，所述检查通道包括外墙体、天花板以及成像装置挡板。
6.根据权利要求5所述的通过式毫米波人体安全检查系统，其特征在于，所述外墙体包括外层、支撑层、吸波材料层和内层。
7.根据权利要求6所述的通过式毫米波人体安全检查系统，其特征在于，所述吸波材料层的材料根据所述第一和第二被动式毫米波成像装置工作波段选取； 所述内层的材料是对毫米波透明的材料或者对毫米波反射系数低的材料。
8.根据权利要求7所述的通过式毫米波人体安全检查系统，其特征在于，处于毫米波成像区域的外墙体的内层的材料为对毫米波透明的材料。
9.根据权利要求5所述的通过式毫米波人体安全检查系统，其特征在于，所述天花板的组成与所述外墙体的组成相同。
10.根据权利要求5所述的通过式毫米波人体安全检查系统，其特征在于，所述成像装置挡板包括外层、支撑层、内层以及光学成像窗口，其中，所述外层和内层的材料为对毫米波透明的材料，所述光学成像窗口的材料为对可见光透明的材料。
11.根据权利要求4所述的通过式毫米波人体安全检查系统，其特征在于，所述中间隔板包括支撑层和涂层，所述支撑层的材料为对毫米波透明的材料或对毫米波反射系数低的材料。
12.根据权利要求1或2所述的通过式毫米波人体安全检查系统，其特征在于，还包括设置在检查通道内的空气温度调节装置，其用于控制所述检查通道内的温度。
13.根据权利要求2所述的通过式毫米波人体安全检查系统，其特征在于，所述第一光学成像装置设置在所述第一被动式毫米波成像装置上方，所述第二光学成像装置设置在所述第二被动式毫米波成像装置上方，所述第一光学成像装置的成像范围与所述第一被动式毫米波成像装置的成像范围一致，所述第二光学成像装置的成像范围与所述第二被动式毫米波成像装置的成像范围一致。
14.根据权利要求1所述的通过式毫米波人体安全检查系统，其特征在于，所述检查通道内的照明装置通过漫反射后对所述检查通道内进行照明。
15.根据权利要求1或2所述的通过式毫米波人体安全检查系统，其特征在于，还包括分别设置在检查通道入口、中间隔板以及检查通道出口处的传感器，其用于探测被检人员进入检查通道以及被检人员离开检查通道。
16.根据权利要求15所述的通 过式毫米波人体安全检查系统，其特征在于，所述传感器为红外传感器发射器和红外传感器接收器。
全文摘要
本发明公开了一种通过式毫米波人体安全检查系统，被检人员通过检查通道以进行安全检查。根据本发明所提供的通过式毫米波人体安全检查系统可以对被检人员进行全身动态扫描，获得人体毫米波图像以及光学图像，从而实现对人体衣物内藏匿的违禁物品的检查和自动报警。
文档编号G01V11/00GK103163565SQ20111042415
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者陈志强, 赵自然, 吴万龙, 郑志敏, 沈宗俊, 罗希雷, 曹硕, 金颖康, 桑斌 申请人:同方威视技术股份有限公司, 清华大学